爆破技術在采礦工程中的應用探析

李 斌，吳紅云，李文相，常呂奎

（永善金沙礦業(yè)有限責任公司，云南 昭通 657309）

在采礦作業(yè)時，需要按照不同的規(guī)劃區(qū)域有針對性地應用爆破技術提高為采礦的效率和質(zhì)量提供保障，同時，對于爆破中的安全保障工作，也要引起充分的重視[1]。只有在有很好的安全保障的前提下應用技術，才能達到相應的施工效果。

1 預裂爆破技術

（1）概述。從應用的普遍性上來講，預裂爆破技術屬于一類比較常用的礦山開采技術類型。從爆破技術的應用歷史的角度分析，可知在采礦業(yè)的工作開展中，礦業(yè)公司對于爆破技術的應用頻率是非常高的，例如，在巷道的開采施工中，光面爆破技術就是比較常見的技術類型之一，而關于預裂爆破技術，則通常應用在露天礦的爆破過程中，其應用的主要優(yōu)勢在于，提高了邊坡的穩(wěn)定度，降低了爆破施工的風險和成本，另外，在預裂爆破中，深孔差動爆破技術也是常用的技術類型，有利于提高礦井的生產(chǎn)能力[2]。通過分析可見，爆破技術的類型和適用范圍具有一定的廣泛性特征，需要結(jié)合實際進行適當?shù)膬?yōu)選應用。

（2）設計要求。在預裂爆破過程中，需要貫通裂縫寬度應當根據(jù)巖體結(jié)構硬度進行合理控制，如對于中硬度巖體結(jié)構，預裂爆破預留開裂寬度應當達到10.0mm以上；對于堅硬巖體結(jié)構，預裂爆破開裂寬度應當達到5.0mm以上；對于松軟巖體結(jié)構，預裂爆破開裂寬度應當達到10.0mm以上。在滿足這一基本原則的前提下，預裂爆破設計中應當著重關注如下幾個方面的問題：首先，預裂縫爆破面的平整度將直接影響爆破設計參數(shù)和鉆井參數(shù)的合理性。提示在預裂爆破施工前必須安排專人對鉆孔孔口周邊殘留松散石渣進行徹底清除，以免石渣落入鉆孔內(nèi)對裝藥結(jié)構產(chǎn)生影響，進而影響預裂爆破的最終效果；第二，預裂爆破工作面上爆破孔標記的保留率應達到80.0%以上；第三，預裂爆破操作過程中，炮孔直徑建議控制在50.0mm～200.0mm范圍內(nèi)，深度較大的鉆孔應當適當提高孔徑參數(shù)，炮孔間距也應當根據(jù)孔徑參數(shù)進行設計，以8倍～12倍孔徑為設計標準，針對松軟巖體結(jié)構，應當取較大值作為設計參數(shù)；四，建議將預裂縫爆破線裝載密度控制在250.0g/m～400.0g/m；第五，充電結(jié)構將直接影響預裂效果。目前，廣泛采用的UAN充電結(jié)構將藥卷分段后綁扎于毛竹片上，并將其與爆炸線捆綁固定。分段藥卷間距按照20.0cm～50.0cm控制，同時于鉆孔底部適當增加裝藥量，按照2倍～5倍標準增加線裝藥密度，為了保證孔內(nèi)預裂效果的平衡。

2 具體應用

（1）光面爆破技術。關于光面爆破，這里以平滑爆破技術為例及西寧討論，這種爆破方法是在炸藥爆炸的過程，在通過氣隙后產(chǎn)生，可降低深孔的壓力值。另外，有利于減少對周邊孔壁的破壞。因此，它只能沿著連接幾個光面的線形成裂縫，并且在需要折疊的一側(cè)破壞巖石。該作用使得通過孔和孔之間的間隙形成平坦的斷裂表面。目前，光滑爆破有兩種技術措施：一種是在斜線或輪廓線上打孔，然后在孔中插入一個小動力輥，在這種施工背景下，前期還需要巖層的支持，并且?guī)r層厚度保持在爆破孔間距的1.2倍。爆破后，一半的爆破孔標記將留在孔壁上；另一種方法是預裂爆破。此種爆炸產(chǎn)生的效果，主要體現(xiàn)在可以沿炮眼中心位置形成破裂表面，并且防止地震波在爆破期間的產(chǎn)生。同時，也可以阻止應力波對保留表面巖體的破壞。

（2）等離子爆破技術。對于電容器組而言，大量的電能在引爆過程中只需要其極短的時間。并且同時完成將位于封閉口底部的電解質(zhì)的快速升溫，形成高壓電離子和等離子。而這段時間內(nèi)可以產(chǎn)生高達200MPa的壓力。在離子的快速膨脹的作用下，達到爆破的效果。

（3）無線分段起爆網(wǎng)路技術。無線分段起爆網(wǎng)絡的技術應用，主要是為了滿足爆破點多，且需要同時爆炸的作業(yè)要求。由于多點爆炸，實際上是容易產(chǎn)生很嚴重的安全隱患的。在無線分段起爆技術的支持下，通過引爆不具有導電性質(zhì)的爆管網(wǎng)絡。對爆破孔的內(nèi)外組合效果產(chǎn)生延遲影響。從而達到爆破效果，且在應用前不需要借助儀器設備進行準確度的檢測。因此，在可以充分有效地保證發(fā)起網(wǎng)絡傳播的準確性的條件下，需要通過側(cè)網(wǎng)絡傳輸外部網(wǎng)絡。

（4）電子雷管爆破技術。這種爆破技術的應用，其主要原理是應用微電子定時電路的特點和功能，達到爆破延遲的效果。在具體應用方面，需要以雷管的拓展序列為標準來對其進行編號，以便有序地完成爆破工作。另外，相鄰雷管的科學編號，可以起到延遲間隔爆轟的效果?？梢匀藶榈卮_定這種擴展，并且在雷管過程期間有效地完成設置。從結(jié)構上來說，對電子雷管來講，不同的雷管結(jié)構中，都有一個保護濾波器裝置，可與其內(nèi)部的環(huán)形電路配合應用。不但有利于降低安全隱患，也能夠提高爆破的精確度。

（5）光纖及激光起爆系統(tǒng)。這兩種爆破系統(tǒng)在特點上具有一定的復合性，是由控制環(huán)節(jié)和爆轟環(huán)節(jié)組成的。首先由激光裝置完成控制工作，隨后再完成爆轟工作。這種系統(tǒng)的主要特點是功能的新穎性較強。且對于激光資源能夠做到充分有效的利用。從實際應用效果的角度分析，可知其可以提高雷管的引爆能力，并不同避免雜散的電流對爆震系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響。因此，有效降低了事故引發(fā)的事故概率。另外，這種技術還能完成激光點火效果，并且通過連續(xù)燃燒提高資源的利用率和爆破的安全系數(shù)。

（6）中深孔爆破技術。這種爆破技術，主要適用于中小型礦山的開采。其主要有點也在于在節(jié)約成本額基礎上，達到提高安全系數(shù)的優(yōu)點。另外，通過對小型安全平臺采礦技術的改進，提高了淺孔爆破的應用效果。但實際應用時，仍然需要注意以下幾方面要點。第一，對于安全平臺設計來說，其規(guī)模不適合太大；第二，從后部計量和前部計量的排放標準角度，后部應當大于前部；第三，需要從投擲效果的角度考慮對爆破效果的優(yōu)化。

（7）精確爆破技術。以長江三峽大壩為例，需要使用深孔，預裂和光滑爆破技術。該技術首先在主爆炸區(qū)爆破之前沿設計輪廓爆破一定寬度的貫穿裂縫。在緩沖和預裂紋完成之后，不能傳遞爆破振動波，從而可以有效地避免對斜面的損壞，同時也使邊坡的安全獲得充分有效的保障。此外，光滑的表面技術意味著在爆炸后，保留一層保護層，打開一排防爆孔，并采取進一步的吹氣措施。在中國，對于精密爆破技術，其開發(fā)速度相對較快，并已充分應用于大壩工程的施工過程。

3 結(jié)語

通過分析可知，雖然爆破技術在采礦業(yè)中廣泛得到應用，但從技術應用規(guī)范和效果的角度分析，其還存在許多需要改進和優(yōu)化的環(huán)節(jié)和技術類型，應當通過及時的改進和完善，取得更好的爆破作業(yè)效果。