采礦工程中爆破技術(shù)的運(yùn)用研究

袁志祥

摘要：為了社會(huì)的進(jìn)步與行業(yè)的發(fā)展。筆者對(duì)采礦工程重點(diǎn)工作領(lǐng)域展開現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合理論的深入探討。重點(diǎn)就爆破技術(shù)的機(jī)理與安全性進(jìn)行闡述，并針對(duì)當(dāng)前重點(diǎn)發(fā)展的中深孔爆破技術(shù)展開深入探討。為同行提供建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞：采礦工程；爆破；安全性；工效；運(yùn)用

1引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與時(shí)代的進(jìn)步，采礦工程領(lǐng)域已經(jīng)從傳統(tǒng)盾構(gòu)挖掘、單一工作量勞動(dòng)向著大規(guī)模、大方量高速工期推進(jìn)。其中傳統(tǒng)爆破技術(shù)因?yàn)椴捎昧诵滦忘S色炸藥配合一定倒角藥壺安裝在安裝與工效上達(dá)到了極大平衡。其中相應(yīng)技術(shù)已經(jīng)全面運(yùn)用于石油工程、交通工程、采礦工程等領(lǐng)域。筆者基于多年行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)，由淺至深的展開探討，重點(diǎn)就爆破技術(shù)的機(jī)理與安全性進(jìn)行闡述，并針對(duì)當(dāng)前重點(diǎn)發(fā)展的中深孔爆破技術(shù)展開深入探討。為同行提供建設(shè)性意見。

2爆破技術(shù)的定義及原理

爆破技術(shù)作為有限破壞高效開發(fā)的掘進(jìn)開發(fā)手段已經(jīng)運(yùn)用成熟。當(dāng)前主要運(yùn)用與隧道開掘、開山鋪路、水利工程等常規(guī)工程作業(yè)中。其主要原理為利用亞硝酸鹽等化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生聚類反應(yīng)并極具釋放，在有限空間內(nèi)展開破壞以達(dá)到預(yù)期施工目的。其中炸藥作為重要工作載體在整個(gè)過程中占有舉足輕重的地位。當(dāng)前常用的炸藥工作方式為硝化甘油炸藥填充雷管在相應(yīng)藥壺倒角前提進(jìn)行部署，并在導(dǎo)火索、電雷管引導(dǎo)觸發(fā)下爆炸。從而得到高溫高壓氣體在能量守恒前提下達(dá)到工作面破壞、擊碎的目的。

3爆破采礦技術(shù)中存在的安全隱患

基于室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用效果看出，無論從軍事還是民用角度定向爆破過程多選用硝銨類炸藥、硝化甘油炸藥以及水膠炸藥等常規(guī)易提取物質(zhì)。其中，三種主要炸藥成分中硝銨類炸藥應(yīng)用最多，且效果最好。但由于采礦作業(yè)需要有限度的能量控制以達(dá)到巷道掘進(jìn)又不影響礦脈本體的前提下進(jìn)行，以達(dá)到掘進(jìn)開采與安全穩(wěn)定并行。所以如何克服爆破采礦過程中的安全隱患尤為重要。根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，在該過程中主要會(huì)發(fā)生地震、沖擊波、噪音、飛石等危害現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的安全隱患。以下展開探討。

1.地震。爆破需要炸藥在密閉空間內(nèi)有雷管觸發(fā)誘導(dǎo)活性化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生及快速的化學(xué)裂變反應(yīng)，其產(chǎn)生的高溫高壓氣體在松軟地層中會(huì)產(chǎn)生極具膨脹，導(dǎo)致地面塌陷。而這股能量在遇到堅(jiān)硬地層時(shí)會(huì)破壞其結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致碎屑斷裂最終誘發(fā)整體爆破面的應(yīng)力不平衡和坍塌，最終誘發(fā)地震等地質(zhì)災(zāi)害。2、爆破產(chǎn)生的沖擊波在有限礦洞、巷道等受限空間內(nèi)會(huì)聚集互擾，產(chǎn)生輻射性能量延伸。嚴(yán)重危害人體臟器和機(jī)械設(shè)備正常生產(chǎn)工作。是維護(hù)人員安全的主要安全隱患。必須進(jìn)行杜絕性避免和相應(yīng)防護(hù)。3、噪音和粉塵會(huì)伴隨爆破的整體過程。其中脆性巖體和特殊地層在噪音達(dá)到一定分貝和時(shí)間后會(huì)自然斷裂誘發(fā)巷道坍塌。而有限空間的噪音和粉塵也會(huì)危害作業(yè)人員健康，甚至至聾至瞎。而有效的隔音毯部署是能避免噪音和粉塵傷害的。4、飛石是爆炸熱效應(yīng)、聲效應(yīng)、沖擊波效應(yīng)綜合產(chǎn)生的惡果，且伴隨整體采礦過程。其中不同大小、粒度的巖屑顆粒會(huì)在爆炸瞬間產(chǎn)生高速飛濺，如若撞擊設(shè)備及人體將產(chǎn)生不可逆損失。而后續(xù)的不定期飛石和塌方必須采取巷道加固的方式進(jìn)行避免。所以每次爆破的裝藥量與爆炸偏角必須進(jìn)行嚴(yán)格核算。

4中深孔爆破技術(shù)

在我國，中深孔爆破技術(shù)被廣泛應(yīng)用于礦山剝離開采。它可以改善中小型露天礦的安全開采條件，極大減少設(shè)備與人員的綜合危險(xiǎn)因素。在中深孔爆破技術(shù)在實(shí)踐中根據(jù)地形，礦山的生產(chǎn)規(guī)模和投資資本的情況，分別使用的輕型淺孔磚臺(tái)階、正規(guī)臺(tái)階、中深孔簡易臺(tái)階等適合的方式，爆破技術(shù)主要是由非電起爆系統(tǒng)的多級(jí)微差爆破，深孔爆破技術(shù)在不同模式的安全采礦工程技術(shù)改造提供了有效的技術(shù)手段，具有良好的操作條件下，爆破周期很長，小的影響，飛行的巖石，爆破設(shè)備分銷管理方便等一些優(yōu)點(diǎn)，綜合效益顯著增加。在原有淺孔爆破方法的基礎(chǔ)上，對(duì)中深孔爆破技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。使用中應(yīng)注意安全平臺(tái)的設(shè)計(jì)。后排炸藥的電荷量比前排的大。

1.堵塞爆破技術(shù)。該種爆破技術(shù)由來已久，其中最原始的方式就是運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)礦渣石粉進(jìn)行炮孔柱塞，已達(dá)到降低沖擊波、飛石等擾動(dòng)傷害的可能。當(dāng)時(shí)當(dāng)前最新研究表明，運(yùn)用防水炸藥配合液體堵塞效果更優(yōu)。可以達(dá)到炮孔受力均勻。爆破瞬間吸收余熱廢氣、粉塵等有害物質(zhì)的可能。在安全生產(chǎn)的同時(shí)極大降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。當(dāng)前除了運(yùn)用水之外，還有橡皮泥等半塑性材質(zhì)進(jìn)行封堵。效果更優(yōu)。

2.無線分段起爆網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在爆破開采中，為了有效提高工作效率，防止重復(fù)爆破帶來的不便，通常采用多點(diǎn)同時(shí)爆破的方式，方便一次爆破的完成。雖然使用這種方法是提高爆破效率，但對(duì)于爆破的炸藥的爆炸都是員工的問題不能有一個(gè)準(zhǔn)確的判斷，如果化學(xué)炸藥爆炸沒有完成，會(huì)給員工帶來巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。無限分段起爆網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以有效地解決這一問題。該技術(shù)通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行爆破，利用爆管形成內(nèi)外結(jié)合的炮孔來引爆炸藥。為了保證起爆信息的準(zhǔn)確傳遞，在孔外采用側(cè)網(wǎng)進(jìn)行信號(hào)傳輸，每排孔之間的孔外連接相應(yīng)的雷管，確保爆炸效果。

3.激光和光纖起爆技術(shù)。這種爆破技術(shù)包括兩部分，即激光和光纖，雖然起始的方式會(huì)有一定的差異，但是，最后的控制或由激光設(shè)備，具體過程是，使用激光光纖總線和光纖的腳線照射同時(shí)，形成爆炸的條件，爆炸性的效果。與其他爆破技術(shù)相比，這種爆破技術(shù)有一定的新穎性，及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是雷管爆炸引起的激光，從而從根本上避免當(dāng)前湍流現(xiàn)象，并確保當(dāng)前的有效發(fā)揮作用，減少錯(cuò)誤的發(fā)生爆炸事故。同時(shí)，爆破過程中的激光照射不會(huì)對(duì)施工人員造成傷害，也可用于遠(yuǎn)距離爆破。

5結(jié)語

爆破技術(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際環(huán)境條件，選擇科學(xué)合理的爆破。根據(jù)實(shí)際情況爆破巖石特征、氣候、地理環(huán)境、采取合適的啟動(dòng)方式，然后開發(fā)適當(dāng)?shù)难舆t時(shí)間，露天采礦一般選擇延時(shí)起爆時(shí)間比較短，也注意在爆破控制爆破飛石、爆破飛石主要產(chǎn)生在孔板在前面的位置，所以兩個(gè)位置的多樣性保護(hù)措施，合理安排采礦中的各個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格管理。促進(jìn)礦業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

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（作者單位：重慶能投渝新能源有限公司東林煤礦）