露天礦山階段爆破根底的探討

張小強(qiáng)

摘 要：本文針對(duì)傳統(tǒng)導(dǎo)爆管雷管精度較低，連接網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜，起爆時(shí)難以檢測(cè)，爆破效果不理想，在采區(qū)內(nèi)，采用數(shù)碼電子雷管與導(dǎo)爆管雷管做對(duì)比試驗(yàn)。實(shí)踐證明，數(shù)碼雷管能有效地降低大塊率和根底，為礦山類似工程起到了一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：露天礦山；爆破；根底

前言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與前進(jìn)，爆破技術(shù)已經(jīng)被廣泛的使用在了各行各業(yè)當(dāng)中。爆破技術(shù)在露天礦山開采過(guò)程中具有著重要的地位。通常情況下，利用光面爆破技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山中障礙物的清除粉碎。光面爆破技術(shù)不僅可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)井巷圍巖的保護(hù)，而且對(duì)于減少井巷維護(hù)的費(fèi)用也有著重要的作用。預(yù)裂爆破也是礦山開采中經(jīng)常用到的一種爆破技術(shù)，這種技術(shù)對(duì)于維持邊坡的穩(wěn)定有著重要的作用，同時(shí)還能夠有效的減少開采費(fèi)用。除此之外，在礦山開采中，我們還經(jīng)常使用到了深孔微差爆破，這種爆破方式對(duì)于有效提高礦山的生產(chǎn)力極其重要。總之，爆破技術(shù)在礦山開采中的廣泛應(yīng)用，對(duì)于推動(dòng)礦山企業(yè)有效提高生產(chǎn)力以及保障礦山工程建設(shè)的質(zhì)量有著深遠(yuǎn)的影響。

1 影響露天礦山開采爆破安全的因素分析

1.1 爆破沖擊波與飛石

在爆破過(guò)程中，在要在短時(shí)間內(nèi)會(huì)釋放巨大的爆破能量，其中有一部分能量以沖擊波或者飛石的形式散發(fā)出來(lái)。這不僅使得爆破作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)附近的建筑物會(huì)受到一定程度的損傷，甚至在一定程度上威脅著爆破工作人員的人身安全。

1.2 機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行

在實(shí)際的爆破過(guò)程中，由于工作人員沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)章制度來(lái)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行操作，或者由于對(duì)檢修工作的不到位，使得機(jī)械設(shè)備具有一定的安全隱患。這些問(wèn)題的存在在一定程度上嚴(yán)重影響著爆破效果，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的安全事故。

1.3 爆破技術(shù)

在當(dāng)前露天礦山開采的爆破過(guò)程中，爆破技術(shù)上還存在著一些不合理之處，主要有兩個(gè)方面的表現(xiàn)。①爆破技術(shù)的管理存在一定的局限性。由于實(shí)際的爆破效果會(huì)會(huì)收到眾多因素的影響，但是在爆破方案制定的時(shí)候，難以對(duì)這些眾多因素進(jìn)行全面的考慮，導(dǎo)致實(shí)際的爆破效果與理論上存在著巨大的差異性。因此，先進(jìn)的爆破技術(shù)還停留在理論階段，難以投入實(shí)踐過(guò)程中。這使得實(shí)際爆破過(guò)程中的安全性與準(zhǔn)確性得不到保障。②爆破工具或材料的質(zhì)量難以得到保障。在實(shí)際的爆破作業(yè)開展中，由于爆破工具和材料的質(zhì)量得不到保障，往往會(huì)產(chǎn)生瞎炮等現(xiàn)象的發(fā)生。這些問(wèn)題都存在嚴(yán)重制約著爆破工程的安全開展與運(yùn)行，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的安全事故，使爆破設(shè)備以及爆破工作人員的生命安全受到嚴(yán)重的威脅。

2 工程概況

該露天采場(chǎng)礦石主要以石灰石為主。采用深孔臺(tái)階爆破作業(yè)，設(shè)計(jì)臺(tái)階高度為12m，超深1m，連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)采場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)爆破調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：

1）大塊率過(guò)高，不利于鏟裝作業(yè)和礦山后續(xù)作業(yè)；

2）附近村莊感受振動(dòng)明顯，對(duì)居民的生活造成影響；

3）炸藥單耗大，雷管使用量大，成本增加。為了解決這些問(wèn)題，擬在該礦使用數(shù)碼電子雷管進(jìn)行爆破試驗(yàn)。

3 工程應(yīng)用試驗(yàn)

數(shù)碼電子雷管合理的延時(shí)時(shí)間設(shè)置既能得到良好的爆破效果，又能最大限度降低爆破振動(dòng)引起的爆破危害。由于孔間延時(shí)選取過(guò)小不易形成新的自由面，會(huì)影響爆破效果，因此最佳的延時(shí)時(shí)間是第1個(gè)炮孔起爆后，炮孔和自由面之間形成一定寬度的新自由面（裂縫），此時(shí)巖石中尚有部分殘余應(yīng)力，與后1個(gè)炮孔起爆產(chǎn)生的應(yīng)力疊加，會(huì)呈現(xiàn)更好爆破效果。

3.1 大平臺(tái)分區(qū)爆破試驗(yàn)

第1個(gè)大平臺(tái)分區(qū)爆破試驗(yàn)，是在標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)進(jìn)行的。爆區(qū)呈L形，平臺(tái)設(shè)計(jì)高度12m，實(shí)際高度大約12.5～13m，尖角向外凸出部分是上個(gè)施工循環(huán)未爆破的殘留巖體?，F(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)環(huán)境對(duì)檢驗(yàn)爆破網(wǎng)路延時(shí)設(shè)計(jì)、分采分爆方案可行性、完善現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)操作方法均非常有利。現(xiàn)場(chǎng)采用基于數(shù)碼電子雷管的新型爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)方案，結(jié)合3D軟件制作了平臺(tái)示意模型，并按實(shí)際情況設(shè)置炮孔參數(shù)及起爆順序，從爆區(qū)彎折處將爆區(qū)分成2個(gè)部分（左、右），起爆順序由外側(cè)向內(nèi)側(cè)，方案單孔、單響，無(wú)重段，相鄰延時(shí)時(shí)間4ms。

3.2 平臺(tái)邊坎不規(guī)則部位試驗(yàn)

第2個(gè)平臺(tái)邊坎不規(guī)則部位試驗(yàn)。所在爆區(qū)屬于平臺(tái)的邊坎部位，爆區(qū)地表有1～2m高差，且平面形狀不規(guī)則，如何處理形狀不規(guī)則部位的聯(lián)網(wǎng)方法是該部位延時(shí)時(shí)間設(shè)置的主要問(wèn)題。因此，將該爆區(qū)分為7排炮孔，其中第1排最長(zhǎng)，從第2排往后逐次遞減。起爆順序采用前排（1～3排、7排）逐孔起爆，后排（4～6排）2孔同時(shí)起爆。后排相鄰2孔同時(shí)起爆可提高拋擲能力。

4 爆破效果及分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)爆破效果和爆堆形態(tài)可觀測(cè)到，爆區(qū)前排逐孔起爆，爆堆隆起，后部形成明顯溝槽，爆堆表面塊度均勻。實(shí)際挖裝過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)大塊，經(jīng)一段時(shí)間挖裝，爆堆局部有少量大塊，但不影響挖裝效率，說(shuō)明爆破效果滿足要求，大塊率可以降低2%左右。利用數(shù)碼電子雷管爆破過(guò)程中，距離爆區(qū)300m遠(yuǎn)位置無(wú)明顯振感?，F(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)顯示比導(dǎo)爆管雷管振動(dòng)要小，減少幅度可達(dá)21%～29%，說(shuō)明數(shù)碼雷管單孔、單響設(shè)計(jì)很好地控制了爆破振動(dòng)。試驗(yàn)表明在保障爆破效果的同時(shí)，使用數(shù)碼電子雷管爆破單耗可以降低11%～13%，單位耗時(shí)可以降低22%～27%，降本增效

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)爆破試驗(yàn)，結(jié)合3D數(shù)值建模與仿真、新型爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)操作等新方法、新工藝，實(shí)現(xiàn)了快速組網(wǎng)、高效爆破。數(shù)碼電子雷管現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用嘗試成功，以期為后續(xù)數(shù)碼電子雷管的推廣、爆破優(yōu)化設(shè)計(jì)和編制科學(xué)的施工方案提供借鑒。

1）爆破效果滿足要求，大塊率可以降低2%左右；距離爆區(qū)300m遠(yuǎn)位置無(wú)明顯振感，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)顯示與導(dǎo)爆管雷管爆破對(duì)比，振動(dòng)幅度降低可達(dá)到21%～29%，很好地控制了爆破振動(dòng)；同時(shí)單耗可以降低11%～13%，單位耗時(shí)可以降低22%～27%，節(jié)約了成本。

2）本次試驗(yàn)延時(shí)時(shí)間設(shè)置存在一些不合理之處，相鄰排間延時(shí)時(shí)間縮短，不利于爆破效果，另外也受到了巖石走向與用戶實(shí)際需求的制約，可在以后工程中根據(jù)需要改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]周幸.露天礦山開采爆破與安全研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2018，17（11）：246-247.

[2]劉志強(qiáng).淺析露天礦山開采爆破與安全[J].世界有色金屬，2017（14）：266+268.