精細(xì)爆破技術(shù)在礦山的研究與應(yīng)用

母永燁，李祥龍，冷智高，張 希，陳 浩

(1.昆明理工大學(xué) 公共安全與應(yīng)急管理學(xué)院，昆明 650093；2.昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院，昆明 650093；3.云南省中-德藍(lán)色礦山與特殊地下空間開(kāi)發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650093；4.玉溪礦業(yè)有限公司大紅山銅礦，云南 玉溪 653405)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷騰飛，礦產(chǎn)資源的消耗量也是逐年增加，面對(duì)著每年礦產(chǎn)資源的巨大消耗，致使一些老舊礦山將重新開(kāi)采低品位的礦石或進(jìn)一步向深部礦床進(jìn)行開(kāi)采。礦山的開(kāi)采深度和開(kāi)采力度在不斷增加，因此對(duì)爆破作業(yè)提出了更高的要求。目前，鉆爆法在隧道開(kāi)挖、地下金屬礦山巷道施工以及拆除高層建筑物等領(lǐng)域仍為主流的方法[1]。舊時(shí)傳統(tǒng)爆破一般主要還是以現(xiàn)有的設(shè)計(jì)圖紙和數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依靠工程技術(shù)人員通過(guò)半經(jīng)驗(yàn)半公式以及類比方法對(duì)爆破效果進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算[2]。在傳統(tǒng)爆破中，炸藥爆炸盡管能實(shí)現(xiàn)介質(zhì)破壞，但存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、爆破效果差、工作環(huán)境惡劣等諸多缺點(diǎn)，作業(yè)精度和可靠性也不能得到保障，很難達(dá)到現(xiàn)在礦山所追求的安全、高效、綠色發(fā)展的目標(biāo)。顯然傳統(tǒng)爆破已不能適應(yīng)相應(yīng)政策及社會(huì)發(fā)展需求[3]。為了讓工程爆破技術(shù)更好地服務(wù)社會(huì)，2008年4月，中國(guó)工程爆破協(xié)會(huì)組織召開(kāi)了精細(xì)爆破學(xué)術(shù)研討會(huì)，會(huì)上謝先啟院士首次提出了“精細(xì)爆破”這一新的概念并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，獲得了在場(chǎng)專家的一致認(rèn)可。

1 精細(xì)爆破概述

1.1 “精細(xì)爆破”的定義

精細(xì)爆破是工程爆破中一種新的爆破方法，不但秉承了傳統(tǒng)控制爆破的優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上還提出了更高的要求。精細(xì)爆破是指通過(guò)定量化的爆破設(shè)計(jì)、精心的爆破施工和精細(xì)化的管理，對(duì)炸藥爆炸能量釋放與介質(zhì)破碎、拋擲等過(guò)程的精密控制[4]。其目的是為了既能達(dá)到良好的爆破效果，又能使有害效應(yīng)得以控制，最終實(shí)現(xiàn)安全可靠、綠色環(huán)保、效益最優(yōu)的爆破作業(yè)。

精細(xì)爆破不僅僅是一種簡(jiǎn)單爆破新技術(shù)，還是一種廣泛的理念。精細(xì)爆破涵蓋了設(shè)計(jì)、施工、管理、安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)方面的內(nèi)容，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也在不斷地吸收最新理論和科研成果，融合發(fā)展，使其內(nèi)涵不斷豐富。

1.2 精細(xì)爆破的發(fā)展現(xiàn)狀

精細(xì)爆破自被提出至今已有十余年時(shí)間，精細(xì)爆破正逐步被我國(guó)工程爆破行業(yè)所熟知和推廣應(yīng)用。精細(xì)爆破在解決實(shí)際工程問(wèn)題方面的優(yōu)良性，讓精細(xì)爆破技術(shù)在越來(lái)越多的工程領(lǐng)域得以應(yīng)用，特別是在礦山開(kāi)采中獲得了廣泛的應(yīng)用，一些礦山現(xiàn)已將精細(xì)化爆破技術(shù)用于實(shí)踐，如內(nèi)蒙古白云鄂博鐵礦在方案設(shè)計(jì)時(shí)采用了三維激光掃描儀對(duì)規(guī)劃爆區(qū)進(jìn)行掃描，高新技術(shù)的引進(jìn)很大程度上提高了布孔精準(zhǔn)度[5]；位于非洲贊比亞北部銅帶省的謙比希銅礦為提高鑿巖效率和精度，在鑿巖過(guò)程中應(yīng)用了精細(xì)爆破的理念，將DD422I智能鑿巖臺(tái)車用于鑿巖鉆孔[6]，鑿巖效率提高的同時(shí)，炮孔利用率也有所提高，據(jù)統(tǒng)計(jì)炮孔利用率高達(dá)94%，鑿巖精度的提升，有效緩解了超欠挖現(xiàn)象，精細(xì)化施工為精細(xì)爆破提供了便利條件。

隨著爆破技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，爆破對(duì)象與爆破環(huán)境也趨于復(fù)雜化[7]，對(duì)于一些環(huán)境復(fù)雜，爆破對(duì)象特殊的工程項(xiàng)目，首先不僅需要工程技術(shù)人員利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備給出精確定量化的爆破設(shè)計(jì)參數(shù)、同時(shí)還需要經(jīng)過(guò)專家多次論證、現(xiàn)場(chǎng)多次模擬實(shí)驗(yàn)，最后得出精細(xì)爆破方案[8]，在后續(xù)的施工、管理以及對(duì)有害效應(yīng)監(jiān)控量測(cè)也需要做到精細(xì)化[9]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的專家為了更好地實(shí)現(xiàn)精細(xì)化爆破，在爆破數(shù)值模擬技術(shù)、拋擲大爆破技術(shù)、爆破降振技術(shù)、有害效應(yīng)控制技術(shù)等內(nèi)容展開(kāi)了深入研究也取得了顯著的進(jìn)步。

2 精細(xì)爆破

2.1 爆破設(shè)計(jì)的精細(xì)化

2.1.1 定量化的爆破設(shè)計(jì)

爆破設(shè)計(jì)主要包括爆破方案、爆破參數(shù)、炸藥類型、爆破器材的選擇與確定、起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)以及安全防護(hù)措施等內(nèi)容[10]。傳統(tǒng)爆破設(shè)計(jì)僅憑借設(shè)計(jì)者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行定量化，其準(zhǔn)確性不高，易出現(xiàn)漏項(xiàng)，常導(dǎo)致施工階段發(fā)生較多變更，從而增加資金投入。然而精細(xì)爆破設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)爆破設(shè)計(jì)的區(qū)別在于精細(xì)爆破設(shè)計(jì)主要運(yùn)用最新的理論成果和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，針對(duì)不同爆破環(huán)境，對(duì)各個(gè)爆破參數(shù)以精確、定量的方式給出，大幅度提高了設(shè)計(jì)精準(zhǔn)性與工作效率。

精細(xì)爆破的核心是提高爆破設(shè)計(jì)精確度，精細(xì)爆破設(shè)計(jì)側(cè)重于使用專門的爆破設(shè)計(jì)軟件與數(shù)字礦山設(shè)計(jì)軟件[11]。以3s技術(shù)為基礎(chǔ)，利用有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入測(cè)繪系統(tǒng)、地質(zhì)勘探單元、融合遙感拍攝等手段，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)；應(yīng)用爆破預(yù)測(cè)模型，對(duì)爆破效果、爆堆形態(tài)、塊度情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。計(jì)算機(jī)測(cè)量技術(shù)和軟件分析技術(shù)的飛速發(fā)展，為數(shù)值模擬和預(yù)測(cè)分析提供了精確可靠的數(shù)據(jù)支持，使得爆破設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化成為了可能。

2.1.2 精細(xì)微差爆破技術(shù)[12]

在傳統(tǒng)爆破中，普通導(dǎo)爆管雷管是作為起爆的主要方式，但是普通延期雷管存在著延期誤差較大，易竄段等缺點(diǎn)，當(dāng)炸藥被引爆時(shí)，普通固定延時(shí)的導(dǎo)爆雷管，其延期時(shí)間誤差相對(duì)較大，可能在對(duì)炮孔藥柱重心位置并不能完全精準(zhǔn)把控，導(dǎo)致炮孔內(nèi)的巖石受力不均，在根底處易產(chǎn)生大塊，不能達(dá)到預(yù)期效果。而精細(xì)爆破則要求消除這些弊端，因此，對(duì)起爆器材的性能要求更高，高精度的起爆器材是作為排間微差，排內(nèi)逐孔微差的復(fù)雜爆破網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。為提高爆破精度，實(shí)現(xiàn)爆破預(yù)期效果，在時(shí)間和空間上的精準(zhǔn)控制對(duì)爆破有著至關(guān)重要的作用，特別是在對(duì)一些環(huán)境特殊的爆破作業(yè)，常采用精細(xì)微差爆破技術(shù)，準(zhǔn)確控制延期時(shí)間和起爆位置[13]。精細(xì)微差爆破技術(shù)與一般的巖土爆破相比而言，爆破施工精細(xì)、爆破精準(zhǔn)、安全性高，主要適用于一般爆破方式難以解決或處理復(fù)雜環(huán)境下的爆破施工。精細(xì)微差爆破技術(shù)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：1)與過(guò)去爆破點(diǎn)同時(shí)起爆的傳統(tǒng)爆破方式相比，對(duì)爆區(qū)的所有爆破點(diǎn)實(shí)施毫秒級(jí)順次延時(shí)起爆，能減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，有利于圍巖穩(wěn)定；2)利用微差爆破技術(shù)創(chuàng)造新的動(dòng)態(tài)自由面可減少巖石夾制作用，有利于提高巖石的破碎程度和均勻性；3)有利于機(jī)械作業(yè)，可增大孔距，提高每百米的炸落方量，節(jié)省炸藥用量，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。

伴隨著國(guó)家政策支持和精細(xì)化爆破不斷推廣，我國(guó)起爆器材的生產(chǎn)也開(kāi)始向精細(xì)化方向發(fā)展。大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與實(shí)際工程均表明，與傳統(tǒng)延期雷管起爆相比，使用智能型數(shù)碼電子雷管起爆更為優(yōu)越。智能型數(shù)碼電子雷管性能優(yōu)良，延期時(shí)間可在線校核，可實(shí)現(xiàn)逐孔精準(zhǔn)延時(shí)起爆，不但大大提高了起爆網(wǎng)絡(luò)可靠性，同時(shí)也可擴(kuò)大爆破規(guī)模，一次性成功實(shí)現(xiàn)起爆，滿足了更高要求的工程爆破需要[14]。目前，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的大、中型的礦山以及城市拆除爆破中已出現(xiàn)了智能型數(shù)碼電子雷管的身影。智能型數(shù)碼電子雷管的快速發(fā)展為我國(guó)的工程爆破技術(shù)邁向數(shù)字化、智能化創(chuàng)造了條件[15]。智能型數(shù)碼電子雷管性能參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 智能型數(shù)碼電子雷管性能參數(shù)

2.2 爆破施工的精確化

2.2.1 提高鑿巖自動(dòng)化和智能化水平

傳統(tǒng)的鑿巖主要是依靠現(xiàn)場(chǎng)施工人員手持氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)進(jìn)行鑿巖操作，雖然風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)，但隨著礦山一次性爆破的規(guī)模不斷增大，鉆孔深度也隨之增加，使用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)很難滿足大規(guī)?；弾r需求。而且在鑿巖過(guò)程中，也普遍存在實(shí)際鉆孔位置與設(shè)計(jì)位置偏差較大，釬桿接頭處會(huì)損失很大的沖擊能量，鑿巖效率低，危險(xiǎn)性大，作業(yè)環(huán)境惡劣等缺點(diǎn)[16]。高度智能化的鑿巖臺(tái)車的出現(xiàn)，很好的解決了這一系列的問(wèn)題。先進(jìn)設(shè)備在實(shí)際工程中的廣泛應(yīng)用，大幅度地提高了鉆孔效率，讓總體施工進(jìn)度得到大幅提升，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有效控制系統(tǒng)和人為誤差，有效地保證了鑿巖精度，其自動(dòng)化與智能化水平得到了充分體現(xiàn)[17]。

精細(xì)施工的關(guān)鍵在于鉆孔鑿巖的精度是否滿足設(shè)計(jì)要求，使用傳統(tǒng)鑿巖設(shè)備鑿巖后，炮孔孔底未能保證在同一水平面上，這樣不僅會(huì)影響爆破效果，爆破后還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重超欠挖現(xiàn)象，給下次鑿巖作業(yè)帶來(lái)困難，不但影響工作效率，還增加了鑿巖成本。精細(xì)爆破技術(shù)的發(fā)展和推廣，促使著鑿巖設(shè)備的研究發(fā)展，鑿巖設(shè)備在自動(dòng)化和智能化方面均有長(zhǎng)足的進(jìn)步，2016年山特維克推出了DD422iE自動(dòng)化鑿巖臺(tái)車，這是采礦行業(yè)首款行走靠蓄電池驅(qū)動(dòng)的鑿巖臺(tái)車，集傳統(tǒng)柴油機(jī)設(shè)備的作業(yè)自由度和電動(dòng)設(shè)備的主要環(huán)境、健康和安全(EHS)優(yōu)勢(shì)于一身。除了新型蓄電池動(dòng)力系統(tǒng)，山特維克DD422iE的創(chuàng)新之處還包括可選裝3D掃描導(dǎo)航功能和經(jīng)過(guò)改良的新型工作臂。導(dǎo)航功能可縮短每個(gè)鉆孔周期開(kāi)始時(shí)的設(shè)置時(shí)間，自動(dòng)掃描超挖和欠挖，提供寶貴的信息來(lái)優(yōu)化鉆孔作業(yè)，其中智能工作臂定位和鑿巖控制系統(tǒng)可提高精確度，縮短循環(huán)時(shí)間并降低鑿巖成本。它的問(wèn)世為精細(xì)爆破施工提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，DD422iE智能型鑿巖臺(tái)車見(jiàn)圖1。

圖1 DD422iE智能鑿巖臺(tái)車Fig.1 DD422iE intelligent rock drilling rig

2.2.2 現(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥車的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥車是集原料運(yùn)輸、炸藥混制、裝填于一體的高科技產(chǎn)品，此外它同時(shí)還具有本質(zhì)安全性較高、計(jì)量準(zhǔn)確誤差小、裝藥效率高、爆破效果好、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)[18]。隨著礦山開(kāi)采規(guī)模的增大，炸藥的一次性用量也在不斷擴(kuò)大，為了更好的適應(yīng)現(xiàn)在礦山的發(fā)展需要，在炸藥生產(chǎn)中有必要實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化、無(wú)人化操作制藥，在制藥過(guò)程中減少不必要的人為因素干擾?，F(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥車的投入使用加快了礦山實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；a(chǎn)的步伐?，F(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥配備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對(duì)炸藥各參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，運(yùn)用智能跟蹤配比手段，針對(duì)爆破不同的巖石，動(dòng)態(tài)調(diào)整炸藥的密度、爆速、爆炸威力等參數(shù)，使炸藥波阻抗與巖石波阻抗與之匹配，使爆破效果最優(yōu)[19]。混裝炸藥車的智能系統(tǒng)還具有判斷炮孔深度的功能。在裝藥時(shí)可精準(zhǔn)有效地控制炮孔裝藥預(yù)留、隨時(shí)調(diào)整進(jìn)退管速度、有效控制返粉率。此外混炸藥裝車配套的GPS定位系統(tǒng)還可對(duì)運(yùn)行軌跡，運(yùn)行范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從安全管理的角度來(lái)看，定位系統(tǒng)在一定程度上提高了現(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥車的安全性，現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥車見(jiàn)圖2。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥車Fig.2 On-site mixed emulsion explosive vehicle

2.3 爆破管理的精細(xì)化

2.3.1 爆破精細(xì)化管理的“四化”

精細(xì)化管理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，管理的實(shí)質(zhì)主要是對(duì)工程項(xiàng)目中人、物、環(huán)境的狀態(tài)進(jìn)行管理與控制，其目的是保證工作順利進(jìn)行，爆破質(zhì)量獲得提高。在具體實(shí)施的過(guò)程中可將整個(gè)爆破過(guò)程進(jìn)行分解，對(duì)每一個(gè)過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都要有精細(xì)意識(shí)，即使是最細(xì)微的部分也不忽略，然后根據(jù)部門職責(zé)、崗位職責(zé)，將預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行落實(shí)。在爆破作業(yè)中運(yùn)用先進(jìn)的管理工具和手段，對(duì)爆破作業(yè)的各項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行數(shù)字化、規(guī)范化、程序化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，其次是加強(qiáng)安全、環(huán)境、質(zhì)量方面的管理確保爆破作業(yè)能精確、高效、協(xié)同和持續(xù)運(yùn)行[20]。

爆破行業(yè)是一項(xiàng)危險(xiǎn)性極高的行業(yè)，在執(zhí)行爆破任務(wù)過(guò)程中，在考慮整個(gè)爆破質(zhì)量的同時(shí)，還需要密切專注每項(xiàng)工序細(xì)節(jié)[21]。從爆前的炮孔鉆鑿準(zhǔn)備，爆區(qū)清理與測(cè)量，到吹哨蹲地起爆以及到爆后的各項(xiàng)檢查都需做到精細(xì)化。按照時(shí)間順序可構(gòu)成爆破施工基本工藝流程，工藝流程圖的建立有利于爆破作業(yè)流程化建設(shè)[22]，更加有利于實(shí)現(xiàn)爆破設(shè)計(jì)數(shù)字化、鑿巖施工規(guī)范化、炸藥炮泥裝填程序化、質(zhì)量安全檢查標(biāo)準(zhǔn)化，確保爆破任務(wù)順利進(jìn)行。精細(xì)爆破施工工藝流程如圖3所示。

圖3 精細(xì)爆破施工工藝流程圖Fig.3 3P blasting construction process flow chart

2.3.2 質(zhì)量、安全、環(huán)境的管理

與傳統(tǒng)爆破相比，精細(xì)化爆破加強(qiáng)了對(duì)爆破工程的質(zhì)量、安全、環(huán)境的控制，在進(jìn)行爆破作業(yè)前期，作業(yè)人員需深入實(shí)地考察項(xiàng)目具體情況。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)爆破施工工藝流程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管，除了制定相應(yīng)的安全程序外，還應(yīng)針對(duì)各環(huán)節(jié)中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，有效的保障爆破作業(yè)順利進(jìn)行。精細(xì)化爆破主要對(duì)以下三個(gè)方面的有害效應(yīng)進(jìn)行控制：一是對(duì)爆破地震的控制，采用合理的炮孔網(wǎng)度、微差爆破以及空氣間隔裝藥等途徑，使爆破振動(dòng)峰值控制在安全允許的范圍內(nèi)，降低爆破地震對(duì)周邊建筑物的影響[23]；二是對(duì)爆破粉塵的抑制，采用預(yù)濕降塵水封爆破、“環(huán)保型”降塵、爆炸水霧除塵等技術(shù)對(duì)爆破粉塵量進(jìn)行控制；三是對(duì)爆破飛石的預(yù)防，在嚴(yán)格遵守爆破設(shè)計(jì)的前提下，提高炮孔堵塞質(zhì)量、合理確定起爆順序和間隔時(shí)間等措施防止飛石造成事故[24]。

3 精細(xì)爆破技術(shù)在礦山的實(shí)踐運(yùn)用

近年來(lái)，工程爆破技術(shù)雖然在礦山工程的建設(shè)中取得了一定的成就，但爆破器材發(fā)展滯后在一定程度上也阻礙了爆破技術(shù)發(fā)展[25]。國(guó)內(nèi)爆破器材性能參差不齊制約了爆破技術(shù)的發(fā)展，為了更好實(shí)現(xiàn)精細(xì)爆破，山西壺化集團(tuán)研制出智能型數(shù)碼電子雷管填補(bǔ)了我國(guó)智能型民爆產(chǎn)品的空白，標(biāo)志我國(guó)爆破行業(yè)進(jìn)入新的發(fā)展階段。2013年，壺化集團(tuán)應(yīng)用智能數(shù)碼電子雷管在我國(guó)最大露天煤礦黑岱溝露天礦成功實(shí)施拋擲爆破。此次爆破作業(yè)面長(zhǎng)670 m、寬85 m、孔深28～43 m，裝藥893孔，裝藥總量1 500 t，使用智能數(shù)碼電子雷管1 500余發(fā)，拋擲巖土近200萬(wàn)方，爆破臺(tái)階45 m高，是國(guó)內(nèi)使用智能數(shù)碼電子雷管最多、爆破方量最大、爆破臺(tái)階最高的一次拋擲爆破。爆破過(guò)程中還經(jīng)受了強(qiáng)降雨等惡劣條件考驗(yàn)，爆破的規(guī)模和難度，在我國(guó)同類爆破中尚屬首次。智能型數(shù)碼電子雷管的應(yīng)用為實(shí)現(xiàn)精細(xì)化爆破創(chuàng)造了條件。唐口煤礦首次將精細(xì)爆破的理念引入煤礦井下爆破中，針對(duì)傳統(tǒng)爆破方式存在工作效率低，對(duì)圍巖破壞性大等問(wèn)題，運(yùn)用精細(xì)爆破理論，分別從設(shè)計(jì)、施工、管理三個(gè)方面對(duì)現(xiàn)有爆破存在的不足進(jìn)行改進(jìn)。與前期傳統(tǒng)爆破相比，采用精細(xì)爆破技術(shù)后，巷道斷面成形良好，基本無(wú)超欠挖現(xiàn)象，爆破震動(dòng)危害也得到了有效的措施；經(jīng)后期檢測(cè)，與傳統(tǒng)爆破相比，對(duì)巷道圍巖損傷較小[26]。眾多的工程實(shí)踐表明，精細(xì)爆破相比于傳統(tǒng)爆破更有利于礦山開(kāi)采(圖4、圖5)。

圖4 黑岱溝露天礦拋擲爆破Fig.4 Heidaigou open pit mine throwing blasting

圖5 唐口煤礦井下巷道爆破Fig.5 Blasting of underground tunnel in Tangkou Coal Industry

4 爆破技術(shù)的發(fā)展方向

我國(guó)工程爆破技術(shù)已經(jīng)取得了較大的發(fā)展，但還不能完全適應(yīng)日趨復(fù)雜的爆破環(huán)境，與理想的精細(xì)爆破理念相比，存在精細(xì)設(shè)計(jì)程序、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)還需優(yōu)化；施工設(shè)備品種規(guī)格數(shù)量不足；器材可靠性一般等問(wèn)題。為更好適應(yīng)我國(guó)礦業(yè)發(fā)展需要，建議從以下幾個(gè)方面進(jìn)行精細(xì)爆破技術(shù)的研究工作。

1)重視對(duì)現(xiàn)有的巖土力學(xué)、爆炸力學(xué)、沖擊動(dòng)力學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)理論研究，為控制炸藥爆炸所釋放的能量與定量化的設(shè)計(jì)提供理論支撐。構(gòu)建各種介質(zhì)在爆炸載荷作用下的本構(gòu)關(guān)系，逐步探索出與介質(zhì)相匹配的炸藥類型、裝藥結(jié)構(gòu)、起爆方式等實(shí)用技術(shù)，以期提高炸藥利用率，減少炸藥在轉(zhuǎn)化過(guò)程中的損失。

2)提高施工設(shè)備質(zhì)量。隨著越來(lái)越多的礦山進(jìn)入深部開(kāi)采，對(duì)鑿巖要求在不斷提高。同時(shí)在隧道施工中也需要應(yīng)用鑿巖設(shè)備，而我國(guó)在施工設(shè)備研發(fā)方面還存在一些不足。主要表現(xiàn)為產(chǎn)品種類較少，智能化程度低，工作可靠性及精度不高等方面，這還需要我們不斷吸收國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，以期提升我國(guó)鑿巖設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)力[27]。

3)加快爆破技術(shù)，智能化技術(shù)研究。讓現(xiàn)代智能技術(shù)與爆破技術(shù)融合發(fā)展，為精細(xì)化爆破技術(shù)開(kāi)辟新思路[28]?；谠朴?jì)算機(jī)技術(shù)，構(gòu)建多層次、多維度的爆破行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)信息共享，為智能化爆破研究提供支持。利用云計(jì)算的大量、多樣、精確、高速的優(yōu)勢(shì)對(duì)所選參數(shù)和方案進(jìn)行高效比對(duì)、篩選，深入探索數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)漏洞，對(duì)爆破方案進(jìn)行優(yōu)化。智能化的模擬軟件與云計(jì)算的完美結(jié)合，實(shí)驗(yàn)成本、人為誤差會(huì)大幅度降低，安全性與爆破質(zhì)量得到提高，這將大大提升精細(xì)爆破的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著學(xué)科之間交叉理論研究的不斷深入和智能化時(shí)代的到來(lái)，爆破作業(yè)必將朝著精細(xì)化的方向發(fā)展，精細(xì)爆破的提出不僅得到了學(xué)術(shù)界的一致認(rèn)可，在爆破行業(yè)界也得到了推廣與應(yīng)用。精細(xì)爆破技術(shù)在采礦行業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)在大型水電建設(shè)、建筑物拆除、城市隧道開(kāi)挖、圍堰拆除等大型項(xiàng)目中也存在著巨大的發(fā)展前景。這為精細(xì)爆破技術(shù)發(fā)展提供了契機(jī)。在未來(lái)，精細(xì)爆破技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景必將更加廣闊。