淺析礦山地下開采中深孔爆破工藝技術(shù)的優(yōu)化

王克

【摘? 要】近年來，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和能源需求的增長(zhǎng)導(dǎo)致了地下采礦技術(shù)的發(fā)展，許多新的采礦技術(shù)、新理念、新設(shè)備和新材料被應(yīng)用于地下礦山。然而，由于采場(chǎng)和人為因素等多種因素的影響，目前礦山采場(chǎng)的深孔爆破效果并未得到明顯改善。因此，本文根據(jù)目前礦山地下的爆破情況，分析了影響中深孔爆破影響的主要因素，并采取了目標(biāo)改進(jìn)方案來解決，以提高中深孔爆破的效果，提高采礦率。

【關(guān)鍵詞】中深孔;爆破效果;技術(shù)優(yōu)化

引言

中國(guó)的采礦業(yè)主要分為露天采礦和地下采礦。深孔爆破技術(shù)是地下礦山的重要生產(chǎn)技術(shù)，在礦山生產(chǎn)中，爆破塊的大小直接影響著整體生產(chǎn)成本。當(dāng)前，中深孔礦山普遍存在以下問題：（1）大塊率高;（2）開采幅度與設(shè)計(jì)的要求相差較大;（3）中深孔施工質(zhì)量差。這些問題嚴(yán)重影響了礦山的正常生產(chǎn)。勞動(dòng)生產(chǎn)率低下，主要是大塊的二次破碎，以及太多時(shí)間來處理卡斗;二次爆破的材料消耗很大;安全事故多，施工人員容易受工傷。因此，必須優(yōu)化中深孔爆破技術(shù)，以提高礦山采礦時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.中深孔爆破的不足

1.1巖墻巖帽問題

在中深孔爆破中，出現(xiàn)巖墻和巖帽的主要原因有四個(gè)，首先是用于爆破工作的相關(guān)設(shè)備質(zhì)量差，或者爆破網(wǎng)本身存在很多問題。通常，中深孔的爆破是基于切割自由表面開始的，然后逐漸進(jìn)行爆破，這會(huì)導(dǎo)致前一個(gè)爆破區(qū)域中相應(yīng)的爆破設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障。并且，如果爆破操作未完全完成，則將無法提供下一個(gè)爆破所需的自由表面，從而導(dǎo)致缺乏用于爆破操作的自由表面支撐產(chǎn)生了巖墻和巖帽。其次，中深孔本身的質(zhì)量很差，這也是中深孔爆破中巖墻和巖帽的重要原因。在中深孔爆破作業(yè)中，如果某些中深孔不符合適用標(biāo)準(zhǔn)，或者孔中有雜物和其他雜物，則會(huì)減小中深孔的深度，從而導(dǎo)致中深孔的實(shí)際參數(shù)不準(zhǔn)確，進(jìn)而會(huì)影響爆破質(zhì)量。另外，地下礦體容易突然增厚，因此在實(shí)際施工中遇到的礦體厚度比設(shè)計(jì)要大得多。如果按照設(shè)計(jì)方法和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，則會(huì)出現(xiàn)較大的偏差，并會(huì)產(chǎn)生巖帽。第三是標(biāo)準(zhǔn)礦山項(xiàng)目建設(shè)不符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。采礦項(xiàng)目的施工質(zhì)量是中深孔高質(zhì)量，高精度設(shè)計(jì)的必要保證，因此，施工質(zhì)量決定了中深孔深度和角度等各種參數(shù)的準(zhǔn)確性。第四是建筑礦石本身的問題，這主要反映在礦體的巖石學(xué)變化中。也就是說，某些區(qū)域的礦體具有很強(qiáng)的完整性，但卻沒有較好的可崩性，而一些區(qū)域卻正好相反，因此在爆炸過程中，巖墻和巖帽更容易發(fā)生。

1.2擠孔問題

在實(shí)際的中深孔爆破操作中，每個(gè)區(qū)域的地面壓力通常是不同的。某些地區(qū)的針壓較高，下層的礦石也相對(duì)受損，因此在實(shí)際施工中很容易引起中深孔的變形和錯(cuò)位。其中，在前一段的爆破工作期間產(chǎn)生的沖擊力通過深壓縮下一段的受損部分而使中孔和深孔變形或阻塞，從而影響爆破工作。

2.中深孔爆破的影響因素

2.1中深孔鑿巖

中空深孔鉆進(jìn)的施工質(zhì)量直接關(guān)系到抽礦，礦石回收，勞動(dòng)強(qiáng)度，爆破落差，爆破停，爆破費(fèi)用，裝料安全等因素的影響。目前，礦區(qū)I-III中每個(gè)深孔的建設(shè)周期較長(zhǎng)，并且受地質(zhì)條件，爆破振動(dòng)和指壓水平等多種因素的影響。如果被阻塞，空心炸藥和深空炸藥的負(fù)載將減少，這直接影響了爆炸的水平。

2.2人為因素

勞動(dòng)強(qiáng)度、工作習(xí)慣等因素直接影響中深孔炸藥的裝載，直接影響中深孔炸藥的效果。因此，規(guī)范單個(gè)裝藥操作是提高中深孔炸藥的裝載量，確保中深孔炸藥質(zhì)量的關(guān)鍵?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的結(jié)果是，在礦山中深孔炸藥的裝填作業(yè)中主要存在以下問題。首先，對(duì)填充深孔炸藥之前是否完成了孔壁的系統(tǒng)調(diào)查和分析，并沒有確定介質(zhì)的深度。其次，由于個(gè)人技能水平和計(jì)算錯(cuò)誤等因素，屋頂和浮石未完全清除，而浮石由于爆破地點(diǎn)的振動(dòng)因素而滑落，導(dǎo)致被砸裂而拒爆。

2.3中深孔爆破的自由面

對(duì)爆破有直接影響，并且是爆破漏斗的主要原因。目前，白銀諾爾礦區(qū)的中深孔爆破作業(yè)正在手動(dòng)填充中深孔炸藥。由于個(gè)體的認(rèn)知水平和技能水平的影響，缺乏對(duì)爆破自由度的科學(xué)判斷，導(dǎo)致爆破早期和嚴(yán)重問題。在爆破過程中，無法充分利用爆破的自由表面，直接影響中深孔爆破的效果。

3.深孔爆破工藝技術(shù)的優(yōu)化措施

3.1改進(jìn)相關(guān)技術(shù)參數(shù)

（1）優(yōu)化最小抵抗線。爆破應(yīng)力波和爆破氣體是破壞礦石的主要驅(qū)動(dòng)力，爆破應(yīng)力波的作用在巖石中產(chǎn)生裂縫，并進(jìn)一步擴(kuò)大由爆破應(yīng)力波形成的巖石裂縫。隨著爆破應(yīng)力波與爆破圓心之間的距離不斷增大，爆破應(yīng)力波繼續(xù)減弱。爆炸應(yīng)力波作用的范圍包括沖擊波作用區(qū)域，彈性波群發(fā)射區(qū)域和壓縮波作用區(qū)域。作用范圍是爆炸作用區(qū)域的10或15倍。作用區(qū)域之外的巖體只能受到爆炸性氣體的作用，形成投擲效果。通過實(shí)地調(diào)查和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，估計(jì)W=2.2m。

（2）改進(jìn)炮孔密集系數(shù)。礦石和巖石的爆破是通過推力和反應(yīng)力波的作用實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)孔距較小時(shí)，爆破孔之間會(huì)形成薄弱的表面，爆破產(chǎn)生的能量會(huì)由于薄弱的表面的作用而耗散掉。由于爆破能力沒有得到有效利用，因此會(huì)發(fā)生平穩(wěn)爆破，導(dǎo)致爆破產(chǎn)生的能量過早地消散，這是造成大型爆破塊和部分區(qū)域無法完全爆破的主要因素。施工人員根據(jù)公式m=L/W確定參數(shù)。其中W是最小電阻線，L是孔底距離。

（3）確定炸藥消耗量。炸藥消耗也是與爆破結(jié)果有關(guān)的重要因素。炸藥消耗量越低，對(duì)以后的爆破影響越大，因?yàn)楸撇煌耆驘o法獲得預(yù)期的爆破效果。高炸藥消耗導(dǎo)致大量炸藥浪費(fèi)。確定炸藥消耗的公式為q=Q/A。在公式中，Q是炸藥的量，A是體積。根據(jù)大量的施工經(jīng)驗(yàn)，q通常在0.3到0.4之間。

3.2優(yōu)化爆破技術(shù)

（1）準(zhǔn)確選取起爆間隔時(shí)間。毫秒爆破可以有效避免或減少地震爆破的影響，并可以提高爆破效果，保證爆破的科學(xué)性。關(guān)于爆破能量的使用，首先必須從殘余應(yīng)力的角度出發(fā)，達(dá)到優(yōu)化爆破尺寸并擴(kuò)大爆破效果的目的，以確保爆破裝藥與后爆藥之間的連續(xù)性。通過對(duì)多個(gè)經(jīng)驗(yàn)案例的分析，最佳爆破毫秒時(shí)間為5毫秒至35毫秒，同時(shí)，只有在有足夠的時(shí)間使巖體發(fā)生爆炸時(shí)，才可以進(jìn)行下一次爆破。該操作提供了足夠的自由爆破表面，并減少了到達(dá)巖石運(yùn)動(dòng)前排的時(shí)間。當(dāng)后排巖石破裂時(shí)，兩排巖石再次碰撞，形成更大的裂變。在20到50毫秒的范圍內(nèi)調(diào)整短距離爆破時(shí)間，以減少爆破后的質(zhì)量。基于上述，結(jié)合相關(guān)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，前五列的爆破時(shí)間約為25ms，可以滿足采場(chǎng)爆破作業(yè)的要求。

（2）炮孔裝藥密度的加強(qiáng)。加強(qiáng)對(duì)在職員工的專業(yè)技能和知識(shí)的培訓(xùn)，提高其技能水平。在裝填空心炸藥的過程中，必須按照適用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裝填。必須徹底調(diào)查和分析每個(gè)中深孔的藥量，以確定炸藥用量。如果中深孔炸藥數(shù)量不足，必須及時(shí)補(bǔ)給，以確保爆破效果，提高爆破質(zhì)量。

4.結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也不斷革新進(jìn)步，許多新型的爆破工具被應(yīng)用到地下礦場(chǎng)中，這就要求技術(shù)人員需不斷發(fā)展并且優(yōu)化中深孔爆破技術(shù)，這將成為提高爆破質(zhì)量，保障爆破的精度和爆破時(shí)安全的重要依據(jù)。因此，根據(jù)目前的中深孔爆破參數(shù)，技術(shù)人員應(yīng)努力克服困難，優(yōu)化中深孔爆破效果，以節(jié)省礦山的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本。因此，廣大技術(shù)人員很有必要在未來的生產(chǎn)實(shí)踐中繼續(xù)尋求更多有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)和方法，并為現(xiàn)代礦山的建設(shè)和礦山生產(chǎn)能力的提高不斷進(jìn)行技術(shù)探索。

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