淺談銅-曼露天礦山提升爆破質(zhì)量對(duì)后續(xù)生產(chǎn)組織的影響

譚明洪

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

隨著銅-曼露天礦山生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，近年來(lái)礦山采剝總量年年攀升，穿孔爆破工作量和施工組織難度大幅度增加。同時(shí)越來(lái)越多的大型鏟裝運(yùn)輸設(shè)備投入到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，給礦山的生產(chǎn)組織及安全管理提出了新的挑戰(zhàn)。其中，尤為突出的是因系列的爆破質(zhì)量問(wèn)題造成設(shè)備鏟裝效率下降，以及設(shè)備被邊坡浮石和傘巖打砸等的安全事件頻發(fā)，增加了礦山生產(chǎn)及安全成本。

針對(duì)所述問(wèn)題，在保障礦山當(dāng)前正常生產(chǎn)運(yùn)行的情況下，通過(guò)采取一定的技術(shù)措施，提升爆破質(zhì)量，改善設(shè)備施工安全環(huán)境，從源頭上遏制設(shè)備零星打砸事故的，降低礦山安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過(guò)一系列針對(duì)性的探索與研究之后，其復(fù)雜地質(zhì)狀況爆破質(zhì)量差的問(wèn)題已逐漸得到有效改善。

1 實(shí)踐內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)

（1）探索提升爆破質(zhì)量的技術(shù)措施和方法。

（2）提高鏟裝設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備的生產(chǎn)效率。

（3）降低設(shè)備打砸等零星事故的發(fā)生頻次。

2 具體實(shí)施的技術(shù)路線和方法

2.1 實(shí)施的現(xiàn)有技術(shù)支撐

（1）礦山引進(jìn)了高精度數(shù)碼電子雷管替代傳統(tǒng)的非電導(dǎo)爆管雷管，作為礦山爆破施工的起爆器材。并經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐和改善，該型起爆器材在安全、效率、質(zhì)量等各方面性能均完全符合礦山生產(chǎn)的要求。

（2）本項(xiàng)目研究在2018年制定的銅曼采場(chǎng)露天爆破施工技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前礦山實(shí)際的需求，作進(jìn)一步調(diào)整和完善。

（3）3Dmine礦業(yè)工程軟件在礦山露天爆破技術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)一步拓展，并與數(shù)碼電子雷管等新型起爆器材高度適應(yīng)，能充分發(fā)揮其高精度性、可靠性和靈活性，在爆破施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐指導(dǎo)性更強(qiáng)。

2.2 實(shí)施的技術(shù)路線和方法

（1）銅曼采場(chǎng)大理巖、矽卡巖、片巖三種混合巖性區(qū)域的爆破孔網(wǎng)密度、布孔方式、炸藥單耗及水孔孔網(wǎng)加密系數(shù)等參數(shù)優(yōu)化。

（2）結(jié)合與礦山鉆爆工作的復(fù)雜的特征，開(kāi)展爆破施工水孔填塞工藝的改進(jìn)和試驗(yàn)研究，改善水孔填塞質(zhì)量和爆破效果。

（3）應(yīng)用3D-mine礦業(yè)工程軟件優(yōu)化露天爆破起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)，改變爆堆移動(dòng)和弱拋擲方向，進(jìn)一步增強(qiáng)爆破設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)可操作性、靈活性和實(shí)踐指導(dǎo)性，見(jiàn)下圖1所示。

圖1 3Dmine軟件露天爆破設(shè)計(jì)模塊的應(yīng)用

（4）采用PVC管護(hù)孔技術(shù)措施，提高鉆孔質(zhì)量。一方面，降低了二次補(bǔ)孔或重鉆炮孔造成的額外成本；另一方面，提高爆破施工質(zhì)量，減少爆后根底的產(chǎn)生，從源頭上改善爆破效果，見(jiàn)下圖2所示。

圖2 鉆孔現(xiàn)場(chǎng)采用PVC管護(hù)孔措施

（5）臨近邊坡采用梯段式鉆孔爆破的施工工藝，減少爆破振動(dòng)對(duì)邊坡的損壞，降低邊坡維護(hù)成本，提高臨近邊坡爆破質(zhì)量，施工方法及原理詳見(jiàn)下圖3所示。

圖3 臨近邊坡梯段式爆破方法原理示意圖

（6）露天高臺(tái)階邊坡，采用一次性拋擲爆破的方法，降低剝離施工難度和安全風(fēng)險(xiǎn)，縮短施工周期，節(jié)省施工成本。

3 實(shí)施的成果

按照既定的實(shí)施技術(shù)路線，開(kāi)展工作，通過(guò)多次的探索和實(shí)踐，初步取得了以下幾項(xiàng)成果。

3.1 設(shè)備打擊事故迅速遏制

2020年度采剝施工區(qū)域發(fā)生因傘巖和高邊坡浮石打砸設(shè)備的事故較去年大幅度減少，事故造成的財(cái)務(wù)損失大大降低。從客觀上來(lái)說(shuō)，若爆破效果不佳，礦巖塊度不均勻、爆堆松散性不夠，設(shè)備在鏟裝過(guò)程中極易形成上部傘巖和浮石大塊，進(jìn)一步構(gòu)成對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的安全隱患，乃至是造成設(shè)備打擊事故。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年因邊坡垮塌打擊設(shè)備事故、邊坡滾石打擊設(shè)備事故6起，2020年2起同比下降67%；2019年因邊坡垮塌打擊設(shè)備事故、邊坡滾石打擊設(shè)備損失金額58450元，2020年為7000元，同比下降88%。

3.2 設(shè)備鏟裝效率大幅度提升

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年1～11月，穿爆工序平均炸藥單耗0.47kg/m3，較2019年同比增加了0.03kg/m3；電鏟臺(tái)班效率自2019年的3385 m3/臺(tái)班，提升至2020年的3905m3/臺(tái)班，同比提高了15%；4.5m3挖機(jī)臺(tái)班效率自2019年的1310 m3/臺(tái)班，提升至2020年的1453m3/臺(tái)班，同比提高了11%，由此可見(jiàn)，炸藥單耗的增加對(duì)生產(chǎn)效率和成本的影響較大，詳見(jiàn)下表1所示。

表1 近兩年礦山爆破、鏟裝單位成本統(tǒng)計(jì)

但就礦山而言，對(duì)于如何平衡生產(chǎn)效率與爆破成本和質(zhì)量的關(guān)系，是一個(gè)多方面、多層次、多因素的復(fù)雜綜合性問(wèn)題。需從統(tǒng)籌企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的實(shí)際情況出發(fā)，全方位、系統(tǒng)性的進(jìn)行論證研究，綜合評(píng)定穿爆工序?qū)ΦV山生產(chǎn)運(yùn)行的影響權(quán)重，以此來(lái)權(quán)衡爆破成本在礦山生產(chǎn)成本中的比重，從而確立完整的炸藥單耗管控體系。

3.3 穿爆和鏟裝綜合成本顯著下降

若按礦山每年1600萬(wàn)m3的采剝總量，爆破比例為100%，電鏟和4.5m3挖機(jī)鏟裝總量分別各占50%的基數(shù)進(jìn)行測(cè)算，爆破成本因炸藥單耗的提高而增加了320萬(wàn)元，但鏟裝設(shè)備總裝車成本卻因設(shè)備生產(chǎn)效率的提高而減少了1272萬(wàn)元，詳見(jiàn)下表2。

表2 穿爆及鏟裝成本統(tǒng)計(jì)情況

顯然，從經(jīng)濟(jì)效益的角度來(lái)看，在一定程度上可控性的適當(dāng)增加炸藥單耗，對(duì)礦山生產(chǎn)成本的影響是有益的。

3.4 爆破技術(shù)與施工組織效率極大改進(jìn)

（1）針對(duì)地形條件復(fù)雜、安全施工條件不利的高臺(tái)階邊坡，經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐并優(yōu)化改進(jìn)后，探索出一種高臺(tái)階弱拋擲爆破新方法和新工藝，一次拋擲爆破施工可以完成拋擲搬運(yùn)廢土量約30%，極大的加快剝離施工進(jìn)度，節(jié)省廢土搬運(yùn)成本。

（2）針對(duì)臨近邊坡區(qū)域的爆破施工，創(chuàng)新性的實(shí)踐摸索出一種新的邊坡控制爆破技術(shù)和施工方法，有別于傳統(tǒng)的邊坡預(yù)裂及減震控制爆破技術(shù)，此種方法可大幅提高施工效率，同時(shí)又能較好保障邊坡面的完整性。

（3）針對(duì)以往爆破技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)前生產(chǎn)能力的適應(yīng)性問(wèn)題，在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)過(guò)大量的“實(shí)踐—調(diào)整—再次實(shí)踐—優(yōu)化”等反復(fù)驗(yàn)證和總結(jié)，補(bǔ)充并完善了銅-曼露天礦山穿孔爆破技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)提高了爆破質(zhì)量，爆區(qū)大塊率和根底進(jìn)一步下降。得出以下表4所示的2020年最新修訂鉆爆參數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)。

表3 孔網(wǎng)參數(shù)與炸藥單耗標(biāo)準(zhǔn)

巖層富水性區(qū)域?qū)⒉扇√厥獾募用懿伎追绞?，加密系?shù)是0.70～0.85，即該水孔區(qū)域孔網(wǎng)參數(shù)應(yīng)是其正?？拙W(wǎng)參數(shù)與加密系數(shù)的乘積。其中，大理巖水孔區(qū)域孔網(wǎng)加密系數(shù)為0.70～0.85，矽卡巖水孔區(qū)域孔網(wǎng)加密系數(shù)為0.75～0.80，片巖水孔區(qū)域孔網(wǎng)加密系數(shù)為0.80～0.90。

經(jīng)實(shí)踐總結(jié)發(fā)現(xiàn)，針對(duì)軟弱、堅(jiān)硬巖性接觸帶的爆破，可采取不同的爆破孔網(wǎng)參數(shù)，適當(dāng)調(diào)整孔排距，改變爆破時(shí)爆堆移動(dòng)方向，可減少因軟弱巖層帶造成爆破能量泄露等因素的影響。

4 結(jié)論

從近年來(lái)礦山生產(chǎn)的實(shí)踐來(lái)看，除了優(yōu)化生產(chǎn)組織管理、保障設(shè)備完好率和出勤率等因素之外，提升爆破質(zhì)量是礦山設(shè)備生產(chǎn)效率得以大幅度提升、生產(chǎn)成本下降的一個(gè)重要原因。

經(jīng)過(guò)銅-曼露天礦山生產(chǎn)實(shí)踐表明，適當(dāng)增加炸藥單耗，并采取上述系列的技術(shù)措施，可有效改善爆破質(zhì)量，實(shí)際的效果主要有：一是生產(chǎn)效率大幅度上升，綜合成本下降，礦山生產(chǎn)要素結(jié)構(gòu)和發(fā)展質(zhì)量進(jìn)一步提高。二是從源頭上遏制了采剝施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備打砸安全事故的發(fā)生。三是創(chuàng)新性的提出并實(shí)施了臨近邊坡梯段式爆破方法、高臺(tái)階拋擲爆破快速施工方法、積極探索粗粒度巖粉水孔填塞等新工藝。