數(shù)碼電子管在大南湖二礦優(yōu)化實(shí)踐

沈君東，張雪城，丁 鵬

（新疆安順達(dá)礦山技術(shù)工程有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

1 項(xiàng)目背景

大南湖礦區(qū)西區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)哈密市南部約84km，大南湖二號(hào)煤礦位于大南湖礦區(qū)西區(qū)西北部，行政區(qū)劃屬哈密市管轄，建設(shè)地點(diǎn)在哈密市大南湖鄉(xiāng)，隸屬于國(guó)網(wǎng)能源哈密煤電有限公司。相互平行的哈羅公路和哈羅鐵路從大南湖二號(hào)露天煤礦西北部穿過(guò)，新疆重要的運(yùn)輸干線蘭新鐵路和甘新公路（312 國(guó)道）自東南而西北由礦區(qū)北東側(cè)經(jīng)過(guò)，距礦區(qū)邊界約60km。礦區(qū)交通十分便利。

大南湖二號(hào)露天煤礦位于殘丘臺(tái)地區(qū)，殘丘山體低而散亂，山頂渾圓，相對(duì)高差不大，干谷寬闊，臺(tái)地臺(tái)面較平坦，地表被殘積、坡積的巖屑層所覆蓋，通稱戈壁（南湖戈壁）。礦區(qū)及其它周邊50km 范圍內(nèi)無(wú)地表水系。區(qū)內(nèi)海拔高度+420～+567m，最低點(diǎn)位于礦田南中部ZK10-3孔附近，最高點(diǎn)位于礦田西北部。地勢(shì)總體北部、西部高，中部及東南部低，地形高差最大147m，坡度15‰～30‰，屬低山丘陵區(qū)。大南湖二號(hào)露天煤礦設(shè)計(jì)按6.0Mt/a生產(chǎn)規(guī)模編制采、運(yùn)、排工程及其輔助附屬工程。

我公司中標(biāo)大南湖露天煤礦，按照公安機(jī)關(guān)要求現(xiàn)在起爆器材采用的都是電子雷管，電子雷管的優(yōu)點(diǎn)是可以精確控制延期時(shí)間，為實(shí)現(xiàn)爆破設(shè)計(jì)意圖提供了更好的條件，可以在起爆前進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)在線檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)爆破終端監(jiān)控，缺點(diǎn)是目前電子雷管價(jià)格較高，一發(fā)電子雷管價(jià)格接近40元，是非電導(dǎo)爆管雷管的3倍多，成本較高。為更好地服務(wù)于大南湖二號(hào)露天煤礦，利用先進(jìn)的電子雷管技術(shù)，在大南湖項(xiàng)目部已有的爆破作業(yè)基礎(chǔ)上，對(duì)孔間間隔時(shí)間和排間間隔時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確定更為合理的孔間間隔時(shí)間和排間間隔時(shí)間，在相同爆破參數(shù)下取得更好的爆破效果，降低爆破施工成本，起到降本增效的作用。

2 電子雷管延期實(shí)驗(yàn)方案

2.1 多種爆破影響因素實(shí)驗(yàn)方案

為了全面分析孔間間隔時(shí)間和排間間隔時(shí)間對(duì)爆破效果的影響，項(xiàng)目部采用實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)分兩步走，第一步在現(xiàn)有爆破參數(shù)不變的情況下，實(shí)驗(yàn)選定上述2 個(gè)因素，每個(gè)參數(shù)選定2～3 個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定排間間隔時(shí)間和孔間間隔時(shí)間與爆破效果的關(guān)系；第二步通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最優(yōu)的間隔時(shí)間后，再反過(guò)來(lái)改變孔距和孔徑做進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，最后確定最優(yōu)排間間隔時(shí)間、孔間間隔時(shí)間、孔距、孔徑，實(shí)現(xiàn)降本增效目的。

Kt代表孔間間隔時(shí)間，Pt代表排間間隔時(shí)間，單位ms；A代表孔距，A=8m；B代表排距，B=5.0m；D代表孔徑，單位mm，D1為120mm，D2為100mm；臺(tái)階高度H=10m。

項(xiàng)目部將以上述說(shuō)明為依據(jù)進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)，在爆破實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)爆破質(zhì)量無(wú)法達(dá)標(biāo)時(shí)應(yīng)停止該因素的繼續(xù)增大，并退回上一個(gè)參數(shù)進(jìn)行下一組因素的爆破實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，爆破質(zhì)量由項(xiàng)目部、采剝單位及礦生產(chǎn)技術(shù)部共同進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估完成后再由項(xiàng)目部和礦生產(chǎn)技術(shù)部確定實(shí)驗(yàn)因素的進(jìn)一步推進(jìn)。

2.2 第一步方案

將排間間隔時(shí)間Pt確定為變量，在孔徑D=120mm，孔距A=8m，排距B=5m 不變的情況下，孔間間隔時(shí)間Kt=17ms 時(shí)，排間間隔時(shí)間依次確定為50ms、75ms、100ms，進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)，對(duì)比爆破實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定最優(yōu)的排間間隔時(shí)間Py1。

2.3 第二步方案

將Pt確定為變量，在孔距A=8m 和排距B=5m 不變的情況下，孔間間隔時(shí)間Kt=25ms 時(shí)，排間間隔時(shí)間依次確定為50ms、75ms、100ms，進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)，對(duì)比爆破實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定最優(yōu)的排間間隔時(shí)間Py2。

2.4 第三步方案

將Pt確定為變量，在孔距A=8m 和排距B=5m 不變的情況下，孔間間隔時(shí)間Kt=35ms 時(shí)，排間間隔時(shí)間依次確定為70ms、105ms、140ms，進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)，對(duì)比爆破實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定最優(yōu)的排間間隔時(shí)間Py3。第四步方案將A確定為變量，在孔間間隔時(shí)間確定為Ky和排間間隔時(shí)間Py不變的情況下，排距B=5m 不變，孔距A依次確定為8m、8.5m、9m，進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)，對(duì)比爆破實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定最優(yōu)的孔距A。

3 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目評(píng)估

2022 年7～9 月，大南湖項(xiàng)目部根據(jù)爆破實(shí)驗(yàn)方案開展多種爆破影響因素實(shí)驗(yàn)，針對(duì)大南湖爆破作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各臺(tái)階不同巖性分為硬巖臺(tái)階和軟巖臺(tái)階進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)，確定最優(yōu)排間間隔時(shí)間、孔間間隔時(shí)間、孔距等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)降本增效目的。

3.1 軟巖臺(tái)階實(shí)驗(yàn)

項(xiàng)目部軟巖臺(tái)階爆破主要集中于采場(chǎng)工作幫+425～+455m臺(tái)階，該區(qū)域巖石多為灰白色泥巖，內(nèi)部存在部分不規(guī)則硬塊，目前爆破作業(yè)主要以松動(dòng)為主，且部分地表區(qū)域可由采剝?cè)O(shè)備進(jìn)行硬挖，項(xiàng)目部截至目前共計(jì)進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)5次，爆破實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：作業(yè)部位：軟巖臺(tái)階；孔距8.0m；布孔方式：梅花形；孔徑120mm；排距5.0m；裝藥方式：連續(xù)耦合；鉆孔角度90°；底盤抵抗線3.6～6.0m；裝藥種類：混裝乳化炸藥；平均臺(tái)階高度10.0m；邊眼距2.0～3.0m；超深0.5m；孔深10.5～11.0m；起爆方式：正向。

3.1.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）孔間間隔時(shí)間Kt=17ms 時(shí)，排間間隔時(shí)間依次確定為50ms、75ms、100ms 時(shí)，爆破作業(yè)區(qū)域頂部存在較多大塊，爆堆撲出不均勻，無(wú)根底產(chǎn)生，但爆破效果隨排間間隔時(shí)間增加有一定的提高。

（2）孔間間隔時(shí)間Kt=25ms 時(shí)，排間間隔時(shí)間依次確定為50ms、75ms、100ms時(shí)，相比較孔間間隔時(shí)間Kt=17ms無(wú)明顯變化，爆破作業(yè)區(qū)域頂部存在大塊，爆堆撲出不均勻，挖運(yùn)后無(wú)根底產(chǎn)生，但爆破效果隨排間間隔時(shí)間增加有一定的提高。

（3）孔間間隔時(shí)間Kt=35ms 時(shí)，排間間隔時(shí)間依次確定為70ms、105ms、140ms，相比較孔間間隔時(shí)間Kt=17ms爆破質(zhì)量明顯提高，爆破后爆堆正常撲出，爆堆撲出均勻，大塊較少，能夠完全滿足正常挖運(yùn)要求，且爆破效果隨排間間隔時(shí)間由70ms 增加至105ms 實(shí)驗(yàn)期間，爆破質(zhì)量有一定的提高。

3.1.2 采剝單位意見反饋

軟巖臺(tái)階工作幫+425～+455m臺(tái)階，爆破作業(yè)效果較好，滿足正常挖運(yùn)要求，作業(yè)后能夠形成完整臺(tái)階面。

3.1.3 評(píng)估總結(jié)

上述爆破實(shí)驗(yàn)效果表明，在軟巖臺(tái)階進(jìn)行爆破作業(yè)，孔間延期時(shí)間宜為30～40ms，排間延期時(shí)間宜為80～100ms，爆破后質(zhì)量較好。

3.2 硬巖臺(tái)階實(shí)驗(yàn)

項(xiàng)目部硬巖臺(tái)階爆破主要集中于采場(chǎng)工作幫+325～+395m臺(tái)階，該區(qū)域?yàn)槊簩訆A矸剔除爆破區(qū)域，巖石多為灰白色硬巖，目前爆破作業(yè)主要以深孔、淺孔松動(dòng)為主，項(xiàng)目部截至目前共計(jì)進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)5次，爆破實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：作業(yè)部位：硬巖臺(tái)階；孔距8.0m；布孔方式：梅花形；孔徑120mm；排距5.0m；裝藥方式：連續(xù)耦合；鉆孔角度90°；底盤抵抗線3.6～6.0m；裝藥種類：混裝乳化炸藥；平均臺(tái)階高度10.0m；邊眼距2.0～3.0m；超深0.5m；孔深10.5～11.0m；起爆方式：正向。

3.2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）孔間間隔時(shí)間Kt=17ms 時(shí)，排間間隔時(shí)間依次確定為50ms、75ms、100ms 時(shí)，爆破作業(yè)區(qū)域頂部存在較多大塊，爆堆撲出不均勻，后排存在部分根底產(chǎn)生，隨排間間隔時(shí)間增加大塊率也有所增加。

（2）孔間間隔時(shí)間Kt=25ms 時(shí)，排間間隔時(shí)間依次確定為50ms、75ms、100ms時(shí)，相比較孔間間隔時(shí)間Kt=17ms效果提高明顯，爆破作業(yè)區(qū)域大塊率較低，爆堆撲出均勻，挖運(yùn)后無(wú)根底產(chǎn)生，排間間隔時(shí)間70～80ms時(shí)爆破效果相對(duì)更好。

（3）孔間間隔時(shí)間Kt=35ms 時(shí)，排間間隔時(shí)間依次確定為70ms、105ms、140ms，相比較孔間間隔時(shí)間Kt=17ms爆破質(zhì)量明顯提高，爆破后爆堆正常撲出，爆堆撲出均勻，大塊較少，能夠完全滿足正常挖運(yùn)要求，且爆破效果隨排間間隔時(shí)間由70ms增加至80ms實(shí)驗(yàn)期間，爆破質(zhì)量更好。

3.2.2 采剝單位意見反饋

硬巖臺(tái)階工作幫+325～+395m臺(tái)階，爆破作業(yè)效果較好，滿足正常挖運(yùn)要求，作業(yè)后能夠形成完整臺(tái)階面，但工作幫+325～+345m 臺(tái)階存在部分水孔，需加強(qiáng)水孔作業(yè)管控，保證爆破作業(yè)質(zhì)量。

3.2.3 評(píng)估總結(jié)

上述爆破實(shí)驗(yàn)效果表明，在硬巖臺(tái)階進(jìn)行爆破作業(yè)，孔間延期時(shí)間宜為25～35ms，排間延期時(shí)間宜為70～80ms，爆破后質(zhì)量較好。

4 結(jié)論

本次對(duì)電子雷管在大南湖二礦不同巖性臺(tái)階進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)，得出爆破延期實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下：①在軟巖臺(tái)階最優(yōu)爆破延期時(shí)間為：孔間延期時(shí)間宜為30～40ms，排間延期時(shí)間宜為80～100ms；②在硬巖臺(tái)階最優(yōu)爆破延期時(shí)間為：孔間延期時(shí)間宜為25～35ms，排間延期時(shí)間宜為70～80ms；③實(shí)驗(yàn)調(diào)整過(guò)程中發(fā)現(xiàn)爆破作業(yè)孔間延期與排間延期最優(yōu)爆破延期時(shí)間基本存在2.5倍關(guān)系，要達(dá)到最佳爆破延期時(shí)間，可選取最佳孔間延期時(shí)間，然后相應(yīng)選取2.5倍時(shí)間作為排間延期時(shí)間，基本達(dá)到最優(yōu)爆破延期時(shí)間要求，此參數(shù)選取可以為類似工程在使用電子雷管中設(shè)置孔間、排間延期時(shí)間做參考。