爆破效果影響因素分析

陳毅

(承德銅興礦業有限責任公司，河北 承德 067250)

引言

眾所周知，爆破是采礦工藝的重要環節，爆破效果的好壞對礦山的生產起著至關重要的作用。“大炮一響，黃金萬兩”就是對爆破作用的最好寫照。爆破后，礦石的損失關系到礦山資源的流失；礦石的貧化決定了出礦品位的高低；礦石的大塊產出率則直接影響到二次單耗的成本和出礦效率的高低[1-2]。而爆破事故的發生更會嚴重地影響礦山生產的正常秩序。因此認真深入地探討分析影響爆破效果的因素，并采取相應的措施是非常必要的。

1 采礦大孔的設計

爆破作業的對象是采礦大孔，因此炮孔的設計是回采設計的一個重要步驟，設計的好壞直接關系到礦石的回采效果。提高礦石的回收率、降低貧化損失，炮孔設計是關鍵環節，在設計中應首先加以考慮。對整個采場的爆破方案、爆破順序、炮孔參數及排面、炮孔的布置等，都要進行全面細致地考慮[3]。在設計之前，對整個采場要進行全面調查，了解采場的巖性，掌握第一手資料，所以設計必須在技術上合理，在施工中可行。

1.1 炮孔的排位設計

在設計炮孔排位平面時，首先要考慮爆破空間、爆破順序。在空間允許的情況下，一次盡量多爆，以減少爆破次數。但要有足夠的爆破空間，爆破空間補償系數按下式計算[4-6]：

K=(V1+V2)/V2≥1.2

K-爆破空間補償系數；V1-補償空間；V2-待爆體，即爆破空間不小于20%。

1)拉槽的平面布置

利用切井拉槽只有2.0 m寬的一個自由面，為保證把槽拉好，先布置1～2排孔，把切井擴成為2.0 m寬、3～4 m長的窄槽；然后沿窄槽的長度方向平行布置炮孔排位，把槽拉到所需寬度；最后布置將槽全部拉開的炮孔排位。

一般來說，拉槽排面應盡量寬拉一些，約占礦房寬度的1/3，排距為1.2～1.6 m，排位采取多次換向，以保證拉槽的爆破效果。

2)正排炮孔的平面布置

正排炮孔的平面布置要進行總體考慮。炮孔的方向要盡量垂直礦體走向，不垂直礦體走向時可加束狀扭轉方向，使礦體排位垂直礦體走向。這樣布置有利于崩礦，防止落茬。

在布置排位時還要考慮上下分層關系，考慮給點誤差和施工誤差可能產生的后果。有時可能將下一分層的孔底破壞；有時可能將上一分層的底板破壞，造成掉底，使下次爆破不好裝藥。所以在設計中上一分層的回采要超前下一分層一排為好。一般正排排距為1.8 m。

此外，根據劃分的爆破順序和爆破步距，每個爆破步距的前排后1.0～1.2 m處設計加強排，以增加裝藥量，保證前排孔有足夠的能量崩動前面3.0 m的抵抗線的礦石。這樣即使上次爆破有少量的落茬，或前排有個別炮孔被破壞，也可以保證崩下而不至于再加孔。爆破步距的最末一排炮孔也應加密，這樣爆后空區邊緣較整齊，有利于下次崩礦。爆破步距的首排與末排間距加大到3.0 m，裝藥時末排孔口充填3.0 m，這樣可以保護巷道尾線，減少爆破噴毛壓住后排炮孔，從而減少下次爆破的準備工作量。

1.2 炮孔設計

我礦采用大密集系數布孔，根據礦石的可爆性，不同類型的礦石選用不同的爆破參數。針對難崩礦石，適當增加一次爆破藥量，可取得較好的爆破效果。

1)拉槽孔的布置

采場的拉槽，初始空間小，夾制性大，較難崩好。在設計炮孔時，不能局限于孔底距和炸藥單耗的限制，應將炮孔密集系數控制在1～1.8，一次單耗提高到0.6～0.7 kg/t，用加大一次炸藥量來保證爆破效果。這樣一次炸藥略偏高，但崩礦量少，大塊產出率可降到5%左右，二次單耗明顯下降，提高了生產能力。對于韌性大、難崩礦石，初始拉槽炮孔設計成垂直平行孔，拉槽效果更為理想，形成的空區槽整齊且礦石塊度小。

2)正排炮孔的布置

正排炮孔布置孔底距一般為3.2～3.4 m，采用三角形交錯布置法，即前后排交錯布置形成三角形，并嚴格控制邊角孔，以保證爆破效果。三角形布置法可充分利用炸藥的能量，有效地破碎礦石，減少大塊產出率。

3)礦體邊部和突出部位的炮孔布置

對于礦體趨于尖滅的邊緣地帶和礦體的突出部位，在平面上可以布置束狀孔，這樣在采準時可以節省工程，也可減少損失貧化。束狀孔的炮孔布置采用平面投影法，將各排的炮孔孔底投影到平面上，使炮孔布置合理。如果不利用平面投影法布置，往往會造成炮孔布置過密，既造成炮孔浪費，又給施工帶來困難。

4)特殊地帶的炮孔布置

對于特殊地點，炮孔可以采取特殊的布置手段。在分段錯位布置切井時，有時排位在地井處，即所需打眼處沒有底板，如把排位錯過井，抵抗線增大，有可能崩不下來，這時可以正常布置，在設計說明中要求，可以把大桿橫支，達到設計要求。有時遇到礦體邊部傾角很大，上大下小，在這種情況下，可以在設計中有意將排面傾斜，一般不超過10°，使炮孔沿礦體邊界打至上一分層。

5)窄礦體和薄礦體的炮孔布置

對于窄礦體，情況類似拉槽，可按拉槽孔參數布孔。在礦體較薄、礦石較硬時，若采用大密集系數布孔，由于炮孔淺，孔底距大，裝藥量小，當炸藥在孔內爆炸時，每孔在孔口處產生爆破漏斗，礦石不能沿礦體邊界崩落。所以對于薄礦體不宜采用大密集系數布孔，應適當控制孔底距。

此外在采用分段鑿巖爆破時，上下分層炮孔圖單獨設計情況下，要查準上下分層標高，并考慮下分層炮孔與上分層炮孔的銜接問題。忽視這一點，往往造成上下分層炮孔交叉或局部產生沒有炮孔的死角。

2 采礦大孔的施工

有了合理的設計，對于施工管理也不能放松。由于打眼機工的水平不同，所打的炮孔難免出現錯誤，與設計不符，關鍵的炮孔甚至影響整個采場的爆破。所以經常深入現場，檢查炮孔的施工質量，及時糾正錯誤也是一項重要工作。因此嚴把施工質量關，也是降低損失貧化、減少大塊產出率的一個有效方法。

2.1 施工中易出現的錯誤

1)機器中心

機器中心是根據設計需要確定的，現場施工必須按設計中心施工，否則有的炮孔就會打出礦體邊界線，造成貧化，有的打不到礦體邊界造成損失。特別是拉槽孔不按設計中心施工，就會造成該打眼的地方沒打眼，不該打眼的地方打了眼，其后果可能造成槽拉不開，也可能破壞其他孔，所以在施工中嚴格掌握機器中心具有重要意義。

2)機高

機高也是炮孔設計的參數之一。一般鑿巷打上向扇形孔時機高1.6 m，在耙道打上向孔時1.4 m，下向孔機高1.0 m，使用機臺木打平孔機高0.6 m。在施工過程中，鑿眼機工有時為了省力，打大角度孔時把機器起高，打小角度孔時又把機器落低，這樣一起一落，孔底距就發生了變化，尤其60°以下的孔更明顯。前一個孔機高很高，后一個孔機高很低，原為3.4 m的孔底距就可能變為4.4 m，這也是產生大塊的原因之一。

3)方向

設計的排面一般都是互相平行的，不平行的地方經扭轉后也都是互相平行的。在施工中掌握排面的平行很關鍵，束狀孔要掌握與設計方向平行，特別是孔較深時，排面不平行造成的后果更為嚴重，有時后排的孔底超過前排的孔底。炮孔施工方向達不到設計要求，是產生大塊的主要原因之一。

造成炮孔排面不平行的原因有兩個：一是測量給點的誤差；二是施工誤差。發現給點誤差要及時糾正。施工中盡量保證對點施工，由于某些原因對不上點，也要保持與點的方向平行，否則就會造成前后排交叉。爆破時如果前后排不同段，前排就會帶響后排，達不到預期效果，大塊產出率增加。所以開孔時，必須放平機器、找正，對點施工。

2.2 采礦大孔設計與施工的矛盾

采礦大孔設計與施工的矛盾，突出體現在束狀孔上，因此束狀孔上發生的錯誤遠遠多于正排。設計束狀點排位，是以中心點作放射排位，但在施工中使用大桿時，每排孔的中心都不在一個點上，炮孔方向在小圓的切線方向上。要保證所打炮孔與設計方向一致，在管理上比較麻煩，也容易打錯。對大桿沒有支到中心點時，就更難掌握，如對點打，就會有的孔打入廢石、有的孔打不到礦體邊界，造成損失貧化。

為此在設計束狀孔時，把原來的一個中心改為兩個中心，這樣既便于管理，又能提高炮孔質量。但要求施工單位把大桿支到中心點上，施工時可以對點打。設計中要說明機器在大桿的哪邊打。這樣設計也有誤差，但比原設計方法小的多，且容易施工。

影響炮孔質量的因素很多，但主要的是人，沒有對產品質量有高度認識的人，就打不出高質量的炮孔。另外，作業條件、使用設備等也影響炮孔的質量。

3 爆破作業管理

當采礦大孔施工完畢，爆破作業成為影響爆破效果的又一因素。其中以不嚴格執行爆破設計技術要求和裝藥質量差等人為因素為主。由于一些工區和新工人參加爆破次數少，不了解爆破知識，不能嚴格執行技術要求，以至達不到預期的爆破效果；而另一些老工人，他們經驗豐富，但質量觀念不強，裝藥不到位，或孔內出現空位，對質檢、技術人員蒙混欺騙，導致礦石損失或大塊率高產。

針對上述人為因素，必須強化管理措施。一是對職工加強技術培訓和思想教育，使他們了解爆破知識，提高質量觀念；二是技術交底要做到全面、詳細，保證爆破人員對爆破有足夠的了解；三是要加強質檢工作，嚴把裝藥質量關，消除一切不符合技術要求的因素。

4 結論

影響爆破效果的因素很多，除上述幾個方面外，還有炮孔驗收、爆破網路合理選擇等。要想提高爆破效果，必須抓好每一個環節的工作。

[1] 陶頌霖. 鑿巖爆破[M]. 北京：冶金工業出版社,1986.

[2] 采礦手冊編輯委員會. 采礦手冊第二卷[M]. 北京： 冶金工業出版社,1990.

[3] 龔德林. 壽王墳銅礦深孔采礦的選優和經濟效益[J]. 有色金屬：礦山部分,1986,38(2)：4-5.

[4] 寧恩漸. 采掘機械[M]. 北京： 冶金工業出版社,1991.

[5] 朱嘉安. 采掘機械和運輸[M]. 北京： 冶金工業出版社,1992.

[6] 于亞倫. 工程爆破理論與技術[M]. 北京： 冶金工業出版社,2008.