大孔距小排距技術在中深孔爆破中的應用

張 平，劉 松，劉海瑞

（1.淄博市鄉鎮企業建筑材料服務公司，淄博255000；2.武漢建工第一建筑有限公司，武漢430023；3.兗州中材建設有限公司，兗州250100）

露天中深孔爆破孔網參數包括：孔徑、孔深、超深、底盤抵抗線、孔距、排距、堵塞長度和單位巖石炸藥消耗量等［1］。優化爆破參數可提高礦巖爆破效果、保證生產安全、降低爆破成本、提高經濟效益［2］。孔距和排距是孔網參數中兩個至關重要的參數，直接影響著炸藥能量利用率和爆破效果。因此，優化孔距和排距對露天中深孔爆破具有重要的意義。

1 工程概況

山西桃園東義水泥有限公司石料生產線位于呂梁市中陽縣枝柯鎮南大井村，礦山緊鄰省道S340線。該礦山坡度起伏不大，巖石節理面明顯，節理裂隙發育，局部有泥質，屬于典型的石灰石礦山地貌。礦山生產能力為4 000t／d。一次爆破方量為6 000m3，設計臺階開采高度為15m。要求爆破后塊度小于1m但不宜太碎。爆破區正前方30m處為破碎設備，爆破時需考慮破碎設備的安全。

2 孔排距影響因素

孔距和排距主要與炮孔直徑及炸藥單耗有關，還受到地質條件、礦巖性質、抵抗線、炮孔深度、堵塞長度、炸藥品種、裝藥長度、裝藥結構、起爆方式等因素的影響。當炮孔直徑、炸藥單耗和其它影響因素一定時，孔距和排距成反比關系，即當孔距減小時，排距增大，孔距增大時排距減小。不同的孔排距爆破效果不同。可通過不斷地“選擇—計算—試爆—調整”來尋找爆破效果較好的孔排距［3－5］。

3 孔排距計算方法

根據巖石爆破理論前排炮孔起爆后為后排炮孔創造了臨空面，每排炮孔所裝的炸藥承擔的爆破方量應該為兩排炮孔間的巖石體積。為了在滿足破碎效果的同時，保證生產安全、減少炸藥消耗量，需要使炮孔實際裝藥量與承擔的爆破方量所需要的炸藥量相等［6－7］。采用連續裝藥結構時，假設單孔裝藥量為Q1，每個炮孔擔負的爆破方量所需的炸藥量為Q2，那么有

式中，D為炮孔直徑，m；H為臺階高度，m；α為炮孔傾斜角；h為炮孔超深，m；hd為堵孔長度，m；γ為炸藥容重，kg／m3。

式中，q為單位巖石炸藥消耗量，kg／m3；a為孔距，m；b為排距，m；其余符號意義同前。

為滿足炮孔實際的裝藥量與承擔的爆破方量所需要的炸藥量相等，所以有

將式（1）、式（2）代入式（3）式整理得

當炮孔直徑、炸藥單耗和其它影響因素一定時，式（4）右端為常數，令該常數為S，則有

S即為單個炮孔負擔的爆破面積，從式（5）很容易看出孔距與排距間的反比關系。

4 孔排距優化方案及效果

4.1 優化前的孔網參數及主要問題

4.1.1 孔網參數

礦山使用的炸藥為乳化炸藥，采用連續裝藥結構，孔底起爆，具體的爆破參數見表1。采用多排孔毫秒加強松動爆破技術［8－9］，排間順序起爆，用導爆管雷管裝藥、連線，最后用瞬發電雷管起爆。孔內用9段導爆管毫秒延期雷管，孔外用2段導爆管毫秒延期雷管，排間用5段導爆管毫秒延期雷管。起爆網路見圖1。

表1 優化前的爆破參數

4.1.2 主要問題

2012年前，礦山主要采用上述孔網參數進行爆破。由于孔距相對較小，單孔裝藥量不高，導致同一排炮孔間的巖體破碎不完整，易形成根底，且大塊率較高，平均超過10%，開挖困難，增加了二次破碎的工作量，使得總體成本變高，對礦山經濟效益造成了不良影響；排距較大，前排炮孔破碎巖石強烈擠壓后排炮孔，在抵抗線方向上巖石過分破碎，形成粉礦，造成資源浪費。

4.2 優化方案及效果

4.2.1 方案

針對上述孔網參數存在的主要問題，借鑒國內外同類礦山的技術指標和工程經驗，決定選用大孔距小排距的爆破技術來優化孔網參數。根據式（4）和式（5），在增大孔距的同時相應的減小排距，通過多次現場試驗，比較爆破效果，最終確定較佳的孔網參數見表2。

表2 優化后的爆破參數

4.2.2 效果

增大孔距，使得單孔裝藥量提高，有利于同一排炮孔間的礦巖充分破碎，降低了大塊率（平均為7.5%），也減少了根底；減小排距，使得各排炮孔的破巖范圍減小，減弱了爆破過程中礦巖間的相互擠壓，避免了在抵抗線方向上的過分破碎。總之，改變孔網參數后，礦巖破碎塊度均勻（如圖2所示），根底減少，降低了爆破成本，提高了經濟效益。

5 結 語

通過理論計算和現場試驗，取得了大孔距小排距技術在中深孔爆破中的一些應用經驗。對于該石灰石礦山，當孔距為4.8m，排距為3.5m時，爆破塊度均勻，根底少。該技術在減少爆破成本的同時，保證了爆破效果，值得在同類礦山推廣應用。

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