露天開采中提高爆破效率的分析

張海鵬

（青海大美煤業股份有限公司，青海 西寧 810000）

1 引言

隨著露天礦山開采的大型化和現代化程度的提升，礦山開采通過結合實際情況，不斷在發展過程中形成了露天開采的標準化開采工序。就目前而言分為爆破、裝載和運輸，其中，爆破作業作為露天礦山開采的三大工序之一，同時也是礦山開采的首要工序，對于礦山建設具有極其重要的作用。

2 影響爆破效率的因素

通過目前所采用的礦山爆破的方式和方法，不難看出對于爆破效率的影響因素，可以歸結為以下四點：爆破炮眼的平面布局、礦用炸藥的裝填方式、礦用爆破器材的選用和礦山爆破人員配置。在這些影響因子中，對于礦山爆破人員的配置，我們可以通過以量定員、加強教育、定期培訓等輔助性措施就可以使得這一影響因子對礦山爆破效率的影響降到合理區間內。因此，對于礦山爆破能力影響最直接的因素就可以簡化為三點：礦山爆破時的炮眼的空間位置關系，礦山爆破時炮眼內的裝藥方式以及符合礦山地質條件的礦用炸藥的合理選用。

3 提高爆破效率的措施

3.1 改善炮眼布局

改善炮眼布局主要的措施就是根據礦區內的地質條件和巖體結構劃分爆破區域，以劃分的爆破區域為基本爆破單元合理的布置爆破眼。之所以將礦區劃分為不同的爆破單元是因為露天礦山在建設和開采工程過程中所占用的地域范圍廣；煤田開采過程中煤層賦存復雜多變，使得礦區范圍內的上覆巖層的結構隨著煤田結構不斷變化；在煤田的形成過程中由于地質構造運動使得巖石的物理性質發生分化，不同區域內巖石體的硬度變化無常、不同區域內巖石體風化程度不一。以上因素使得礦山爆破過程中不能忽略礦山區域內不同單元的巖石特性，粗放的開采。因而，礦山劃分爆破單元對于提高爆破效率，降低礦山建設成本是有意義的。

3.2 改善裝藥結構

在露天礦山的建設和生產過程中,裝藥方式的合理與否對于爆破效率的利用率是具有重要影響的影響因子。合理的炸藥裝填結構和方式可以在使用盡可能少的裝藥量時，減小爆破所引起的震動并獲得極佳的爆破能量利用率，在降低爆破成本前提下達到所期望的爆破效果。就當前的裝藥結構和方式而言分為炮眼連續裝藥和炮眼間斷裝藥兩種方式。采用炮眼連續裝藥的結構時，炸藥會集中于炮眼底部,爆破后產生的碎巖中，巖層上部大塊巖石較多,導致二次爆破時爆破成本提高，不利于爆破效率的提升；采用炮眼分段裝藥的間斷結構時,即在實際操作中炮眼底部炸藥量約占總藥量的60%，然后裝入0.05m厚的封裝炮泥作為爆破夾層,再裝入40%的裝藥量,然后對炮眼封孔處理。在起爆時兩段藥柱體采用相互獨立的起爆藥卷進行起爆作業。可能得出的結論是在兩次爆破能量的影響下爆破應力的傳遞較為均勻和有效，對巖石體的破碎也比連續裝藥的結構明顯，是可以有效地改善爆破效果的。

3.3 合理選擇炸藥

合理的選擇礦用炸藥，就是炸藥爆破特性的選取要與上覆巖層的物理特性相匹配，根據炸藥爆炸時能量的傳遞特性與礦巖的碎裂性質相互匹配的原理。具體而言，就是以爆破炮眼布置的不同位置處的礦山上覆巖層巖體的巖性,合理的選用威力不同的許用炸藥,使得炸藥爆炸后產生的能量傳遞具有各向同性的特點，均勻地作用于周圍巖體,從而有效的利用爆破后的能量，使得爆破的效率得以提高，達到爆破利用率的最大化。

3.4 采用新型爆破技術

(1)炮孔有水存在的條件下：將礦用抗水炸藥或著是經過防水處理的非抗水炸藥按照炮孔設計的爆破藥量，采用體積不耦合裝藥方式裝入炮眼中。這種方式裝藥時炮孔中的水體會被擠壓至炮孔上部。

(2)炮孔無水存在的條件下：可以將抗水炸藥或經處理的非抗水炸藥按照爆破所需的設計藥量裝填入爆破炮孔，然后由外界向炮孔中注入水體至需要堵塞位置，放入隔離物之后就可以用土回填封閉炮孔。

3.5 具體化爆破設計，選擇最佳起爆方法

在進行礦山爆破網絡設計時，需要逐個炮孔測出炮孔的孔網參數值、炮孔的孔深值、爆破的底盤抵抗線，再根據每月月末驗收的爆破網絡平面設計圖和每年的年度爆破設計平面圖，得出較為精確的孔段段高，逐個炮孔計算礦用炸藥總消耗量和單消耗量。

4 結論

通過采用以上所提出的技術方案和管理措施后，根據已有的粗糙數據初步計算可得出，礦山爆破的實際應用效率會有5%～10%的提升。露天礦山建設和生產過程中，礦區所跨區域較廣，礦區內的地形地質構造、采裝剝離工藝、爆破炮孔技術等條件不盡相同,是因地而異的，因而提高礦山爆破效率的方法和手段也是不可能完全相同。只有在生產實踐中在爆破工藝的技術指標與爆破器材的管理措施上尋找突破點,從礦山爆破工序的各個具體細節上考慮,改善礦山爆破的質量，嚴格控制爆破炮眼空間布局、爆破炮眼的藥量裝填結構與方式和根據不同的爆破單元內具體的巖性選用合理的爆破許用炸藥，才能有效提升爆破的炸藥的效率，從而降低礦山爆破的成本，提高礦山的生產能力和效益。

[1]張國建.露天礦深孔底部間隔裝藥結構的研究[J].中國礦業.1998：13～14.