淺析露天采礦礦巖分離爆破技術(shù)

王龍雨/中煤龍化礦業(yè)公司露天采區(qū)

淺析露天采礦礦巖分離爆破技術(shù)

王龍雨/中煤龍化礦業(yè)公司露天采區(qū)

目前我國(guó)露天礦山較多，在露天采礦中，爆破技術(shù)是礦山生產(chǎn)中不可或缺的重要組成部分，爆破技術(shù)是利用炸藥爆炸的能量來(lái)對(duì)礦體結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，從而實(shí)現(xiàn)礦石和巖石分離。目前在露天采礦礦巖分離爆破技術(shù)中通常是采用逐孔起爆技術(shù)和露天淺孔煤破技術(shù)，這兩種爆破技術(shù)對(duì)于礦巖分堆的實(shí)現(xiàn)都起到了非常明顯的效果。文中對(duì)爆破技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)露天采礦礦巖分離爆破技術(shù)進(jìn)行了具體的闡述。

露天采礦；礦巖分離；爆破技術(shù)；淺孔起爆；逐孔起爆

前言：近年來(lái)，我國(guó)礦山行業(yè)取得了較快的發(fā)展，在礦山生產(chǎn)中爆破技術(shù)作為十分重要的組成部分，具有不可或缺性。利用爆破技術(shù)，根據(jù)工程項(xiàng)目的不同，來(lái)對(duì)藥包、起爆時(shí)間和方法進(jìn)行設(shè)置，從而對(duì)礦山中某種物體的原結(jié)構(gòu)利用炸藥爆炸的能量進(jìn)行爆破。爆破技術(shù)涉及到多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，而且在應(yīng)用中起著基礎(chǔ)性的作用，利用爆破作業(yè)在礦山生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用，可以有效的解決當(dāng)前部分巖層破碎塊度及爆破減震的問(wèn)題。另外當(dāng)前一些新型炸藥及爆破器材的問(wèn)世，這有效的提升了爆破技術(shù)的水平，提高了礦山爆破礦巖的分離，為爆破技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

一、爆破技術(shù)現(xiàn)狀

目前在露天采礦礦巖爆破中，最難的一個(gè)問(wèn)題是礦石和巖石的分離問(wèn)題，通常情況下利用爆破技術(shù)只是將礦區(qū)爆破的礦石整體向一個(gè)方向延伸，這樣礦石和巖石則會(huì)混合在一起，很難進(jìn)行分離，而且這種情況在礦石和巖石的邊緣地帶更為嚴(yán)重，因?yàn)樵谶@種地方機(jī)械化設(shè)施在施工時(shí)更難以進(jìn)行礦石和巖石的分辨，從而導(dǎo)致礦石質(zhì)量的降低，資源存在著嚴(yán)重的浪費(fèi)。礦巖爆破分離技術(shù)是2004年在美國(guó)進(jìn)行的試驗(yàn)，其在礦石和巖石邊緣地帶進(jìn)行分層爆破，利用藥包在爆炸時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)驅(qū)力，將礦石和巖石按照事先計(jì)劃好的方向進(jìn)行推動(dòng)，從而將兩者分離開(kāi)來(lái)。利用這種礦巖分離技術(shù)后，爆破現(xiàn)場(chǎng)的工作人員可以有效的將礦石和巖石分區(qū)分開(kāi)來(lái)，提高了礦石裝載運(yùn)輸?shù)男剩_保了開(kāi)采礦石的質(zhì)量，特別是對(duì)于邊緣區(qū)域的礦石開(kāi)采質(zhì)量有了較大程度的改善。

在露天爆破采礦礦巖分離工藝中，其中爆破程序是其中十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，通常情況下是需要先進(jìn)行爆破，然后進(jìn)行采礦，這樣當(dāng)前露天采礦生產(chǎn)中正常的程序，如果不進(jìn)行爆破即進(jìn)行開(kāi)采，那樣是無(wú)法確保采礦順利進(jìn)行的。目前露天采礦礦巖分離技術(shù)開(kāi)始向機(jī)械化和規(guī)模化的方向發(fā)展，而傳統(tǒng)技術(shù)中往往是采用深孔爆破來(lái)進(jìn)行開(kāi)采，這種爆破技術(shù)由于炸藥爆破后所產(chǎn)生的能量十分有限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)礦石和巖石的分離效果，大部分礦石等物質(zhì)在爆破后呈現(xiàn)粉碎性，而且爆破后粉碎性物質(zhì)中還會(huì)轉(zhuǎn)化為有害物質(zhì)，所以提高爆破技術(shù)的效果，減少有害垃圾的產(chǎn)生是當(dāng)前十分重要的一個(gè)課題。

二、露天采礦礦巖分離爆破技術(shù)

近年來(lái)，礦山行業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，采礦工程量不斷加大，爆破技術(shù)作為一項(xiàng)非常重要的手段之一，其對(duì)礦山采礦效率的提高具有十分重要的作用，而且也直接關(guān)系到礦山采礦的安全，所以需要在采礦工程中高度重視爆破技術(shù)，不僅確保礦工的生命安全，而且對(duì)社會(huì)的安全穩(wěn)定也具有十分重要的意義。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上需要加快采礦工程中爆破技術(shù)的改進(jìn)，努力提高爆破技術(shù)的水平，從而推動(dòng)礦山行業(yè)的健康發(fā)展。

1.逐孔起爆技術(shù)。這是爆區(qū)中任何一個(gè)炮孔爆破時(shí)在空間上都是按照一定的起爆順序單獨(dú)起爆的爆破技術(shù)。逐孔爆破技術(shù)基于以下爆破原理：是一種控制爆破技術(shù)方法。這種爆破技術(shù)基本原理，當(dāng)兩個(gè)相鄰的炮孔同時(shí)起爆時(shí)，沖擊波在炮孔之間相互碰撞，使炮孔間的煤巖承受拉力而造成裂斷區(qū)。如果炮孔間距與裝藥量合適，炮孔間的裂斷區(qū)可呈現(xiàn)一條狹窄的預(yù)切槽。這一預(yù)裂面能反射以后起爆區(qū)產(chǎn)生的沖擊波，以達(dá)到減少破壞或超控量。這種方法在采礦回采工作中可用于切斷頂板的控制爆破中，可以實(shí)現(xiàn)改善爆破效果的目標(biāo)。

在露天臺(tái)階爆破采礦中，礦石和巖石常常混雜在一起，通常采用松動(dòng)爆破只能將爆區(qū)礦石整體向一個(gè)方向推動(dòng)，礦石和巖石混雜在一起，無(wú)法被有效分離；特別是在礦石到巖石的過(guò)渡區(qū)，電鏟挖掘時(shí)很難分辨，從而降低了礦石品位，造成資源浪費(fèi)。起爆方式是實(shí)現(xiàn)逐孔起爆技術(shù)的關(guān)鍵，具體分為兩種，一是地表延期，而是孔內(nèi)延期。第一，孔內(nèi)延期由于孔內(nèi)雷管長(zhǎng)短所限，適應(yīng)較小的爆區(qū)，對(duì)于較大的爆區(qū)，只能采用大區(qū)微差爆破技術(shù)，具有復(fù)雜性特點(diǎn)，目前應(yīng)用不多。第二，地表延期劃分為斜線逐孔起爆和“V”型逐孔起爆地表延期采用地表接力延期，地表延期雷管引爆孔內(nèi)延期雷管再引爆炸藥的方式，因此可能用很少的雷管就能完成任意規(guī)模的爆破。后起爆炮孔的最小抵抗線和爆破作用方向都受瞬間自由面的影響而改變。因此，通過(guò)控制炮孔起爆時(shí)序，改變起爆過(guò)程中爆破區(qū)域內(nèi)的瞬間自由面的變化，就可以實(shí)現(xiàn)巖石運(yùn)動(dòng)方向的控制，從而實(shí)現(xiàn)礦石和巖石的分離。

2.露天淺孔爆破。即是巖土開(kāi)挖、二次破碎大塊時(shí)采用的炮孔直徑小于50m m、深度小于5m的爆破作業(yè)。深孔爆破就是炮孔孔徑大于75m m且深度在5m以上的采用延長(zhǎng)藥包的一種爆破方法。而中深孔爆破方法是介于淺孔爆破與深孔爆破之間的以專用鉆鑿設(shè)備鉆孔作為炸藥包埋藏空間一種爆破方法，其直孔徑一般為50m m~350m m，孔深為5m~20m。這種爆破需要藥包爆炸時(shí)對(duì)斷面的沖擊力較小，常常運(yùn)用低猛度、低爆速、低密度為特點(diǎn)的炸藥，以消除或削減炮孔周圍形成的粉碎物質(zhì)。在這種爆破中，通常要先進(jìn)行爆破，結(jié)果是為了增大自由面或減小光爆時(shí)的抵抗效果。然后根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì)周邊進(jìn)行并聯(lián)式一次起爆，但目前這種技術(shù)仍在進(jìn)一步的進(jìn)行驗(yàn)證。為工程爆破能源的炸藥，蘊(yùn)藏著巨大的能量。一公斤普通工業(yè)炸藥爆炸時(shí)釋放的能量為3.52×10的6次方焦耳，溫度高達(dá)3000℃，經(jīng)過(guò)快速的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的功率為4.72×10的8次方千瓦，其氣體壓力達(dá)幾千到一萬(wàn)多兆帕，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了一般物質(zhì)的強(qiáng)度。在這種高溫高壓作用下，被爆破的介質(zhì)（如巖石等）呈現(xiàn)為流體或彈塑性體狀態(tài)，完全破壞了原來(lái)的結(jié)構(gòu)。

三、結(jié)束語(yǔ)

目前在露天采礦礦巖分離爆破技術(shù)中應(yīng)用露天淺孔爆破技術(shù)和逐孔起爆技術(shù)，有效的改變了露天采礦礦巖分離的理念和方法，為礦山的生產(chǎn)帶來(lái)了可觀的效益。而且在今后露天采礦礦巖分離技術(shù)的發(fā)展中，露天淺孔和逐孔起爆技術(shù)已成為今后露天采礦礦巖分離技術(shù)的發(fā)展方向，作為當(dāng)前國(guó)內(nèi)露天采礦礦巖分離爆破的新技術(shù)，其對(duì)爆破管理水平及技術(shù)水平的提高提供了可借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)，而且有效的提高了礦石和巖石的分離效果，為我國(guó)爆破技術(shù)的進(jìn)一步深入研究奠定了良好的基礎(chǔ)。

[1]王世勤.淺析露天采礦礦巖分離爆破技術(shù)[J].建材與裝飾，2012，（2）.

[2]周志強(qiáng)，易建政，王波，汪金軍.控制爆破技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2010（6）.

[3]齊新.擠壓爆破技術(shù)及其應(yīng)用[J].甘肅水利水電技術(shù)，2011（7）.