露天采場中深孔爆破技術的優化

肖洋

摘 要：中深孔爆破技術在露天采場中被廣泛應用，改善了露天采場的安全生產條件，從而減少了相應的生產事故。在新形勢下，對露天采場中深孔爆破技術提出了更高的要求，所以需要對中深孔爆破技術進行優化，降低露天采場的大塊率和粉礦率，使露天采場的爆破質量和安全性得到保障。

關鍵詞：露天；采場；中深孔爆破技術；優化

中圖分類號：TD235.33 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0027-02

調查顯示，露天采場開采總成本中的爆破工程成本占煤礦的10%左右，金屬礦占15%～20%.從中我們可以發現，整個爆破工程在露天采場的總成本費用中占了很大的比重。此外，爆破工程還貫穿了露天采場采礦生產的各個環節。所以，露天采場中爆破技術直接影響著露天采場采礦的生產、安全和工作質量。

目前在我國，中深孔爆破技術被廣泛應用在礦山剝離、采礦、水利工程和鐵路開挖等工程中，尤其是在中小型露天礦山的開采中占據著重要地位。在露天采場應用中，中深孔爆破技術和開場技術同鑿巖穿孔等設備可以改善中小型露天采場生產的安全性，降低生產事故發生的頻率。然而，隨著市場經濟的不斷發展，市場競爭日趨激烈，中深孔爆破技術已經不能滿足露天采場的生產經營需求，因此必須對中深孔爆破技術進行相應的優化。

1 露天采場中深孔爆破開采現狀

以某露天采場中深孔爆破技術在開采中的實際應用作為分析樣本。該露天采場礦區開采臺階高度約為10 m，底盤的抵抗線高達3.5 m；沒有對礦區巖礦的可爆性進行檢測分區或分級，全部采用4 m×6 m梅花形布孔方式；礦區中全部采用多排孔微差起爆方式，在裝藥結構中連續單一的類似柱形的裝藥形式，炸藥消耗量為0.7 kg/m2，爆破10 000 t礦巖需要消耗2 750 kg炸藥，一般情況下每次爆破需要消耗的炸藥為15～20 t。

該露天采場中深孔爆破技術在開采中仍存在一些問題，例如，爆破崩落后的塊徑礦石所占的質量分數合格率較低，部分爆破出的礦石堆里邊依然有很多大塊礦石，而部分爆破礦堆的礦石被爆成了粉末；爆破出的礦石堆里礦石大小不均勻，礦堆下的粉碎礦石較多，盲炮（雷管和炸藥全部未爆或只爆雷管而炸藥未爆）現象較多，爆破震動較大等。

2 露天采場中深孔爆破技術優化

通過簡單介紹該露天采場中深孔爆破技術實際運用情況，深入分析影響中深孔爆破效果的因素，提出優化中深孔爆破技術的措施，從而提高露天采場的爆破質量。

2.1 合理分區礦巖，采取不同的孔網參數

從上文的實際研究情況可以看出，該礦區的穿孔設備和開采臺階是固定的，無法改變。我們可以根據露天采場礦區的地質對礦巖進行合理的分區或分級，在各礦巖區域內確定炮孔密集系數，從而調整中深孔爆破技術的孔網參數。對礦區礦巖進行分區時，結合了礦區的實際地質特征，并根據露天采場爆破工程的破碎系統要求，將露天采場的采礦區分為南、北兩個區域。南部采取的解理（解理是指礦物晶體受力后沿一定方向破裂并產生光滑平面的性質）裂隙發育程度較高，其礦巖略為松軟，層面較多，且層面間的間距較小，礦巖的炮孔排面和主體結構面的走向趨于平行，此處的炮孔密集系數取2.0～2.1；北部采區則有兩個巨大的斷層穿過其中，其礦巖的密度和印度都較大，解理裂隙發育程度較小，炮孔密集系數取值為1.7.

2.2 利用逐孔起爆方式起爆

逐孔起爆技術是將爆破區域內處于同一排的炮孔按照爆破需求設計一個相應的延期時間，從起爆點開始逐一起爆，同時，爆破區域內排間炮孔按照另一個延期時間逐一向后傳遞爆破，這樣可以使爆破區域內相鄰的兩個炮孔起爆的實際時間錯開，使逐孔起爆技術炮孔起爆的順序流程呈現出一個分散的螺旋狀圖。這種方式也被稱為單孔延時的起爆方式，是逐孔起爆技術的技術核心。為了讓單孔延時起爆方式的結果更加精確，需要采用非電高精度毫秒導爆管雷管。通過非電高精度毫秒雷管，可以成功實現在爆破區域內任一炮孔爆破時都按照一定的起爆順序進行，從而為每個炮孔準備更加充足的自由面（爆破的巖石或介質與空氣接觸的表面）。使用逐孔起爆技術，每一個炮孔前方和側方的炮孔都是先于它起爆的，這樣就給該炮孔準備了至少三個以上的自由面，從而大大降低了露天采場起爆時消耗的拋散能量。此外，還可以通過合理選擇空間和排間微差時間，充分利用巖石在爆破之后破碎所產生的拋散量，避免能量的浪費。為了改善爆破塊度大小不均勻的問題，可以增加相鄰炮孔之間巖石碰撞的次數。

所以，通過利用逐孔起爆的方來進行起爆，杜絕了傳統爆破區域內巖石快亂飛的現象，不僅保障了露天采場生產經營的安全，還使根底出現的概率大大降低。

2.3 優化裝藥的結構

傳統中深孔爆破技術使用的是連續單一的類似柱形的裝藥形式結構，由于該結構在孔口部分并沒有充填炸藥，且柱形裝藥結構的深度范圍過小，導致易受到相鄰爆破的影響，這樣就很容易產生大塊礦巖。為了杜絕大塊礦巖和根底的出現，我們采用分段裝藥技術，也就是分段裝藥的結構。而為了解決爆破后礦石堆底部的礦巖粉礦率過高的問題，我們通過采用空氣間隔裝藥技術，在底部裝藥的時候先放入0.5～0.8 m的空氣柱之后才進行裝藥工作，成功地杜絕了底部礦石過于粉碎的問題。

3 結束語

隨著科學技術的不斷發展，許多新型爆破器材被應用到露天采場開采中，其中，中深孔爆破技術正處于不斷發展和優化中。它的應用不僅提高了我國露天采場中礦山開采的爆破質量，同時也保障了爆破工程的精確度和安全。

參考文獻

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〔編輯：李玨〕