探討露天礦山開采中深孔爆破技術的應用

樊杰

摘 要：隨著國民經濟的發展，露天采石業也快速發展。為了保證施工安全，提高生產率，露天礦區在技術上采用技術先進的中深孔爆破技術。本文闡述了中深孔引爆技術的優點，分析并探討了露天礦山開采中深孔爆破技術的應用。

關鍵詞：露天礦山 開采 中深孔爆破技術 應用

一、中深孔引爆技術的優點

由于淺孔爆破具有眾多缺點，如挖掘循環單進低，掘進的速度較慢，效率較低、炸藥和雷管的消耗量大，需要人員勞動的環節比較多，需要的時間長等，因此，為了提高掘進效率、確保安全生產以及提高生產水平，中深孔爆破技術已經成為露天礦區采用爆破技術的首選。中深孔爆破技術的優點如下：

1、安全性高

露天礦區進行中深孔爆破前，會有專業的爆破技術人員進行對爆破器材的運輸，所以在爆破前就會降低事故的發生率；爆破時，與其他爆破方法相比較而言，中深孔爆破技術是自上而下在臺階上進行，在爆破時，工作人員可以站在平臺上，從而確保采礦作業的安全性，為工作人員提供了很好的工作環境。

2、機械化程度高

中深孔爆破技術機械化程度較高，在開采時，該技術與其他開采技術和鑿巖穿孔等設備，如小型牙輪鉆機、勾機、潛孔鉆機、翻斗汽車等配套使用來進行作業，從而在很大程度上提高了開采質量和產量。

3、減少爆破次數

在爆破時，中深孔爆破技術采用多排微差爆破方式，使得一次爆破量大，減少了爆破的次數，且飛石很少，同時使采場的設備利用率得以提高。

4、降低噪音

一般爆破性作業在發生爆破時會產生很大的噪音，而中深孔爆破技術使爆破噪音降低。同時，爆破的巖石破碎均勻且質量較高。

5、提高挖裝率

在開采時，中深孔爆破技術與鑿巖穿孔設備配套使用，中深孔爆破技術在爆破時能夠控制爆破的范圍、方向、高度等，所以，其他設備在挖裝時就會減少時間，提高挖裝的效率，保證裝運順利。

6、成本較低

由于中深孔爆破技術有爆破設計參數數據，在爆破前，通過對礦區的考察，然后結合參數數據適當調整爆破參數，確保獲得理想的爆破效果，提高鉆孔的延米爆破量，從而降低爆破成本，提高礦區的經濟效益。

二、中深孔爆破中炮孔布置與設計的技術應用

1、炮孔布置方式

隨著爆破技術的發展，爆破規模不斷擴大，同時爆破的孔數及排數增加。在這種情況下，一般都采用多排微差爆破作業，以提高爆破質量，降低炸藥消耗，減少爆破次數。露天礦山爆破炮孔有垂直孔和傾斜孔之分。垂直孔適用于各種地質條件，操作簡單，鉆孔進度快。缺點是爆破巖石大塊率比較多，常常留有根坎，梯段頂部經常發生裂縫，梯面穩固性比較差；傾斜孔布置的抵抗線比較均勻，爆破破碎時不易產生大塊和殘留根坎，梯段比較穩固，梯段容易保護。爆破軟質時能取得很高的效率，爆破堆積巖塊的形狀比較好。缺點是鉆鑿傾斜孔的操作比較復雜，容易發生鉆鑿事故，在堅硬中不宜采用，鉆孔速度比垂直孔慢。實際中大多是以三角形（梅花）布孔方式，前排采取傾斜孔，后排采用垂直孔。

2、炮孔的設計和布孔

露天礦山爆破有兩個抵抗線―底盤抵抗線和最小抵抗線，設計和布孔時要特別小心。底盤抵抗線是指從臺階坡底線到第一排孔中心軸線的水平距離，它是一個重要的爆破參數。過大的底盤抵抗線會造成根底多、大塊率高、后沖作用大；過小則不僅浪費炸藥、增大鉆孔工作量，而且易產生飛石危害，對后排的爆破效果均產生很大的影響。底盤抵抗線的大小同炸藥威力、巖石可爆性、巖石破碎塊度要求以及鉆孔直徑、臺階高度和坡面角等因素有關。

三、中深孔爆破中裝藥的技術應用

中深孔爆破裝藥一般分連續裝藥、分散裝藥、孔底間隔裝藥和混合裝藥結構。在裝藥過程中，要嚴格控制每孔的裝藥量和裝藥長度，發現堵孔時，應停止裝藥并進行處理。在未裝入雷管等敏感爆破器材時以前，可用木桿或竹竿處理，嚴禁用鉆具處理。炮孔內有水時要用防水炸藥，裝藥過程中要防止炸藥未到底和未上下連接及上浮，用繩子吊藥卷時要防止裝藥過程中藥卷脫落造成堵塞。

當孔深超過8米時，一般每孔裝兩個起爆藥包，分別置于距孔口和孔底各1/3處，可以充分發揮爆炸能量利用率。比較常用的是連續裝藥和分散裝藥結構。當巖石堅固系數f=8～12時，連續裝藥結構也可采用以下方式：底部由于巖體受到的夾制作用最大，阻力也高，通常采用全耦合裝藥，全耦合裝藥段的長度不小于1.3倍底盤抵抗線。而在中上部的巖體，由于臺階坡面的存在，提供了自由面，巖體受到的阻力較小，所以需要的炸藥能力較低，因此應降低裝藥量，避免爆破后，該部位的巖塊過分粉碎和過分前拋，通常采用不耦合裝藥。以￠115孔為例：當采用粉藥時，底部全耦合裝藥，中部采用￠70塑料帶裝藥后吊入孔內；當采用乳化炸藥時，下部連續裝￠90乳化炸藥，中部裝￠70乳化炸藥，兩種方式上部均按公式（20～30）×D計算堵塞長度。此外還可以根據巖石的性質、節理發育情況、走向、可爆性等同時或部分組合采用間隔、堵空、底部裝高威力炸藥，中上部裝低威力炸藥、底部耦合裝藥，中上部不耦合裝藥等多種技術。

四、中深孔爆破中填塞的技術應用

炮孔填塞是爆破作業重要工序之一。填塞的目的在于使炸藥爆炸的能量等到很好利用，改善巖石爆破破碎效果，延長爆炸氣體在巖石中的作用時間，調節炮孔中爆炸壓力，以提高炸藥能量利用率。同時還可以減少空氣沖擊波、噪音、個別飛石的危害。

填塞長度主要與炮孔孔徑、最小抵抗線、填塞質量、填塞材料等有關。一般來說填塞長度不能小于最小抵抗線。填塞長度Lt按以下公式計算：垂直孔Lt=（0.7～1.0）W1；傾斜孔Lt=（0.9～1.0）W1或者Lt=（20～30）D，式中W1―底盤抵抗線；D―炮孔直徑。

填塞必須達到設計要求的長度和密實度，嚴禁不堵塞爆破。填塞材料一般用鉆孔巖粉、尾礦砂、砂、黏土等，禁止使用石塊和易燃材料。在有水炮孔填塞時，應防止填塞懸空，一般用長竹竿壓住藥卷，防止藥卷上浮超過殉爆距離造成拒爆，然后慢慢地邊往孔內邊填料邊慢慢上提竹竿，既要保證填料落到實處，又要保證竹竿不被埋死提不上來。當上部采用空氣間隔時為保證有效填塞， 把淘汰不回收的炸藥袋用竹竿壓到需要堵塞的深度后邊填料邊把竹竿往上提，確認炸藥袋不再往下落后再填滿為止。

五、中深孔爆破中起爆的技術應用

傳統的起爆網絡容易受外界的影響，所以，傳爆性能的表現不佳。而中深孔爆破起爆網絡與傳統起爆網絡不同。中深孔爆破起爆網絡采用的是毫秒微差非電雷管、非電導爆管系統和起爆引爆器等，其起爆網絡傳爆方向四通八達，以網格狀多通道呈現出來，如果導爆管或個別雷管出現問題也不會影響整個起爆網絡的準爆性；起爆雷管不受其他條件的限制，可以無限擴展封閉網絡最后點擊起爆整個網絡；整個起爆網絡聯接簡單，方便作業人員的檢查。

六、結束語

中深孔爆破技術先進，被眾多露天礦山廣泛應用，不僅降低了礦區的投資成本，提高了經濟效益，而且在技術上確保了礦區作業的安全度。企業應該結合礦區的地質條件和生產規模等多方面的特點，選擇符合自身的爆破技術，以便獲得最大的經濟效益。

參考文獻

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