數(shù)碼雷管在某露天礦山中的優(yōu)化實(shí)踐

譚明洪，張全龍，馮光華，陳文坤，胡 輝

（1.云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 馬關(guān) 663700；2.昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650093）

1 爆破參數(shù)

爆破參數(shù)關(guān)系著爆破效果及鏟裝運(yùn)輸效率，影響著礦山的生產(chǎn)能力的大小。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有爆破參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)及相關(guān)優(yōu)化，主要參數(shù)包括臺(tái)階高度、孔徑及布孔形式等參數(shù)[1]。

1.1 布孔形式

礦山采用三角形布孔，無(wú)論布孔參數(shù)如何改變，使爆破能量均布。

1.2 底盤抵抗線

底盤抵抗線直接影響臺(tái)階爆破效果好壞。底盤抵抗線Wd一般根據(jù)孔徑和臺(tái)階高度設(shè)計(jì)：

式中：Wd—底盤抵抗線，m；H—臺(tái)階高度，m。

式中：Wd—底盤抵抗線，m；d—孔徑，mm；K—系數(shù)。

表1 值范圍

鑒于該采場(chǎng)露天爆破主要為清渣爆破，因此，根據(jù)爆破經(jīng)驗(yàn)公式以及采場(chǎng)的實(shí)際情況，本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)底盤抵抗線178mm孔徑是7m～8m。

1.3 超深與孔深

式中：h—超深，m；Wd—底盤抵抗線，m。

堅(jiān)硬礦巖取大值，反之取小值。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巖性的不同和之前的生產(chǎn)實(shí)際，超深取1m～2.5m。

炮孔深度為：L=H+h=16m～17.5m

1.4 填塞高度

一般按孔徑的大小確定填塞的長(zhǎng)度，經(jīng)驗(yàn)公式：

采場(chǎng)現(xiàn)如今所使用的鉆機(jī)主要有178mm和250mm孔徑，經(jīng)計(jì)算則填塞長(zhǎng)度分別為2.8m～5.7m和4.0m～8.0m，以鉆孔的巖屑作為填塞材料。經(jīng)驗(yàn)表明，如果填塞長(zhǎng)度小于2/3最小抵抗線時(shí)，將引起飛石，爆破噪聲和后沖等問(wèn)題。根據(jù)華聯(lián)鋅銦礦山以往實(shí)際的爆破經(jīng)驗(yàn)，在保證安全的前提下，能高效的利用炮孔空間，增大單孔爆破量，設(shè)計(jì)的炮孔填塞長(zhǎng)度分別選取：178mm孔徑炮孔填塞長(zhǎng)度達(dá)到5.8m左右。

1.5 裝藥結(jié)構(gòu)

基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在確定其炸藥單耗、單孔藥量、及填塞長(zhǎng)度的情況下，采用中部間隔和連續(xù)的裝藥結(jié)構(gòu)方式。

1.6 單位炸藥消耗量

式中，q—單位炸藥消耗量，kg/m3；γ—礦巖容重，t/m3；f—礦巖普氏硬度系數(shù)。

根據(jù)采場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)爆破的實(shí)際情況，選取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的炸藥單耗，片巖：0.22～0.28kg/m3；矽卡巖：0.36～0.42kg/m3；大理巖 ：0.46～0.50kg/m3。

表2 初定孔、排距組合

1.7 炮孔密集系數(shù)

寬孔距小抵抗線對(duì)于高臺(tái)階深孔爆破的破碎效果有較好的作用。目前國(guó)內(nèi)外國(guó)外有關(guān)寬孔距小抵抗線的研究，一般為臺(tái)階拋擲爆破。對(duì)于一般的拋擲爆破，根據(jù)礦山并結(jié)合采場(chǎng)巖性的巖性，此次孔網(wǎng)密度系數(shù)選定為1.0～2.5之間。

1.8 孔距與排距

采用梅花型布孔方式，曼家寨采場(chǎng)邊坡角度為α=40o～60o，則孔距a=mW，排距b=a＊sin（40o～60o）。

式中：a—炮孔間距；b—排間距；W—底盤抵抗線；

其中，m為炮孔的密集系數(shù)，一般取1.1～2.0，考慮到采場(chǎng)的爆破作業(yè)的實(shí)際情況，選定孔排距組合如表2所示。

1.9 毫秒延期時(shí)間的確定

根據(jù)華聯(lián)鋅銦礦山的孔網(wǎng)參數(shù)，選取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的延期時(shí)間：在孔徑178mm情況下，孔間延期時(shí)間為24ms～44ms；排間延期時(shí)間為45ms～90ms；同時(shí)，根據(jù)國(guó)內(nèi)同類礦山同種巖性爆破作業(yè)和曼家寨現(xiàn)場(chǎng)爆破作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，選取孔內(nèi)間隔時(shí)間10ms。

2 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)爆破試驗(yàn)方案

2.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)參數(shù)

根據(jù)此前計(jì)算確定的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的爆破參數(shù)，進(jìn)行了若干次現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)。具體試驗(yàn)參數(shù)如表3所示。

2.2 起爆網(wǎng)絡(luò)及聯(lián)線組網(wǎng)方式

本采場(chǎng)的爆破連接網(wǎng)絡(luò)最通用的為V型起爆網(wǎng)絡(luò)，其使用高精度導(dǎo)爆管雷管和數(shù)碼電子雷管的聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)具體如圖1所示。

圖1 起爆網(wǎng)絡(luò)及連線示意圖

圖1所示，使用數(shù)碼電子雷管的起爆網(wǎng)絡(luò)較為簡(jiǎn)便，無(wú)論是何種類型的起爆網(wǎng)絡(luò)，使用電子數(shù)碼雷管都只需一種簡(jiǎn)單直接的連接方式。從雷管的使用數(shù)量上看，使用高精度導(dǎo)爆管雷管每個(gè)孔孔外仍然需要使用一枚雷管進(jìn)行孔間連接；而使用電子數(shù)碼雷管，孔外只需要將孔內(nèi)雷管腳線上的線卡直接連接在組網(wǎng)的起爆母線上即可，無(wú)需使用多余的雷管進(jìn)行連接。

3 爆破效果

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的爆破采場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，在已有的設(shè)計(jì)參數(shù)及爆破設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)連接情況下，從爆破大塊率及爆破根底方面進(jìn)行分析，從而比較高精度導(dǎo)爆管雷管及數(shù)碼電子雷管的優(yōu)劣，更好地為現(xiàn)場(chǎng)爆破參數(shù)選擇提供更好的依據(jù)。

3.1 大塊率統(tǒng)計(jì)

大塊的標(biāo)準(zhǔn)主要取決于鏟裝設(shè)備的型號(hào)和尺寸，尺寸超過(guò)挖機(jī)挖斗最大裝載能力的巖塊稱為大塊。根據(jù)采場(chǎng)鏟裝的挖機(jī)的斗容，確定最大外形尺寸大于1.5m的礦巖為大塊。試驗(yàn)后根據(jù)巖性和孔徑的不同。

3.2 根底統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)爆破產(chǎn)生的爆破效果，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出數(shù)碼電子雷管及高精度導(dǎo)爆管雷管的根底率，根據(jù)礦區(qū)內(nèi)各種不同的巖性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分別如表4所示。

表4 數(shù)碼電子雷管根底率統(tǒng)計(jì)表

3.3 爆破效果分析

從現(xiàn)場(chǎng)爆破作業(yè)后，使用數(shù)碼電子雷管和使用高精度導(dǎo)爆管雷管，相同條件下的爆破質(zhì)量有明顯差異。在不同爆破參數(shù)時(shí)，其根底和大塊率統(tǒng)計(jì)情況可以看出：①數(shù)碼電子雷管只有在大理巖巖性組爆破時(shí)產(chǎn)生了根底，試驗(yàn)的多次爆破抽樣取值平均根底占有率為0.386%；而使用導(dǎo)爆管雷管的平均率卻達(dá)到0.743%。②對(duì)于大塊情況，基本每次爆破都有大塊產(chǎn)生，每次大塊率情況各不相同，試驗(yàn)的18次爆破抽樣取值平均大塊占有率為0.106%；而相對(duì)應(yīng)的使用導(dǎo)爆管雷管，根據(jù)生產(chǎn)上統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示其平均大塊率為0.382%，通過(guò)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)爆堆形態(tài)對(duì)比，數(shù)碼電子雷管爆破效果明顯好于導(dǎo)爆管雷管。③經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比，從操作施工難度和安全上看，數(shù)碼電子雷管更具有導(dǎo)爆管雷管不可比擬的優(yōu)勢(shì)，網(wǎng)路簡(jiǎn)便單一，不易漏連，出錯(cuò)率低等。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)需要根據(jù)采場(chǎng)實(shí)際情況，當(dāng)次爆破作業(yè)區(qū)域的巖性組成，適當(dāng)增加或減少炸藥單耗，調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)。

4 小結(jié)

本次對(duì)采用數(shù)碼電子雷管與高精度雷管在曼家寨采區(qū)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)，得出了如下結(jié)論：①采用數(shù)碼雷管的所產(chǎn)生的爆破效果，較傳統(tǒng)的高精度導(dǎo)爆管雷管根底率小，且爆破塊度及爆破后爆堆更利于鏟運(yùn)機(jī)械的鏟裝。②數(shù)碼雷管在連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)，往往比較簡(jiǎn)單，避免了傳統(tǒng)導(dǎo)爆管雷管的孔內(nèi)孔外導(dǎo)爆管雷管網(wǎng)絡(luò)連接的復(fù)雜性。③數(shù)碼雷管的孔內(nèi)孔外微差時(shí)間設(shè)置較為簡(jiǎn)便，傳統(tǒng)的導(dǎo)爆管雷管的起爆時(shí)間往往通過(guò)并串聯(lián)型式進(jìn)行連接，時(shí)間設(shè)置比較固定。