采礦工程中爆破技術的運用研究

袁志祥

摘要：為了社會的進步與行業的發展。筆者對采礦工程重點工作領域展開現場結合理論的深入探討。重點就爆破技術的機理與安全性進行闡述，并針對當前重點發展的中深孔爆破技術展開深入探討。為同行提供建設性意見。

關鍵詞：采礦工程；爆破；安全性；工效；運用

1引言

隨著經濟的發展與時代的進步，采礦工程領域已經從傳統盾構挖掘、單一工作量勞動向著大規模、大方量高速工期推進。其中傳統爆破技術因為采用了新型黃色炸藥配合一定倒角藥壺安裝在安裝與工效上達到了極大平衡。其中相應技術已經全面運用于石油工程、交通工程、采礦工程等領域。筆者基于多年行業發展現狀與現場工作經驗，由淺至深的展開探討，重點就爆破技術的機理與安全性進行闡述，并針對當前重點發展的中深孔爆破技術展開深入探討。為同行提供建設性意見。

2爆破技術的定義及原理

爆破技術作為有限破壞高效開發的掘進開發手段已經運用成熟。當前主要運用與隧道開掘、開山鋪路、水利工程等常規工程作業中。其主要原理為利用亞硝酸鹽等化學物質產生聚類反應并極具釋放，在有限空間內展開破壞以達到預期施工目的。其中炸藥作為重要工作載體在整個過程中占有舉足輕重的地位。當前常用的炸藥工作方式為硝化甘油炸藥填充雷管在相應藥壺倒角前提進行部署，并在導火索、電雷管引導觸發下爆炸。從而得到高溫高壓氣體在能量守恒前提下達到工作面破壞、擊碎的目的。

3爆破采礦技術中存在的安全隱患

基于室內試驗與現場運用效果看出，無論從軍事還是民用角度定向爆破過程多選用硝銨類炸藥、硝化甘油炸藥以及水膠炸藥等常規易提取物質。其中，三種主要炸藥成分中硝銨類炸藥應用最多，且效果最好。但由于采礦作業需要有限度的能量控制以達到巷道掘進又不影響礦脈本體的前提下進行，以達到掘進開采與安全穩定并行。所以如何克服爆破采礦過程中的安全隱患尤為重要。根據筆者經驗，在該過程中主要會發生地震、沖擊波、噪音、飛石等危害現場作業人員的安全隱患。以下展開探討。

1.地震。爆破需要炸藥在密閉空間內有雷管觸發誘導活性化學物質產生及快速的化學裂變反應，其產生的高溫高壓氣體在松軟地層中會產生極具膨脹，導致地面塌陷。而這股能量在遇到堅硬地層時會破壞其結構，導致碎屑斷裂最終誘發整體爆破面的應力不平衡和坍塌，最終誘發地震等地質災害。2、爆破產生的沖擊波在有限礦洞、巷道等受限空間內會聚集互擾，產生輻射性能量延伸。嚴重危害人體臟器和機械設備正常生產工作。是維護人員安全的主要安全隱患。必須進行杜絕性避免和相應防護。3、噪音和粉塵會伴隨爆破的整體過程。其中脆性巖體和特殊地層在噪音達到一定分貝和時間后會自然斷裂誘發巷道坍塌。而有限空間的噪音和粉塵也會危害作業人員健康，甚至至聾至瞎。而有效的隔音毯部署是能避免噪音和粉塵傷害的。4、飛石是爆炸熱效應、聲效應、沖擊波效應綜合產生的惡果，且伴隨整體采礦過程。其中不同大小、粒度的巖屑顆粒會在爆炸瞬間產生高速飛濺，如若撞擊設備及人體將產生不可逆損失。而后續的不定期飛石和塌方必須采取巷道加固的方式進行避免。所以每次爆破的裝藥量與爆炸偏角必須進行嚴格核算。

4中深孔爆破技術

在我國，中深孔爆破技術被廣泛應用于礦山剝離開采。它可以改善中小型露天礦的安全開采條件，極大減少設備與人員的綜合危險因素。在中深孔爆破技術在實踐中根據地形，礦山的生產規模和投資資本的情況，分別使用的輕型淺孔磚臺階、正規臺階、中深孔簡易臺階等適合的方式，爆破技術主要是由非電起爆系統的多級微差爆破，深孔爆破技術在不同模式的安全采礦工程技術改造提供了有效的技術手段，具有良好的操作條件下，爆破周期很長，小的影響，飛行的巖石，爆破設備分銷管理方便等一些優點，綜合效益顯著增加。在原有淺孔爆破方法的基礎上，對中深孔爆破技術進行了改進。使用中應注意安全平臺的設計。后排炸藥的電荷量比前排的大。

1.堵塞爆破技術。該種爆破技術由來已久，其中最原始的方式就是運用現場礦渣石粉進行炮孔柱塞，已達到降低沖擊波、飛石等擾動傷害的可能。當時當前最新研究表明，運用防水炸藥配合液體堵塞效果更優。可以達到炮孔受力均勻。爆破瞬間吸收余熱廢氣、粉塵等有害物質的可能。在安全生產的同時極大降低生產運行成本。當前除了運用水之外，還有橡皮泥等半塑性材質進行封堵。效果更優。

2.無線分段起爆網絡技術。在爆破開采中，為了有效提高工作效率，防止重復爆破帶來的不便，通常采用多點同時爆破的方式，方便一次爆破的完成。雖然使用這種方法是提高爆破效率，但對于爆破的炸藥的爆炸都是員工的問題不能有一個準確的判斷，如果化學炸藥爆炸沒有完成，會給員工帶來巨大的安全風險。無限分段起爆網絡技術可以有效地解決這一問題。該技術通過對網絡進行爆破，利用爆管形成內外結合的炮孔來引爆炸藥。為了保證起爆信息的準確傳遞，在孔外采用側網進行信號傳輸，每排孔之間的孔外連接相應的雷管，確保爆炸效果。

3.激光和光纖起爆技術。這種爆破技術包括兩部分，即激光和光纖，雖然起始的方式會有一定的差異，但是，最后的控制或由激光設備，具體過程是，使用激光光纖總線和光纖的腳線照射同時，形成爆炸的條件，爆炸性的效果。與其他爆破技術相比，這種爆破技術有一定的新穎性，及其應用優勢是雷管爆炸引起的激光，從而從根本上避免當前湍流現象，并確保當前的有效發揮作用，減少錯誤的發生爆炸事故。同時，爆破過程中的激光照射不會對施工人員造成傷害，也可用于遠距離爆破。

5結語

爆破技術的選擇應根據實際環境條件，選擇科學合理的爆破。根據實際情況爆破巖石特征、氣候、地理環境、采取合適的啟動方式，然后開發適當的延遲時間，露天采礦一般選擇延時起爆時間比較短，也注意在爆破控制爆破飛石、爆破飛石主要產生在孔板在前面的位置，所以兩個位置的多樣性保護措施，合理安排采礦中的各個環節，嚴格管理。促進礦業的進步與發展。

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（作者單位：重慶能投渝新能源有限公司東林煤礦）