露天礦山階段爆破根底的探討

張小強

摘 要：本文針對傳統導爆管雷管精度較低，連接網絡比較復雜，起爆時難以檢測，爆破效果不理想，在采區內，采用數碼電子雷管與導爆管雷管做對比試驗。實踐證明，數碼雷管能有效地降低大塊率和根底，為礦山類似工程起到了一定的指導作用。

關鍵詞：露天礦山；爆破；根底

前言

隨著社會的不斷發展與前進，爆破技術已經被廣泛的使用在了各行各業當中。爆破技術在露天礦山開采過程中具有著重要的地位。通常情況下，利用光面爆破技術來實現對礦山中障礙物的清除粉碎。光面爆破技術不僅可以有效地實現對井巷圍巖的保護，而且對于減少井巷維護的費用也有著重要的作用。預裂爆破也是礦山開采中經常用到的一種爆破技術，這種技術對于維持邊坡的穩定有著重要的作用，同時還能夠有效的減少開采費用。除此之外，在礦山開采中，我們還經常使用到了深孔微差爆破，這種爆破方式對于有效提高礦山的生產力極其重要。總之，爆破技術在礦山開采中的廣泛應用，對于推動礦山企業有效提高生產力以及保障礦山工程建設的質量有著深遠的影響。

1 影響露天礦山開采爆破安全的因素分析

1.1 爆破沖擊波與飛石

在爆破過程中，在要在短時間內會釋放巨大的爆破能量，其中有一部分能量以沖擊波或者飛石的形式散發出來。這不僅使得爆破作業現場附近的建筑物會受到一定程度的損傷，甚至在一定程度上威脅著爆破工作人員的人身安全。

1.2 機械設備的運行

在實際的爆破過程中，由于工作人員沒有嚴格按照規章制度來對機械設備進行操作，或者由于對檢修工作的不到位，使得機械設備具有一定的安全隱患。這些問題的存在在一定程度上嚴重影響著爆破效果，甚至會引發嚴重的安全事故。

1.3 爆破技術

在當前露天礦山開采的爆破過程中，爆破技術上還存在著一些不合理之處，主要有兩個方面的表現。①爆破技術的管理存在一定的局限性。由于實際的爆破效果會會收到眾多因素的影響，但是在爆破方案制定的時候，難以對這些眾多因素進行全面的考慮，導致實際的爆破效果與理論上存在著巨大的差異性。因此，先進的爆破技術還停留在理論階段，難以投入實踐過程中。這使得實際爆破過程中的安全性與準確性得不到保障。②爆破工具或材料的質量難以得到保障。在實際的爆破作業開展中，由于爆破工具和材料的質量得不到保障，往往會產生瞎炮等現象的發生。這些問題都存在嚴重制約著爆破工程的安全開展與運行，甚至會引發嚴重的安全事故，使爆破設備以及爆破工作人員的生命安全受到嚴重的威脅。

2 工程概況

該露天采場礦石主要以石灰石為主。采用深孔臺階爆破作業，設計臺階高度為12m，超深1m，連續裝藥結構。通過對采場現場爆破調查分析，發現存在以下問題：

1）大塊率過高，不利于鏟裝作業和礦山后續作業；

2）附近村莊感受振動明顯，對居民的生活造成影響；

3）炸藥單耗大，雷管使用量大，成本增加。為了解決這些問題，擬在該礦使用數碼電子雷管進行爆破試驗。

3 工程應用試驗

數碼電子雷管合理的延時時間設置既能得到良好的爆破效果，又能最大限度降低爆破振動引起的爆破危害。由于孔間延時選取過小不易形成新的自由面，會影響爆破效果，因此最佳的延時時間是第1個炮孔起爆后，炮孔和自由面之間形成一定寬度的新自由面（裂縫），此時巖石中尚有部分殘余應力，與后1個炮孔起爆產生的應力疊加，會呈現更好爆破效果。

3.1 大平臺分區爆破試驗

第1個大平臺分區爆破試驗，是在標準平臺進行的。爆區呈L形，平臺設計高度12m，實際高度大約12.5～13m，尖角向外凸出部分是上個施工循環未爆破的殘留巖體。現場爆破試驗環境對檢驗爆破網路延時設計、分采分爆方案可行性、完善現場聯網操作方法均非常有利。現場采用基于數碼電子雷管的新型爆破網路設計方案，結合3D軟件制作了平臺示意模型，并按實際情況設置炮孔參數及起爆順序，從爆區彎折處將爆區分成2個部分（左、右），起爆順序由外側向內側，方案單孔、單響，無重段，相鄰延時時間4ms。

3.2 平臺邊坎不規則部位試驗

第2個平臺邊坎不規則部位試驗。所在爆區屬于平臺的邊坎部位，爆區地表有1～2m高差，且平面形狀不規則，如何處理形狀不規則部位的聯網方法是該部位延時時間設置的主要問題。因此，將該爆區分為7排炮孔，其中第1排最長，從第2排往后逐次遞減。起爆順序采用前排（1～3排、7排）逐孔起爆，后排（4～6排）2孔同時起爆。后排相鄰2孔同時起爆可提高拋擲能力。

4 爆破效果及分析

根據現場爆破效果和爆堆形態可觀測到，爆區前排逐孔起爆，爆堆隆起，后部形成明顯溝槽，爆堆表面塊度均勻。實際挖裝過程中未發現大塊，經一段時間挖裝，爆堆局部有少量大塊，但不影響挖裝效率，說明爆破效果滿足要求，大塊率可以降低2%左右。利用數碼電子雷管爆破過程中，距離爆區300m遠位置無明顯振感。現場振動監測顯示比導爆管雷管振動要小，減少幅度可達21%～29%，說明數碼雷管單孔、單響設計很好地控制了爆破振動。試驗表明在保障爆破效果的同時，使用數碼電子雷管爆破單耗可以降低11%～13%，單位耗時可以降低22%～27%，降本增效

5 結束語

通過爆破試驗，結合3D數值建模與仿真、新型爆破網路設計、現場聯網操作等新方法、新工藝，實現了快速組網、高效爆破。數碼電子雷管現場實際應用嘗試成功，以期為后續數碼電子雷管的推廣、爆破優化設計和編制科學的施工方案提供借鑒。

1）爆破效果滿足要求，大塊率可以降低2%左右；距離爆區300m遠位置無明顯振感，現場監測顯示與導爆管雷管爆破對比，振動幅度降低可達到21%～29%，很好地控制了爆破振動；同時單耗可以降低11%～13%，單位耗時可以降低22%～27%，節約了成本。

2）本次試驗延時時間設置存在一些不合理之處，相鄰排間延時時間縮短，不利于爆破效果，另外也受到了巖石走向與用戶實際需求的制約，可在以后工程中根據需要改進。

參考文獻

[1]周幸.露天礦山開采爆破與安全研究[J].產業與科技論壇，2018，17（11）：246-247.

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