露天采礦場中深孔爆破探究

周少鵬

摘要：本文對露天采礦中深孔爆破技術的應用進行了探討，認為減少根底及大塊的產生是露天采礦中深孔爆破技術應用的關鍵，該技術的應用要點包括前期對露天礦巖的地質特征進行詳細調研、選定合理的爆破參數以及采用合理的裝藥結構等。

關鍵詞：露天采礦場;中深孔爆破;應用要點

在露天采礦生產中，穿孔爆破是至關重要的一個環節，爆破質量在很大程度上影響著鏟運效率以及采礦經濟成本。中深孔爆破是露天采礦爆破中廣泛使用的一種爆破技術，相較于其它傳統爆破技術具有更高的爆破安全性及更好的爆破效果，能夠有效提高露天礦山開采的作業效率。本文基于露天采礦爆破作業實踐，就中深孔爆破技術實踐應用要點進行一些探討，以期能夠為該技術在露天采礦爆破中的應用提供一些參考與借鑒。

1.減少根底及大塊產生是露天采礦中深孔爆破技術應用的關鍵

減少根底和大塊的產生是露天采礦評價爆破質量的重要指標，直接影響著露天礦開采生產的成本。塊度過大，不但增加鏟運成本，而且還會增加二次破碎的工作量及爆破次數，降低礦山開采的安全系數。因此，減少根底及大塊產生是露天礦爆破作業的重點質量控制目標。

一般來說，中深孔爆破中產生大塊的主要部位包括：爆破作業臨空面及炮孔孔口部位;爆破參數孔間距較大的部位;底盤抵抗線過大的臺階根部位置;原始裂隙多的巖體部位;軟硬巖層的分界處;“V型”起爆點和起爆通道處;盲炮部位等。根底和大塊產生的關系比較密切，有根底的部位必然會伴隨大塊的產生，但有大塊的部位不一定會有根底。

中深孔爆破產生根底及大塊的原因是多方面的。首先來說，爆破巖石是深孔內炸藥產生的爆炸應力波和氣體壓力共同作用的結果。對于一些結構復雜存在斷層、裂隙等的巖體，爆炸能量會沿著巖體裂隙、斷層泄出，從而使爆炸應力波減小，不足以破碎巖石，巖體只能在爆炸氣體壓力作用下沿原始裂隙分離，從而導致大塊的產生，原始裂隙的發育程度通常決定著該情況下巖石塊度的大小。其次，超深h過大，裝藥重心偏低，炮孔堵塞長度偏大，孔口獲得的爆炸能不足，易在炮孔孔口部位產生大塊。第三，爆破參數選取不合理，孔網參數過大使得中間部位的巖體受到的爆炸能量不足易產生大塊;起爆點如果選擇在自由面凹進去的位置或者地質構造復雜的地方，往往容易產生大塊。第四，底盤抵抗線過大，導致爆破后臺階根部出現大塊或根底。

2.露天礦中深孔爆破技術應用要點

2.1對露天礦巖的地質特征進行詳細調研

露天礦地質特征對于爆破質量具有重要的影響，因此，在進行中深孔爆破方案設計之前，對爆破區域內的巖體地質特征進行詳細的調查掌握十分必要。在影響爆破效果的礦巖地質特征中，巖石特性主要包括：巖石的密度、硬度以及抗壓、抗拉強度等;地質構造主要包括：斷層走向、裂隙發育程度、巖層傾角、破碎帶構造等。露天礦巖的地質特征是進行爆破參數選取的重要依據，針對礦巖的地質特征選取合理的孔網參數、裝藥結構、起爆點等，能夠有效提高爆破質量，減少根底及大塊的產生。

2.2選定合理的爆破參數

2.2.1底盤抵抗線

底盤抵抗線是中深孔爆破技術的一個重要爆破參數，是指從臺階坡底線到第一排孔中心線的水平距離。底盤線過大或過小都會對爆破效果產生不利影響，過大會產生較大的根底，過小則會使炸藥單位耗量增加。底盤抵抗線的選取，在滿足安全和裝藥條件的前提下可參考經驗公式確定，公式為：

Wep=（0.24HK+3.6）d/150，（1）

式中，Wep為底盤抵抗線;H為臺階高;K為系數，一般在0.35～1.17;d為鉆孔直徑。一般底盤抵抗線≤9.0m。大于10.0m的情況采用爆前拉底的措施。

2.2.2孔距a，排距b及密集系數m的選取

目前，在中深孔臺階爆破中應用比較廣泛的是寬孔距小抵抗爆破技術，即在保持單孔負擔面積a*b基本不變的情況下，適當的擴大孔距a，減小排距b，進而使密集系數m（m=a/b）變大。密集系數一般取值1.0～1.4，采用寬孔距小抵抗爆破技術，可以使密集系數m達到3～8，實驗研究表明，密集系數取3～4之間一般能夠取得良好的礦巖爆破效果。

2.2.3超深h的選取

超深是指深孔在臺階底盤標高以下那一段的深度，其作用是降低裝藥中心的高度以便有效地克服臺階底部阻力，避免或減少根底。根據經驗，超深值確定公式為：

h=（0.15～0.35）（2）

底盤抵抗線偏大時，可適當增大超深來克服，但當臺階坡面角太小，底盤抵抗線過大時，不能再過于加大超深，因為超深過大不僅浪費鉆孔和炸藥，降低延米爆破量，而且由于藥柱中心過低，會使臺階上部產生較多的大塊，且破壞下一臺階表面巖體的完整性，會影響下一循環的穿孔作業，甚至造成塌幫形成廢孔，實踐證明超深值不宜超過3m。

2.2.4堵塞長度

合理的堵塞長度可以使中深孔爆破對巖體產生更好的破壞效果，防止爆炸氣體過早的沖出孔外。露天采礦爆破作業中，中深孔爆破的堵塞長度一般比較大，通常取底盤抵抗線的0.7～0.8倍。根據礦巖和炸藥的性質，必要時可適當減少炮孔堵塞長度，達到減少臺階上部大塊的目的。實踐經驗表明，堵塞長度取孔深的35%～45%可以取得較好的爆破效果。

2.3采用合理的裝藥結構

由于臺階礦巖的阻力為下大上小，底部的爆破阻力較大，采用混合裝藥結構，在孔底裝大威力、高爆速的炸藥，孔上部則裝威力較小、爆速較低的炸藥，可以避免在臺階根部產生根底，也可以減少臺階上部大塊的產生。在底盤抵抗線較大的情況下，可采用深孔上部裝柱狀藥包，深孔底部擴成藥壺，增加孔底裝藥量的特殊裝藥結構。分段裝藥結構是指將深孔中裝的炸藥分成數段，中間不裝藥部分用砂、巖粉等堵塞，也可以不堵塞用空氣間隔，長度以1～2m為宜。一般情況下，分段裝藥時，炸藥部分應裝在爆破阻力最大的部位，不裝藥部分應選擇在抵抗線較小的部位，分段不宜過多。

3.結束語

中深孔爆破技術在露天礦中的應用已經十分普遍，在應用實踐中，控制根底與大塊的產生，提高爆破質量是該技術應用的關鍵。在爆破方案設計前，一定要準確掌握爆破區域內的地質特征，合理選取爆破參數以及裝藥結構，只有在該技術的應用要點上加強管控，落實到位，才能使巖體爆破達到理想的效果。

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