?？囝^露天采場爆破工藝優化

許登偉 鄒武輝 朱榮成

（青海鴻鑫礦業有限公司）

青海牛苦頭露天采場剝離和采礦均采用臺階爆破，根據初步設計確定的采場參數和爆破參數組織施工和爆破作業，但爆破的效果不太理想，存在大塊率高、爆堆分散問題，導致二次破碎工作量大、裝車效率低。為解決此問題，從目前的工藝基礎上，調整爆破參數和起爆網絡［1?5］，以期能達到理想的爆破效果。

1 礦山概況

1.1 礦體賦存條件

礦床主要出露M1、M2礦帶。M1礦帶礦體多為透鏡狀或似層狀，規模不一，礦體的長度、寬度和厚度變化較大，一般長為100~300 m，最長為950 m；寬一般為100~300 m，最寬處可達700 m；厚度一般為0.65~20 m，最厚處可達38.22 m，平均為6.38 m，全區厚度變化系數為84.40%；礦體的礦石類型復雜，可在同一礦體中見磁黃鐵礦石和銅鉛鋅等多種礦石類型。M1礦帶礦體平均埋藏在幾十米到百余米之間，覆蓋層較薄，上部還有10~30 m左右的風化帶，便于剝離；其工程地質和水文地質均為中等—簡單類型。M1礦體走向為北西—南東，傾向北東，礦體傾角為0°~20°。

1.2 開采現狀

根據礦體賦存條件和初步設計，M1礦體上部采用露天開采，臺階高度為12 m；安全平臺寬度為3 m；清掃平臺寬度為8~10 m；臺階坡面角為65°~70°，靠近地表第四系為45°；最終邊坡角為45°~47°（第四系按36°）；運輸道路寬度為14 m（雙線）和8 m（單線）；道路坡度為8%（永久坑線）和9%（臨時坑線）。設計開采能力為2 500 t/d，一年按生產300 d計算，年開采能力為75萬t。目前從標高3 600 m剝離，開采至最低標高3 540 m。

2 爆破現狀

2.1 爆破方法

目前礦山采用中深孔臺階爆破，主爆區臺階高度約為12.0 m（平均），鉆孔超深為1.0 m；垂直鉆孔采用ZT100型鉆機進行穿孔，鉆孔直徑為120 mm，布孔形式為梅花型，孔距為4 m，排距為3 m。以3 552 m平臺C2020?3?2采場為例，布孔情況詳見圖1。

采用雙管雙回路起爆網絡，即采用并、串聯分段毫秒延期起爆網絡從前至后逐排向邊坡起爆（圖2），按ms1→ms2→ms3→ms4→ms5→ms6的順序起爆。

2.2 爆破效果

通過對2019下半年和2020年3月份前爆破的采場進行調查與分析，爆破的采場總數有76個，其中32個爆破采場存在大塊較多、爆堆較為分散等問題，約42%的采場爆破后未達到理想效果。采場爆破后大塊較多、爆堆分散導致裝車效率低下，同時，二次破碎工作量較大。由于采場上部在進行剝離作業、下部在進行采剝作業，同時作業工作面較多，用爆破方式進行二次破碎影響范圍較大，二次破碎主要用破碎錘進行機械破碎，效率較低，成本較高，生產能力難以提升。

3 爆破方法優化

3.1 原因分析

首先分析造成大塊較多、爆堆較為分散的原因，然后再根據分析結果采取相應的措施優化爆破方案。先從爆破參數方面進行分析，炮孔作用范圍一般為炮孔直徑的20~30倍，當前炮孔直徑為120 mm，則作用范圍為2.4~3.6 m，則孔間距應在4.8~7.2 m，最小抵抗線應為2.4~3.6 m。當前，孔網參數為4 m×3 m（孔距×排距），可見孔間距偏小，從而使得爆破作用過大，導致爆堆較為分散。然后從起爆網絡方面進行分析：根據微差爆破作用機理，微差爆破可以有效減少爆破振動，同時還可以通過微差爆破增加爆破間的相互作用達到破碎目標對象的目的，但邊坡臺階爆破由于自由面明確，微差爆破間的相互作用被大大削弱，從而導致大塊較多。

3.2 優化方案

（1）爆破參數。將孔距調整為6 m，排距不變，仍為3 m，鉆孔仍布置成梅花型，鉆孔的孔徑、角度、深度等參數均不作調整，增大孔距可以減小爆破作用，有效控制爆堆。

（2）起爆網絡。起爆網絡采用U型連接、相鄰兩排同時起爆的敷設方式，其單孔裝藥方式、裝藥結構、起爆方式等均不作調整（圖3），起爆順序為ms1→ms2→ms3→ms4，相鄰兩排同時起爆可以有效增加兩排爆破的相互作用，從而減少大塊率，采用U型連接的起爆網絡可以讓爆堆向U型開口處集中，有利于爆堆的控制。

4 爆破效果

2020年4—6月，采場爆破均按調整后的方案組織施工，共計28個采場，其中20個采場的爆堆主要集中于U型開口處，爆堆較為集中，爆堆內偶爾能見到大塊不符合鏟裝要求，但是大塊率明顯降低，約71.4%的采場達到了預期爆破效果，故該優化方案有效。

5 結 論

（1）爆破方案優化以后，一是由于相鄰2排同時起爆可以增加爆破的相互作用，使得爆破對礦巖的破碎作用更加充分，從而達到有效控制大塊率的目的；二是采用U型連接的起爆網絡可以讓爆堆向U型開口處集中，有利于爆堆的控制；三是增加鉆孔間距，減少鉆孔工程量，從而降低鉆孔成本。

（2）爆破效果得到有效改善后，生產能力也得到了提升，生產成本也有所下降，故后續采場均按此優化方案組織施工和爆破作業，但實施過程中要注意，U型口不宜留得過小，過小反而使得爆破效果更差。