采礦工程中逐孔起爆技術分析

龐萬軍

(寶清縣煤礦駐礦安全監(jiān)督員服務中心，黑龍江 寶清 155600)

礦山爆破是采礦作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，具有復雜性，爆破作業(yè)環(huán)境、地質條件及水文情況均會對爆破效果產生影響。應提升爆破方法選用的適應性，而逐孔起爆技術具有良好的應用效果，可減少炸藥用量，節(jié)約爆破成本，是現(xiàn)代礦業(yè)生產中的重要技術方法。

逐孔起爆技術是在爆破時各炮孔獨立設置，在精度較高的雷管輔助下精準計算起爆順序，確保起爆間隔符合要求，按照相應次序控制各個炮孔獨立爆破。可通過適當延遲間隔選擇，在巖石移動時引發(fā)二次爆炸，使爆破效果進一步提升。目前，此技術已在國內外得到了良好的應用。

1 采礦工程中逐孔起爆技術的應用要點

1.1 設備選用

逐孔起爆技術在爆破設備選擇方面參數(shù)要求相對嚴格，為提升爆破效果，要求應用爆破精度及爆破強度較高、延時性較長的非電導爆管，此類爆破設備具有高抗壓性，耐油及耐磨性能極佳。要將起爆時起爆雷管的延時誤差控制作為重點，確保其不能超過1%～2%，確保導爆雷管以預設好的順序起爆，增強逐孔起爆過程的安全性，將延時精確到毫秒級別。

1.2 網絡設計

逐孔起爆技術應發(fā)揮群炸藥包的協(xié)同作用，確定好起爆點定位及起爆順序。爆破網絡是群藥包起爆的控制主體，但因礦區(qū)周邊環(huán)境、煤礦施工特征存在差異，會影響爆破網絡設計效果，因而需要通過爆破網絡的科學組合，使群藥包能夠按照預設順序依次爆破，提升爆破效果，保障采礦作業(yè)順利進行。

網絡設計可分為兩種網絡設計結構，即孔內延期網絡設計和地表延期網絡設計。要對起爆點進行精準定位，若垂直面的自由面是唯一的，需將中間處作為起爆點，由中間至兩邊依次起爆。

1.2.1 孔內延期網絡設計

孔內延期網絡設計要對孔間延期時間進行精準計算，爆破規(guī)模大小、雷管段數(shù)多少是延時時間的主要影響因素。布線要遵循要求進行，同爆破區(qū)的孔間延期時間應設置為400 ms，以保證孔內雷管可同時切斷。

1.2.2 地表延期網絡設計

孔內延期網絡設計的同時，要對排間延期時間進行合理確定，做好地表分段。孔外延時分別設定為9 ms、17 ms與42 ms。若礦山主要為堅硬巖石，孔距應以6 m為宜，孔間延時則應設置為17 ms，排間延時時間以42 ms為最佳，通過增大排距，可使單孔爆破效果增強，節(jié)約起爆能耗，減少爆破成本，利于采礦效益提升。

1.3 最佳微差間隔時間確定

巖石性質、巖體裂縫大小是微差間隔時間確定的影響因素。若微差時間設置較長，會使單孔爆破漏斗作用發(fā)揮受到影響，對爆破網絡形成造成阻礙。若微差時間較小，則難以發(fā)揮出先爆破孔為后爆破孔開拓自由面的作用，無法將微差爆破優(yōu)勢充分展現(xiàn)出來。自由面開辟時間大小是合理微差間隔時間確定的重要依據(jù)，開辟的自由面越多，爆破利用率越高，產生的爆破疊加效應越強，巖石破碎效果越理想。爆破孔間合理延時時間以每米不低于3 ms、不高于8 ms為宜。逐孔爆破實踐中，應結合爆破點處的巖石性質，與巖石軟硬度成反比選擇延時時間。爆破的排間延遲時間不能超過8～15 ms/m，以免因排間延遲時間設置過長導致爆堆積壓,形成大體積石塊，或是因時間設置過短而出現(xiàn)前后兩排爆破效果相互擠壓，導致爆堆堆積高度過大或爆破過于松散的問題。

2 逐孔起爆技術與傳統(tǒng)爆破技術試驗對比分析

2.1 試驗概況

選取某地區(qū)露天煤礦作為爆破試驗場所，結合當?shù)貧夂颉⒌刭|等因素確定爆破方案。本試驗選用高起爆精度的逐孔爆破技術與傳統(tǒng)的雷管爆破技術，爆破時兩項技術應用的發(fā)爆器及雷管同步調換，爆破炸藥量保持一致，通過爆破設計方案優(yōu)化，對比分析采取這兩種爆破方式所產生的爆破效果。數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，石塊大小取決于孔間延時時間大小，爆堆松散度則是由孔間間距決定的，因而,逐孔爆破以孔間延時、排間延時作為主要延時形式，二者的延時范圍分別是3～8 ms/m與8～15 ms/m。應用的爆破設備、制定的爆破方案不一致時，這兩個延時時間也略有不同。

2.2 爆破效果對比

2.2.1 采礦要求滿足性對比

逐孔起爆技術方式因應用了精度及強度較高、延時性較長的非電導爆管雷管，因而形成的爆堆比傳統(tǒng)雷管爆破方式向前推移了20～30 m，爆堆形式相對規(guī)則，呈現(xiàn)出了良好的移動效果。起爆后，逐孔起爆技術形成的爆堆沉降量介于4～5 m，符合采礦作業(yè)的采挖設備應用要求，起爆點處石塊飛出距離未超出60 m，能夠滿足采礦作業(yè)要求。

2.2.2 采裝效率對比

爆破地表是按照起爆角度形成的貫通式裂縫，比傳統(tǒng)雷管爆破技術產生的裂隙更為均勻，巖石破碎均勻性更佳，爆破松散度更強，可使采裝效率整體提升8%，巖石大塊率下降10%左右。由此可見，逐孔起爆技術采裝效率更佳，應用的藥量更少，起爆時無后翻，可產生更充分的自由面，可為后續(xù)爆破作業(yè)提供便利。

2.2.3 震動強度及爆破效果對比

逐孔起爆技術的爆破震動強度比傳統(tǒng)爆破技術下降了60%左右，沖擊波下降幅度約為70%。逐孔起爆技術布線過程理更加簡便、布設效率更高，降低了爆破人員的工作量。相較于傳統(tǒng)雷管爆破技術，其爆破效果提升了45%左右。逐孔起爆技術具有顯著的應用價值，本次試驗典型數(shù)據(jù)對比分析見表1。

表1 兩種起爆技術的典型試驗數(shù)據(jù)對比分析Tab.1 Comparative analysis of the typical experiment data of two kinds of blasting technology

3 結語

通過爆破試驗，對比分析了逐孔起爆技術和傳統(tǒng)雷管爆破技術，數(shù)據(jù)表明，逐孔起爆技術爆破安全性更高，經濟性更強，將其應用于采礦作業(yè)爆破施工中，可顯著降低采礦勞動強度，提升采裝效率。采礦企業(yè)應引入逐孔爆破技術，掌握應用要點，選用適合的起爆設備，做好爆破網絡科學設計，合理確定最佳微差間隔時間，發(fā)揮逐孔爆破技術優(yōu)勢。