中深孔采礦法在大型露天及地下礦山生產(chǎn)中的應(yīng)用*

張紫陽，李強(qiáng)，王亞軍

(1.西藏華泰龍礦業(yè)開發(fā)有限公司， 西藏 拉薩 850200；2.長沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南 長沙 410012;3.國家金屬采礦工程技術(shù)研究中心， 湖南 長沙 410012)

國內(nèi)外大型露天與地下礦山生產(chǎn)過程中，采礦方法的選擇一直是一個難題，在保證礦山產(chǎn)能穩(wěn)步提升、綜合生產(chǎn)成本降低的同時還需要保證施工人員及設(shè)備的安全。中深孔采礦法目前在大型露天及地下礦山的生產(chǎn)中應(yīng)用較廣，且應(yīng)用效果好。基于目前的應(yīng)用狀況，中深孔采礦法可以結(jié)合礦山的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備，優(yōu)化原有采礦工藝，助力礦山安全、經(jīng)濟(jì)、高效生產(chǎn)。

1 中深孔采礦法概述

中深孔采礦法是[1?5]涉及到中深孔爆破技術(shù)以及鑿巖穿孔等開采方法，旨在不斷優(yōu)化大型露天及地下礦山的中深孔開采工藝，保障安全生產(chǎn)。

針對露天礦山不同的開采技術(shù)條件及生產(chǎn)能力要求，結(jié)合礦山資金投入狀況，中深孔采礦法可以使用正規(guī)臺階、輕型潛孔鉆調(diào)節(jié)，以及中深孔簡易臺階等方式進(jìn)行礦山的開采作業(yè)，其中爆破技術(shù)可以利用以非電起爆系統(tǒng)為核心的多段微差爆破方法。從實(shí)際應(yīng)用的效果而言，不同模式的中深孔爆破開采技術(shù)[6?8]為各種條件的露天礦山開采提供了有利條件，通過先進(jìn)的開采工藝及相關(guān)配套裝備，有效保障了礦山生產(chǎn)過程的安全，提升了產(chǎn)能，提高了工作效率。

2 中深孔采礦法的具體應(yīng)用

2.1 中深孔采礦法中掏槽技術(shù)的應(yīng)用

中深孔采礦法在地下礦山開采中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在掏槽技術(shù)的應(yīng)用方面。在地下礦山的開采過程中，先使用直眼掏槽爆破一些體積相對小一些的地方，以便于實(shí)現(xiàn)爆破力量的均衡分布。掏槽技術(shù)運(yùn)用在地下礦山的日常生產(chǎn)過程中成果顯著，因此其實(shí)際使用范圍較廣。由于槽眼中的不同幾何形狀對掏槽技術(shù)的使用有著不同程度的效果，為了進(jìn)一步擴(kuò)展其使用，結(jié)合實(shí)際爆破工作的需求，篩選出最為合適的結(jié)合形狀。在多數(shù)的地下礦山開采過程中，掏槽技術(shù)選用三角柱式的應(yīng)用較為廣泛，可以最大限度地提升工作效率，實(shí)現(xiàn)良好的爆破效果，從而優(yōu)化工作質(zhì)量，保證地下礦山開采工作的順利進(jìn)行。

在掏槽技術(shù)的實(shí)際使用中，確定掏槽爆破的起爆方式是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。基于現(xiàn)行的地下礦山開采爆破方式，在爆破作業(yè)過程中主要采取反向爆破的方式進(jìn)行爆破。通過優(yōu)化鑿巖爆破參數(shù)，綜合評估其傳爆能力，從根本上保證了中深孔采礦法的爆破效果。綜合反向爆破的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，反向爆破的起爆點(diǎn)應(yīng)設(shè)置于炮孔的內(nèi)部，這樣可以充分發(fā)揮應(yīng)力波的作用，延長其時效。同時，對爆炸氣體的靜作用時間也起到了一定程度的延長作用。由于反向爆破的應(yīng)力波可以產(chǎn)生爆破速度的疊加，加劇巖體爆破效果，因此，其爆破效果得到了顯著提升，有利于爆破工作的順利進(jìn)行。

2.2 中深孔采礦法中炮眼的設(shè)計

在利用中深孔采礦法進(jìn)行地下礦山的開采時，與掏槽技術(shù)同樣重要的是炮眼設(shè)計。通常來講，炮眼的位置需要從多角度、多方面綜合考量。需要結(jié)合爆破的掘進(jìn)手段，了解井下礦洞的巖體特征，綜合評估鑿巖機(jī)的機(jī)械裝置等因素，從而開展綜合評估。通過對上述因素進(jìn)行綜合比對，結(jié)合實(shí)際的礦山開采需求，篩選出最合理的炮眼位置并開展爆破工作，這樣才能實(shí)現(xiàn)炮眼的最優(yōu)化設(shè)計，實(shí)現(xiàn)科學(xué)爆破。

以炮眼的設(shè)計位置為基礎(chǔ)，對炮眼深度影響最大的是鑿巖裝置。結(jié)合多年的研究經(jīng)驗(yàn)，炮眼的深度在2.5～3 m 之間最為合適，這個深度不僅便于爆破工作的開展，同時也能達(dá)到爆破的最佳效果。若炮眼深度較小，會影響爆破效果；若炮眼深度較大，則會對巖體造成十分猛烈的沖擊，從而為排渣工作的開展增加難度，影響爆破效果。同時，為了保證爆破工作的順利開展，應(yīng)合理控制好炮眼之間的距離，從而提升地下礦山開采工作的效率[9?10]。

3 實(shí)際爆破過程中的拒爆原因及處理方法

3.1 拒爆原因

中深孔采礦法在實(shí)際應(yīng)用中存在一定概率的拒爆現(xiàn)象，極易造成安全隱患[11]。中深孔采礦法中使用的雷管和炸藥，一般都是經(jīng)過國家專門的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)反復(fù)檢查后才投入使用的，因此，基本不存在爆破材料不合格的情況。發(fā)生拒爆現(xiàn)象的主要原因可能由起爆裝置引起。地下開采中使用的中深孔爆破起爆裝置多數(shù)為防爆型電容式起爆器，若長時間的持續(xù)使用很可能會引發(fā)起爆器電容量下降，導(dǎo)致起爆裝置的電壓過低。其中也不乏起爆裝置的電量不足直接造成拒爆現(xiàn)象的發(fā)生。

在拒爆問題中，電爆網(wǎng)路連線也是其關(guān)鍵問題之一。由于中深孔采礦法的網(wǎng)路連線多數(shù)使用串聯(lián)的方式，若爆破電線的電阻較大、電流較小，就會直接造成網(wǎng)路連線中斷的現(xiàn)象。如果連接過程中存在電線漏接或錯接的情況，包括一些電線接觸不良，都會直接造成電路無法工作。同時，電路也會受到潮濕環(huán)境的影響，引發(fā)雷管拒爆現(xiàn)象的發(fā)生。

除此之外，雷管腳線也是造成拒爆現(xiàn)象的因素之一。在中深孔爆破過程中，雷管腳線若出現(xiàn)斷裂或連接不通暢等現(xiàn)象，包括腳線絕緣皮的破損，都會直接導(dǎo)致腳線接地從而影響電流的通過，產(chǎn)生拒爆現(xiàn)象。

3.2 處理方法

在中深孔爆破過程中，若出現(xiàn)拒爆情況，需要利用合理手段保證中深孔爆破工作的安全性，維持爆破工作的正常進(jìn)行。首先，應(yīng)弄清楚拒爆現(xiàn)象出現(xiàn)的具體原因，并結(jié)合爆破需求制定科學(xué)可行的處理方案。在中深孔爆破中，若發(fā)生拒爆現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)有當(dāng)班負(fù)責(zé)人進(jìn)行原因查明，探究可能導(dǎo)致拒爆現(xiàn)象出現(xiàn)的各種因素，并在第一時間將拒爆現(xiàn)象處理妥當(dāng)。若當(dāng)班負(fù)責(zé)人因?yàn)樘幚砭鼙瑔栴}無法按時實(shí)現(xiàn)交接班，那么就需要與交接班的工作班組說明其情況，將拒爆原因詳細(xì)的交代清楚，避免安全事故的發(fā)生。

對于部分由于線路連接不佳而產(chǎn)生的拒爆現(xiàn)象，應(yīng)在第一時間將線路重新連接并爆破。在處理拒爆問題時，避免使用工具取出雷管炸藥等爆炸藥物，可以在距離炮眼30 cm 處施工新的炮眼，并與舊炮眼保持平行，隨后開始新一輪的爆破。在處理好拒爆炮眼問題后，相關(guān)開采人員應(yīng)對爆炸引發(fā)的石塊進(jìn)行及時的檢查，并收集好尚未起爆的雷管炸藥等[12?13]。除此之外，應(yīng)杜絕在拒爆處理現(xiàn)場開展無關(guān)作業(yè)的現(xiàn)象，最大程度地避免危險事故發(fā)生，保障開采安全。

4 總結(jié)

工業(yè)化的快速發(fā)展、國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展離不開資源的支撐。因此，國家對礦產(chǎn)資源的需求也在逐年增加。由于大型露天礦山的數(shù)量不斷減少，產(chǎn)能下降，我國正在積極推進(jìn)大型地下礦山的開采，以滿足國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。中深孔采礦法的使用不僅提高了地下礦山開采的安全性，同時也有效提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。開采過程中，應(yīng)結(jié)合開采的實(shí)際需求，選擇合適的中深孔采礦工藝及相關(guān)配套裝備，嚴(yán)格遵照有關(guān)操作規(guī)范，在有效提高產(chǎn)能的同時保障施工人員及配套裝備在生產(chǎn)過程中的安全。