數碼電子管在大南湖二礦優化實踐

沈君東，張雪城，丁 鵬

（新疆安順達礦山技術工程有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

1 項目背景

大南湖礦區西區位于新疆維吾爾自治區哈密市南部約84km，大南湖二號煤礦位于大南湖礦區西區西北部，行政區劃屬哈密市管轄，建設地點在哈密市大南湖鄉，隸屬于國網能源哈密煤電有限公司。相互平行的哈羅公路和哈羅鐵路從大南湖二號露天煤礦西北部穿過，新疆重要的運輸干線蘭新鐵路和甘新公路（312 國道）自東南而西北由礦區北東側經過，距礦區邊界約60km。礦區交通十分便利。

大南湖二號露天煤礦位于殘丘臺地區，殘丘山體低而散亂，山頂渾圓，相對高差不大，干谷寬闊，臺地臺面較平坦，地表被殘積、坡積的巖屑層所覆蓋，通稱戈壁（南湖戈壁）。礦區及其它周邊50km 范圍內無地表水系。區內海拔高度+420～+567m，最低點位于礦田南中部ZK10-3孔附近，最高點位于礦田西北部。地勢總體北部、西部高，中部及東南部低，地形高差最大147m，坡度15‰～30‰，屬低山丘陵區。大南湖二號露天煤礦設計按6.0Mt/a生產規模編制采、運、排工程及其輔助附屬工程。

我公司中標大南湖露天煤礦，按照公安機關要求現在起爆器材采用的都是電子雷管，電子雷管的優點是可以精確控制延期時間，為實現爆破設計意圖提供了更好的條件，可以在起爆前進行網絡在線檢測，實現爆破終端監控，缺點是目前電子雷管價格較高，一發電子雷管價格接近40元，是非電導爆管雷管的3倍多，成本較高。為更好地服務于大南湖二號露天煤礦，利用先進的電子雷管技術，在大南湖項目部已有的爆破作業基礎上，對孔間間隔時間和排間間隔時間進行實驗，以確定更為合理的孔間間隔時間和排間間隔時間，在相同爆破參數下取得更好的爆破效果，降低爆破施工成本，起到降本增效的作用。

2 電子雷管延期實驗方案

2.1 多種爆破影響因素實驗方案

為了全面分析孔間間隔時間和排間間隔時間對爆破效果的影響，項目部采用實驗法進行爆破實驗，實驗分兩步走，第一步在現有爆破參數不變的情況下，實驗選定上述2 個因素，每個參數選定2～3 個數據進行實驗，通過實驗結果確定排間間隔時間和孔間間隔時間與爆破效果的關系；第二步通過實驗確定最優的間隔時間后，再反過來改變孔距和孔徑做進一步實驗，最后確定最優排間間隔時間、孔間間隔時間、孔距、孔徑，實現降本增效目的。

Kt代表孔間間隔時間，Pt代表排間間隔時間，單位ms；A代表孔距，A=8m；B代表排距，B=5.0m；D代表孔徑，單位mm，D1為120mm，D2為100mm；臺階高度H=10m。

項目部將以上述說明為依據進行爆破實驗，在爆破實驗過程中如發現爆破質量無法達標時應停止該因素的繼續增大，并退回上一個參數進行下一組因素的爆破實驗。在實驗過程中，爆破質量由項目部、采剝單位及礦生產技術部共同進行評估，評估完成后再由項目部和礦生產技術部確定實驗因素的進一步推進。

2.2 第一步方案

將排間間隔時間Pt確定為變量，在孔徑D=120mm，孔距A=8m，排距B=5m 不變的情況下，孔間間隔時間Kt=17ms 時，排間間隔時間依次確定為50ms、75ms、100ms，進行爆破實驗，對比爆破實驗結果，確定最優的排間間隔時間Py1。

2.3 第二步方案

將Pt確定為變量，在孔距A=8m 和排距B=5m 不變的情況下，孔間間隔時間Kt=25ms 時，排間間隔時間依次確定為50ms、75ms、100ms，進行爆破實驗，對比爆破實驗結果，確定最優的排間間隔時間Py2。

2.4 第三步方案

將Pt確定為變量，在孔距A=8m 和排距B=5m 不變的情況下，孔間間隔時間Kt=35ms 時，排間間隔時間依次確定為70ms、105ms、140ms，進行爆破實驗，對比爆破實驗結果，確定最優的排間間隔時間Py3。第四步方案將A確定為變量，在孔間間隔時間確定為Ky和排間間隔時間Py不變的情況下，排距B=5m 不變，孔距A依次確定為8m、8.5m、9m，進行爆破實驗，對比爆破實驗結果，確定最優的孔距A。

3 實驗項目評估

2022 年7～9 月，大南湖項目部根據爆破實驗方案開展多種爆破影響因素實驗，針對大南湖爆破作業現場各臺階不同巖性分為硬巖臺階和軟巖臺階進行不同實驗，確定最優排間間隔時間、孔間間隔時間、孔距等參數，實現降本增效目的。

3.1 軟巖臺階實驗

項目部軟巖臺階爆破主要集中于采場工作幫+425～+455m臺階，該區域巖石多為灰白色泥巖，內部存在部分不規則硬塊，目前爆破作業主要以松動為主，且部分地表區域可由采剝設備進行硬挖，項目部截至目前共計進行爆破實驗5次，爆破實驗參數為：作業部位：軟巖臺階；孔距8.0m；布孔方式：梅花形；孔徑120mm；排距5.0m；裝藥方式：連續耦合；鉆孔角度90°；底盤抵抗線3.6～6.0m；裝藥種類：混裝乳化炸藥；平均臺階高度10.0m；邊眼距2.0～3.0m；超深0.5m；孔深10.5～11.0m；起爆方式：正向。

3.1.1 實驗結果

（1）孔間間隔時間Kt=17ms 時，排間間隔時間依次確定為50ms、75ms、100ms 時，爆破作業區域頂部存在較多大塊，爆堆撲出不均勻，無根底產生，但爆破效果隨排間間隔時間增加有一定的提高。

（2）孔間間隔時間Kt=25ms 時，排間間隔時間依次確定為50ms、75ms、100ms時，相比較孔間間隔時間Kt=17ms無明顯變化，爆破作業區域頂部存在大塊，爆堆撲出不均勻，挖運后無根底產生，但爆破效果隨排間間隔時間增加有一定的提高。

（3）孔間間隔時間Kt=35ms 時，排間間隔時間依次確定為70ms、105ms、140ms，相比較孔間間隔時間Kt=17ms爆破質量明顯提高，爆破后爆堆正常撲出，爆堆撲出均勻，大塊較少，能夠完全滿足正常挖運要求，且爆破效果隨排間間隔時間由70ms 增加至105ms 實驗期間，爆破質量有一定的提高。

3.1.2 采剝單位意見反饋

軟巖臺階工作幫+425～+455m臺階，爆破作業效果較好，滿足正常挖運要求，作業后能夠形成完整臺階面。

3.1.3 評估總結

上述爆破實驗效果表明，在軟巖臺階進行爆破作業，孔間延期時間宜為30～40ms，排間延期時間宜為80～100ms，爆破后質量較好。

3.2 硬巖臺階實驗

項目部硬巖臺階爆破主要集中于采場工作幫+325～+395m臺階，該區域為煤層夾矸剔除爆破區域，巖石多為灰白色硬巖，目前爆破作業主要以深孔、淺孔松動為主，項目部截至目前共計進行爆破實驗5次，爆破實驗參數為：作業部位：硬巖臺階；孔距8.0m；布孔方式：梅花形；孔徑120mm；排距5.0m；裝藥方式：連續耦合；鉆孔角度90°；底盤抵抗線3.6～6.0m；裝藥種類：混裝乳化炸藥；平均臺階高度10.0m；邊眼距2.0～3.0m；超深0.5m；孔深10.5～11.0m；起爆方式：正向。

3.2.1 實驗結果

（1）孔間間隔時間Kt=17ms 時，排間間隔時間依次確定為50ms、75ms、100ms 時，爆破作業區域頂部存在較多大塊，爆堆撲出不均勻，后排存在部分根底產生，隨排間間隔時間增加大塊率也有所增加。

（2）孔間間隔時間Kt=25ms 時，排間間隔時間依次確定為50ms、75ms、100ms時，相比較孔間間隔時間Kt=17ms效果提高明顯，爆破作業區域大塊率較低，爆堆撲出均勻，挖運后無根底產生，排間間隔時間70～80ms時爆破效果相對更好。

（3）孔間間隔時間Kt=35ms 時，排間間隔時間依次確定為70ms、105ms、140ms，相比較孔間間隔時間Kt=17ms爆破質量明顯提高，爆破后爆堆正常撲出，爆堆撲出均勻，大塊較少，能夠完全滿足正常挖運要求，且爆破效果隨排間間隔時間由70ms增加至80ms實驗期間，爆破質量更好。

3.2.2 采剝單位意見反饋

硬巖臺階工作幫+325～+395m臺階，爆破作業效果較好，滿足正常挖運要求，作業后能夠形成完整臺階面，但工作幫+325～+345m 臺階存在部分水孔，需加強水孔作業管控，保證爆破作業質量。

3.2.3 評估總結

上述爆破實驗效果表明，在硬巖臺階進行爆破作業，孔間延期時間宜為25～35ms，排間延期時間宜為70～80ms，爆破后質量較好。

4 結論

本次對電子雷管在大南湖二礦不同巖性臺階進行爆破實驗，得出爆破延期實驗結論如下：①在軟巖臺階最優爆破延期時間為：孔間延期時間宜為30～40ms，排間延期時間宜為80～100ms；②在硬巖臺階最優爆破延期時間為：孔間延期時間宜為25～35ms，排間延期時間宜為70～80ms；③實驗調整過程中發現爆破作業孔間延期與排間延期最優爆破延期時間基本存在2.5倍關系，要達到最佳爆破延期時間，可選取最佳孔間延期時間，然后相應選取2.5倍時間作為排間延期時間，基本達到最優爆破延期時間要求，此參數選取可以為類似工程在使用電子雷管中設置孔間、排間延期時間做參考。