露天采場中深孔爆破技術的優化

陳朗

摘要：深孔爆破是露天礦崩落礦石的主要手段，它直接關系到礦山的主要生產技術指標，對全礦的經濟效益和安全生產有很大的影響，因此爆破技術對礦山的開采及掘進，特別對礦山的技術進步都起著決定作用。

關鍵詞:露天采場；深孔爆破技術；優化

中圖分類號：TU74文獻標識碼： A

一、爆破技術的概述和原理

爆破是一門現代常用科學技術，主要運用在采礦開山、修路挖掘隧道等工程中。它有效的利用炸藥爆炸產生的巨大能量對物質的原結構進行破壞。尤其是在礦山開采、石方開挖等工程中必不可缺。我國在爆破技術中常用到的炸藥類型有硝化甘油炸藥、硝鉸內炸藥水膠炸藥等其中使用硝鉸類炸藥最為廣泛經常用到的起爆器材有導爆索、電雷管、導爆管等。爆破采礦技術原理就是炸藥在外力的作用下發生爆炸反應然后釋放出大量的熱量形成高壓氣體產生很大的沖擊力把礦石擊碎。

二、深孔爆破露天深孔爆破安全控制技術

（一）起爆網絡安全起爆技術

如果用電爆網絡，則要根據爆區氣象水文條件、爆破要求、成本等方面綜合考慮，選用普通瞬發、秒、毫秒延期電雷管，以及抗雜電雷管，無起爆藥雷管，預防雜散電流，雷電等的影響，提高電爆網絡的安全性、可靠性，防止發生早爆事故。導爆管網絡由于操作簡單，不受外來電影響(雷電除外)，成本低，可實現等間隔微差起爆，并且起爆段數和炮孔不受雷管段數限制而得到廣泛推廣應用。缺點是起爆前無法用儀器檢查;爆區太長或延期段數太多時，采用孔外延期網絡容易被空氣沖擊波或地震波、飛石破壞網絡;在高寒地區塑料管硬化會惡化導爆管的傳爆性能。推薦使用新型導爆管發射四通多閉合起爆網絡。該網絡具有以下特點:(1)整個起爆網絡呈網格狀多通道，傳爆方向四通八達，個別雷管或導爆管的缺陷不影響整個起爆網絡的準爆性;(2)對于每個雷管至少有兩個方向傳遞

爆轟波，起到雙保險作用;(3)整個起爆網絡中只要一個結點被擊發，即可使整個網絡起爆;(4)網絡連接操作簡單，便于檢查;(5)起

爆雷管不受限制，可以把封閉的網絡無限擴展然后單點或多點擊發，以起爆整個網絡。

（二）飛石安全防護技術

露天深孔爆破的飛石主要產生于孔口和前排，造成孔口飛石有兩個原因：一是堵塞不嚴，產生沖炮并帶出孔口松動巖石；二是裝藥過多，堵塞長度不夠，使孔口石塊飛出。造成前排飛石的主要原因是前排臨空面不平，最小抵抗線差異較大，或結構面切割，甚至裂縫于炮孔貫通。對于孔口飛石，防護措施可在孔口加壓砂包，就能夠既消除沖炮隱患，又能限制孔口松動石塊的飛出，同時又能有效地降低大塊率。對前排飛石的防護，一方面可采用多排微差爆破，減少前排出現次數；另一方面，可根據前排抵抗線和結構面變化情況，在抵抗線太薄的位置堵塞巖粉作間隔裝藥如果使用銨油炸藥，必須防止過量的炸藥流入前排裂縫，否則必將造成大量飛石。一旦發現炮孔與貫通裂縫或空洞相連，應將該段炮孔堵塞，分段裝藥。如果發現有過量銨油流入裂縫中，必須注水溶解，然后再回填石沫堵塞裂縫貫通段。個別飛石的飛散距離與爆破方法；最小抵抗線的大??；堵塞長度和堵塞質量；孔間或排間毫秒延期時間；地形地質構造以及氣象條件有關。為了防止飛石的產生，工程技術人員在爆破設計和施工時，一定要根據爆破條件的變化合理確定單位炸藥消耗量和爆破參數，保證炮孔的堵塞長度和堵塞質量，以及采取以上種種措施。

三、露天采場中深孔爆破技術的優化

（一）合理分區礦巖，選取合理的爆破參數

我們可以根據露天采場礦區的地質對礦巖進行合理的分區或分級，在各礦巖區域內確定炮孔密集系數，從而調整中深孔爆破技術的孔網參數。對礦區礦巖進行分區時，結合礦區的實際地質特征，并根據露天采場爆破工程的破碎系統要求，將露天采場的采礦區合理分區分域。在確定爆破地段的爆破參數時，要對所爆礦巖的的力學指標、地質構造、場所條件進行全面透徹的了解和確認，當爆破自由面有根底時第一排炮孔要加大超深，布孔必須均勻并確保鉆孔質量;在有條件的情況下盡量使用大孔徑鉆孔，對難爆礦巖要適當增加炸藥單耗，對孔口的填塞要按要求完成。

（二）統一規劃、合理設計

無論是什么地質類型、什么規模的露天礦，在生產時期和同一個時期在不同的地點，都會遇到具有不同巖性或不同風化程度的巖石，這種不同巖性或不同風化程度的巖石，往往都具有不同的可爆性。因此，有必要按它們的可爆性進行合理的分類，統一規劃，對不同可爆性的巖石類，逐一進行設計，然后再到實際生產中進行檢驗，并根據實際的爆破效果進行調整形成標準設計，這樣就可有效地預防根底的產生。

（三）消除隱患，防止拒爆

炮孔拒爆是引起不良后果的一個重要原因。這不僅使炮孔所負擔的巖石得不到較好破碎，出現根底，而且，還會使后排孔出現根底，因此在露天深孔爆破中，必須防止拒爆。在大區爆破中，一次所爆破孔數較多，此時更應注意嚴格按操作規程操作。

四.加強生產管理

首先應按設計并根據現場的情況進行布孔。在鉆機打完孔后，對每個孔都要進行驗收和記錄，對不合要求的孔要根據情況進行處理，如孔深不夠要返工，偏斜較大的把原孔堵塞，在附近恰當的位置重新打孔。在裝藥前，對每個孔要重新進行檢測，對水孔和有粉塵的孔要吹孔，并使之符合設計要求。嚴禁整袋或大塊的裝藥，以防卡死。

五.加強安全防護技術

1、優化爆破方案

根據爆破工作面的具體情況，采取多樣化的布孔形式(三角形、矩形、方形)和起爆方式(V形、斜線、梯形起爆)，廣泛推廣擠壓爆

破技術，使先爆炮孔為后爆炮孔提供更多更好的自由面，同時可加大二次碰撞次數，改善礦巖破碎塊度，降低爆破大塊率。

2、增加爆破中的高頻振動

由于高頻振動在巖土中傳播時衰減快，而且，振動頻率與構筑物的固定頻率不一致，因此爆破振動中的高頻成份對構筑物的影響

很小，研究產生高頻振動成份較高的爆破方法，可達到降震的目的。

3、提高延時精確性

起爆器材雷管的精確延時，是近些年發展起來的有效的爆破震動控制新技術。選擇適當的延期時間能使波形相互干擾達到降震的目的。然而，有效的延時降震技術還有賴于建立準確延時間隔確定方法，以及起爆材料的精度。

4、選擇適當的炸藥

炸藥的性能、爆轟參數對地震效應影響較大，特別是炸藥波阻抗與界質波阻抗匹配問題影響更大。炸藥波阻抗不同，其爆震的強度不同，隨著炸藥波阻抗的增大，其質點振速、振幅也相應增大。

5、優化裝藥的結構

傳統中深孔爆破技術使用的是連續單一的類似柱形的裝藥形式結構，山于該結構在孔日部分并沒有充填炸藥，且柱形裝藥結構的深度范圍過小，導致易受到相鄰爆破的影響，這樣就很容易產生大塊礦巖。為了杜絕大塊礦巖和根底的出現，我們采用分段裝藥技術，也就是分段裝藥的結構。而為了解決爆破后礦石堆底部的礦巖粉礦率過高的問題，我們通過采用空氣間隔裝藥技術，在底部裝藥的時候先放入相應的空氣柱之后才進行裝藥工作，成功地杜絕了底部礦石過于粉碎的問題。

六.確保邊坡穩定

隨著露天礦向下延伸，邊坡穩定問題日益突出，為了保護邊坡，臨近邊坡的爆破要嚴加控制，一般采用微差爆破、預裂爆破和光面爆破。

1、采用多段微差爆破減震

采用多段微差爆破可減少每段爆破裝藥量，即使不能完全分離各段爆破的震動，但可以使各段震波的。主震相。得到某種程度的分離，從而在實際上呈現各段爆破的單獨作用，使得多段微差爆破所引起的震動不決定于總藥量，而決定于一段藥量的大小。如此可有效減少爆破震動對邊坡的影響。

2、采用預裂爆破隔離邊坡

臨近邊坡的預裂爆破就是沿邊坡界線鉆鑿一排較密的平行孔，每孔裝入少量炸藥，在采掘帶未爆破之前先行起爆，從而獲得一條有一定寬度并貫穿各鉆孔的裂縫。由于這條預裂縫將采掘帶和邊坡分隔開來，隨后采掘爆破的地震波在裂縫面上將產生強烈的反射，使得透過它的地震波的強度大為削弱，從而保護邊坡。

3、采用光面爆破隔離邊坡

臨近邊坡的光面爆破，就是沿邊坡界線鉆鑿一排較密的平行鉆孔，在孔內裝入少量炸藥，在采掘鉆孔爆破之后再進行起爆，從而沿密集鉆孔形成平整的巖壁。如果不采用光面爆破，邊坡面巖壁參差不齊，松動巖石或散巖較多，對下部工作面構成嚴重的安全隱患，因此必須在臨近邊坡的巖壁采取光面爆破。在進行光面爆破時，關鍵是確定合理的爆破參數，縮小抵抗線距離和孔間距離，采用間隔不偶合裝藥，使用爆速低傳爆性能好的低威力炸藥。

結束語：隨著科學技術的小斷發展，許多新型爆破器材被應用到露天采場開采中，其中，深孔爆破技術正處于不斷發展和優化中。它的應用小僅提高了我國露天采場中礦山開采的爆破質量，同時也保障了爆破工程的精確度和安全。

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