淺析改善礦山露天爆破質量的有效方法

摘要：在實際的礦山露天爆破過程中，大塊和根底的出現嚴重降低了爆破質量，而采用科學合理有效的方法能夠減少或避免大塊和根底的出現。文章分析了礦山露天爆破時產生大塊和根底的原因，并在此基礎上提出了相應的解決對策，為礦山路攤爆破質量提供了重要的保障條件。

關鍵詞：礦山作業；露天爆破；爆破質量；大塊；根底 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD164 文章編號：1009-2374（2016）08-0144-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.074

對于露天礦山而言，爆破是一項重要技術，其爆破質量不僅能夠影響到礦山作業是否順利開展，與整個礦山的經濟效益有著十分緊密的聯系，而且還影響著相應設備的工作效率。因此，提高礦山露天爆破質量，改善礦山露天爆破質量的有效方法是礦產行業需要進行重點研究的課題。

1 礦山露天爆破出現大塊、根底的原因

根據大量的調查報告以及爆破的理論研究，我們發現礦山在進行露天爆破過程中，出現大塊的主要部位有孔網參數過大的位置、盲炮附近、爆破之前沒有堵塞的廢孔周圍、底盤抵抗線過大的臺階根部、臨空面以及臺階上部的孔口位置等；而出現根底的主要部位有盲炮附近、孔網參數較大中間部位的臺階底部、炮孔超深不足的臺階巖體底部。出現大塊和根部的主要原因包括以下五個方面：第一，在爆破過程中，由于某些炮孔超深比較大，降低了火藥柱的重心，因此導致大塊的出現。如果炮孔超深比較小，會抬高底盤，嚴重者就會出現根底；第二，在孔網參數比較大的情況下，會使得巖體中間位置受到的爆破力比較小，因而導致由于巖體受力過小出現大塊，甚至還會出現根底；第三，由于在爆破過程中，容易受到各種因素的影響，因此會增加炮孔之間的距離，由于受力不均勻，造成受力小的部分比較容易出現大塊甚至是根底；第四，在爆破炮孔的過程中，由于堵塞部分的長度過長，因此導致炮孔上部所面臨空面以及炮孔上受到的力度比較小，容易出現大塊；第五，在進行鑿孔作業的時候，由于不符合設計要求，需要進行重新鑿孔，如果在此過程中不能堵塞廢棄的炮孔，會導致在爆破的過程中出現大塊并產生飛石的現象，為工作人員的生命安全構成巨大的威脅。造成這一現象的主要原因是由于沒有堵塞的費孔，在進行爆破的時候具有導向作用，從而無法充分發揮出火藥的能量。

2 改善礦山露天爆破質量的有效方法

2.1 爆破參數的合理選擇

首先，底盤抵抗線是重要的爆破參數之一，其主要是指臺階坡底線與第一排空心軸線之間的距離，其數值如果過大，將會導致比較大的根底出現，如果過小，將會增加火藥用量，因此需要合理地確定底盤抵抗線。底盤抵抗線的確定需要在保證裝藥條件和安全的前提下，根據公式W=K×D進行選擇，其中W代表的是底盤抵抗線；K代表的是系數，取值在20～30之間；D代表的是鉆孔直徑，單位為mm。

其次，根據孔徑，可以計算出露天礦山的爆破炮孔的排距與孔距。其中排距的計算公式為b=（0.75-1）a，孔距的計算公式為a=（20-30）d。根據實際中大量的實踐證明，正三角形布置炮孔應該在b=1.886a的條件下才能成功，這樣可以在很大程度上提高巖石的破裂效果，特別是采用逐孔爆破的時候，每個方向的抵抗線其實都是一樣，火藥在每個方向的爆破力都是相等的，這樣可以有效地改善破碎效果。

再次，超深的主要目的在于能夠降低裝藥中心的高度，以此在最大程度上降低臺階底部的阻礙力，從而實現根底減低的目標。根據大量的實踐經驗表明，可以根據h=（5-10）d的計算公式計算超深。根據底盤抵抗線選擇相應的數值，如果底盤抵抗線偏大的時候，可以選擇較大的數值；如果底盤抵抗力偏小的時候，可以選擇較小的數值。在實際應用的過程中，如果出現底盤抵抗線較大、臺階坡面較小的情況，應該考慮不再增大超深。這主要是由于在此種情況下，繼續增大超深，將會增加火藥和鉆孔。

最后，如果炮孔的堵塞長度比較小，會導致氣體爆炸物在爆炸過程中過早的沖出炮孔，從而不能充分有效地發揮出爆破力。因此，必須要科學合理地選擇炮孔的堵塞長度，這具有十分重要的意義。在采用連續柱狀的方式裝藥的時候，選擇的炮孔堵塞長度應該是0.75倍的底盤抵抗線，并在應用過程中根據實際情況進行合理的調整。一般情況下，露天礦山的爆破孔堵塞長度都偏大，因此應該降低堵塞長度，以此減少大塊的出現數量。根據實踐經驗表明，為了能夠避免產生飛石的情況，炮孔的堵塞長度應該在20～25倍的孔徑范圍之內。

2.2 起爆方式的有效選擇

在應用寬孔距爆破技術的過程中，最常用也是最經典的便是對角起爆技術。運用對角起爆技術，能夠對四邊形對角線方向的所有爆孔進行同時起爆，同時使用這種技術能夠在一定程度上拉大孔之間的距離，還能降低抵抗線。對角起爆技術的運用原理與寬孔距差不多，裝藥量與炮孔數以及其他方法技術大體上是相同的，唯一的區別便是減少了抵抗線。在此過程中，孔距需要按照抵抗線減小的比例同比增大，這樣的主要目的在于促使應力降低，拉大與起爆層之間的距離，從而有效地避免大塊的出現。

2.3 對現有的藥裝結構進行優化

在采用垂直起爆的方式過程中，在底部阻力較大的情況下，必須要采用超深的方法，降低火藥的重心，但是這種做法可能會導致臺階上的大塊出現和增加，因此需要對現有的藥裝結構進行合理的優化。實際上比較常見的方法是采用中間氣體間隔分段裝藥法，將炮孔中的火藥分成三段左右進行填滿，每段都需要采用相應的物體進行隔開，例如炮泥。這個時候應該盡量避免出現火藥過于集中在炮孔底部的現象，從而有利于臺階的中部和上部的巖體，都能夠得到相應的爆破力，防止大塊的出現。除此之外，還可以采用混合裝藥的方法，將普通的火藥裝入在炮孔的上部位置，將密度高、威力猛的火藥裝入炮孔的下部位置，這樣可以使得臺階的阻力與產生的爆破力是相同的，不僅能夠有效避免臺階根底的出現，而且還可以減少臺階上部大塊的出現。在實際的底盤坑底線較大的工程中，一般都會采用混合裝藥的方法，在炮孔的下部位置裝入重銨油火藥，在炮孔的上部位置裝入銨油火藥，取得的效果十分良好。

2.4 協控爆破的方式

通過以往實際中臺階深孔爆破效果的分析，可以清楚地知道，與垂直孔爆破的效果相比，斜孔的爆破效果更好。這主要是由于深孔上部與下部的抵抗線是相同的，巖體受到的爆破力也相對相同，破碎均勻，因此甚少出現大塊和根底的現象。同時，斜孔爆破還可以充分滿足臺階坡面角的要求，為下一步的穿孔爆破提供有利的條件。除此之外，斜孔爆破的鉆機與臺階坡頂線的距離較遠，可以在很大程度上避免工作人員和相應的鉆機設備遇到各種風險。目前，在實際工程中，牙輪鉆機的爆破與鉆機鉆孔的效率相對而言比較高，但是這種機器主要適用于垂直鉆孔，斜孔采用的潛孔鉆機工作效率較低，因此可以根據實際情況考慮斜孔爆破的方式。

3 其他改善方法

3.1 嚴格穿孔和爆破施工作業

為了充分保證礦山露天爆破質量，不僅需要按照相應的技術要求對爆破進行合理的設計，還應該根據設計要求進行施工，尤其是穿孔、裝藥以及填塞。針對于穿孔，在此過程中應該避免出現斷鉆、夾鉆、掉鉆等事故的出現，嚴格按照給定的孔位進行施工，這主要是由于廢孔再補也無法保證原設計的孔位，影響了設計孔眼參數的組合匹配關系，從而降低了爆破質量。針對于爆破施工，在爆破施工進行過程中，必須要做好以下五點：第一，在裝火藥前，應該針對于現場中每孔的品種、質量、用量等進行仔細的檢查，嚴格禁止在水孔中裝不抗水炸藥。裝藥后，對其余部分進行檢查，查看其是否符合相應的要求；第二，根據設計要求，下放起爆體藥包；第三，在裝藥過程中，需要合理做好炸藥車壓導爆管等爆破器材的工作；第四，在填塞的時候，保證填塞質量，對導爆管進行嚴格的保護，禁止出現砸斷或砸壞的現象；第五，對起爆網路進行認真的連接和檢查，避免出現漏連和錯連的現象。

3.2 提高各種爆破器材的管理力度

為了促進露天礦山爆破工作的順利進行，相應的工作人員應該注重各種爆破器材的管理，提高管理力度。第一，需要重視爆破器材的質量管理。爆破器材的質量在一定程度上影響到礦山露天爆破質量。因此在選擇和購買爆破器材的過程中，應該核實生產廠家的資質，對其爆破器材進行認真的檢查，預先測試爆破器材各個方面的性能，確定質量合格后，才能夠進行購買和引進，在生產之前還應該進行試驗。如果起爆器材的質量存在著一定的問題，將會出現大面積的盲爆，不僅阻礙了爆破工作的順利開展，還影響了爆破質量。第二，充分保證火藥的質量。如果火藥的質量出現問題，將會產生半爆炸或拒爆的現象，從而導致大塊和根底的出現。因此，相關的工作人員不僅需要嚴格掌握火藥的配比，還需要嚴格管理其生產的工藝流程，對火藥的各種性能進行定期的檢查，以保證火藥的質量，避免根底和大塊的出現，從而提高礦山露天爆破質量。

4 結語

礦山露天爆破出現根底和大塊的原因各種各樣，相應的解決措施也有許多。但是在實際的操作過程中，必須要根據實際情況，例如礦石的性質、構成形態、礦山的地理位置、現場環境等，合理地確定爆破參數，選擇最優的起爆方式，結合現有的裝藥結構，科學有效地采用斜孔起爆，提高穿孔和爆破施工的重視程度，加強對各種爆破器材的管理，從根本上提高礦山露天爆破的質量。

參考文獻

[1]韋存敏.基于提高露天礦山爆破質量措施的研究[J].大科技，2015，（4）.

[2]李顯利，張杰，孫殿興.改善露天礦山爆破質量的有效方法[J].現代礦業，2010，（7）.

作者簡介：夏柱（1980-），男，河北張家口人，唐山首鋼馬蘭莊鐵礦有限責任公司助理工程師，研究方向：露天爆破設計。

（責任編輯：秦遜玉）