中深孔爆破技術在某礦山的實踐

楊 榮

（湖南柿竹園有色金屬有限責任公司，湖南 郴州 423000）

中深孔爆破技術在非煤礦山開采中具有重要的應用價值。本文旨在探討該技術的概念、常用方法和在非煤礦山開采中的步驟與方法。通過實踐案例分析，可以了解中深孔爆破技術的實際效果，并提出改進方案以進一步提高其應用效果。本研究對非煤礦山開采中的爆破技術改進和優化具有重要參考價值。

1 礦山開采中深孔爆破技術

1.1 中深孔爆破

礦山開采中深孔爆破技術是通過高效的巖石破碎和拆除，實現工程施工的目標。中深孔爆破技術采用多種布孔和起爆方式，它通過在平面爆破、空間爆破和環形爆破方式，并按照一定的延時順序進行起爆，實現巖體向內坍塌或向外拋擲［1］。

在非煤礦山開采中，中深孔爆破技術具有重要的應用價值。以某礦山為例，由于地質條件復雜，該礦山采用中深孔爆破技術進行開采。每個爆破單元由4～6個中深孔組成，孔徑為165 mm，孔深為50～80 m，孔距為10～15 m，孔網為15～20 m。這種技術能夠有效地控制巖屑飛散和震動，保證了安全和環保。施工工藝流程包括準備、布孔、鉆孔、驗孔、裝藥、填塞、網路連接和起爆等九個工序。為了提高爆破效果和確保安全性，中深孔爆破需要應用數值模擬方法和參數調整方法。數值模擬方法通過計算機程序模擬巖體爆破過程中的應力波、氣體壓力、巖體裂紋等物理現象，以分析和優化爆破參數。參數調整方法根據不同地質條件和爆破目的，對深孔爆破的孔網參數進行合理選擇和優化，以實現工程成本的控制和經濟指標的提升。

在進行中深孔爆破時，需要經過一系列的步驟來合理布置孔網，確保爆破效果的最大化。首先，根據地質條件、臺階高度、爆破目的和效果等因素，確定合理的單耗、密集系數、裝藥結構、起爆方式等參數。根據確定的單耗和密集系數，可以計算出合適的孔距和排距，以及每個臺階的總孔數和總排數。這樣的計算可以確保爆破的均勻性和效率［2］。接下來，根據裝藥結構和起爆方式，需要設計出合理的藥柱長度、藥量分配、延期時間等細節。這些細節的設計直接影響到爆破的效果和安全性。在完成設計后，根據最小抵抗線的大小和爆破經驗，按照一定的方式布置較多的炮孔，以覆蓋較大的面積和體積。這樣的布置能夠提高爆破的覆蓋范圍和效果。在臺面上按照設計好的孔網參數，使用潛孔鉆穿鑿出所需的炮孔，并仔細檢查孔徑、孔深、孔向等是否符合要求，這樣的檢查能夠確?？拙W的準確性和一致性。

1.2 中深孔爆破的用藥量計算

中深孔爆破的用藥量計算是通過一系列參數確定來實現的。首先，需要確定單位m孔裝藥量常值C，他反映了炮孔直徑和裝藥密度之間的關系。這個常值可以通過理論近似計算或試驗數值歸納得到。其次，需要確定排孔裝藥系數K，他表示排孔裝藥長度與排孔總長度的比值。這個系數可以根據爆破設計的排孔裝藥分配原則進行計算。然后，確定炸藥總損失率b，他包括拌藥過程中的加工損失和裝藥返粉損失。一般而言，炸藥總損失率取5% ～10%之間。最后，根據公式（1）進行計算：

式中：L為排孔孔深總長度，m；Q為每排孔消耗的炸藥量，t；C為單位孔裝藥量常值；K為排孔裝藥系數；b為炸藥總損失率，%。

在進行中深孔爆破前，還需要根據地質條件、臺階高度、炮孔深度、裝藥長度和堵塞長度等參數，選擇合適的孔網布置方式。這包括單排布孔和多排布孔等。接著，使用潛孔鉆機進行鉆孔作業，需要控制好鉆孔方向和速度，一般的鉆孔深度為10～20 m，孔徑為150～250 mm。鉆完孔后，對每個炮孔進行炮棍檢查，檢查孔徑、孔深、傾角和堵塞情況等。若有不符合要求的情況，需要及時進行修正或補鉆。根據設計方案，逐孔進行裝藥操作［3］。

近年來，國內外學者對中深孔爆破技術進行了廣泛的研究和探索，涉及概念、方法、步驟、參數、數值模擬、實地試驗、參數調整等方面。在爆破器材方面，電子雷管得到了廣泛的推廣和應用［4］。電子雷管的使用有效地提高了爆破的精確度和控制能力，使得爆破過程更加可控和安全。在爆破智能化方面，智能鉆機系統、智能設計系統和炸藥現場混裝作業體系的集成為爆破技術的智能化應用奠定了基礎。這些系統的引入和應用使得爆破工作更加高效、精確和可控，提高了整體的生產效率。在爆破綠色化方面，研究人員成功地開發了爆破振動預測理論及控制、爆破粉塵控制、沖擊波與噪聲防治等技術。這些技術有效地控制了爆破過程產生的有害效應，減少了環境污染和對周邊設施的影響，提升了爆破的環境友好性。盡管中深孔爆破技術已經在實際應用中取得了顯著的效果，但仍存在一些問題和改進空間。例如，如何優化爆破參數和方案，以提高爆破的效果和安全性；如何加強培訓和管理，確保操作人員具備專業的技能和安全意識。這些問題需要繼續深入研究和探索。因此，未來的研究方向應該是繼續推動技術改進和創新，力爭提高中深孔爆破技術的應用質量和水平。這可以通過深入研究爆破參數優化方法、引入更先進的技術手段、加強培訓與管理等方式實現。同時，還應該注重與相關領域的跨學科合作，充分利用現代化科技手段，提高中深孔爆破技術的效率和安全性，為礦山開采行業的可持續發展做出貢獻。

綜合分析，中深孔爆破技術在非煤礦山開采中是一項重要的技術手段，對提高開采效率和保障安全具有重要意義。

2 中深孔爆破技術在某礦山的實踐

2.1 礦山工程概況

以某礦山為例，該礦山位于山區，地質條件復雜，礦體呈薄片狀，厚度為2～5 m，傾角為30°～45°，埋深為100～200 m。該礦山采用中深孔爆破技術進行開采，相關技術參數見表1。該工程的目的是實現高效的巖石破碎和拆除，便于后續的開采或工程施工。

表1 爆破參數

2.2 中深孔爆破工藝及參數

該礦山使用的中深孔爆破技術能夠有效地控制巖屑飛散和震動，保證了安全和環保，指標數據見表2。為了達到這一目的，該技術采用了以下措施：使用乳化炸藥和數碼電子雷管引爆，避免了火藥和原來用的導爆管雷管的安全隱患和環境污染；使用電子雷管起爆器，使每個爆破單元按照設定的時間依次起爆，減少了單次爆破的峰值震動；使用水泥漿或粘土封堵孔口，防止了巖屑飛散和氣體泄漏；使用合理的裝藥結構，使每個孔內的炸藥能夠充分利用，形成合適的爆破壓力和氣體體積。為實現爆破后的巖石塊度合理、便于裝運和處理，該礦山進一步采用了相應措施：根據礦體的形態、硬度、裂隙等特征，設計合適的孔徑、孔深、孔距、孔網等參數，使每個爆破單元能夠覆蓋足夠的礦體范圍；根據巖石的抗拉強度、抗壓強度、抗沖擊強度等指標，選擇合適的炸藥類型、藥量、裝藥密度等參數，使每個孔內的爆破能量能夠與巖石的強度相匹配；根據巖屑堆積的高度、角度、分布等情況，調整裝載機械的位置、速度、方向等參數，使每次裝載能夠有效地清理爆破后的巖屑。

表2 指標數據

2.3 爆破效果

該礦山使用的中深孔爆破技術在實際應用中取得了較好的效果，主要體現在以下幾個方面：

1.巖石破碎率高，達到了95%，說明爆破能量充分利用，巖體受到了有效的破壞和拆除，為后續的開采或工程施工創造了有利條件。

2.巖石塊度合理，控制在0.5～1.5 m之間，說明爆破參數和方案設計合理，能夠根據巖石的強度和特性進行適當的調整，使得爆破后的巖屑便于裝載和處理。

3.飛石數量少，距離近，分別為10～20塊和5～10 m，說明爆破過程中的飛散現象得到了有效的控制，保證了爆破現場的安全和環境。

4.空氣沖擊波和地面振動低，分別為120～150 dB和0.5～0.8 m／s，說明爆破過程中產生的有害效應得到了有效的抑制，減少了對周邊設施和人員的影響。

盡管該技術在該礦山的應用已經較為成熟，但仍有一些改進的空間。例如，可以通過優化爆破參數和方案，進一步提高爆破效果和效率；可以通過采用智能化的控制系統和監測設備，提高爆破的精確度和安全性；可以通過加強培訓和管理，增強爆破人員的技能和意識。未來，該礦山將繼續探索技術改進方向，力爭提高中深孔爆破技術的應用質量。

3 結 論

中深孔爆破技術是非煤礦山開采中一項重要的技術手段，對提高開采效率和保障安全具有重要意義。

1.中深孔爆破技術是非煤礦山開采中一項重要的技術手段，能夠有效地控制巖屑飛散和震動，提高巖石破碎率和塊度，保障開采效率和安全。

2.該技術在某礦山的實踐中取得了較好的效果，但仍有改進空間，如優化爆破參數和方案，采用智能化的控制系統和監測設備，加強培訓和管理等。

3.未來的研究方向應該是繼續推動技術改進和創新，力爭提高中深孔爆破技術的應用質量和水平，為非煤礦山開采行業的可持續發展做出貢獻。