淺析露天采礦礦巖分離爆破技術

王龍雨/中煤龍化礦業公司露天采區

淺析露天采礦礦巖分離爆破技術

王龍雨/中煤龍化礦業公司露天采區

目前我國露天礦山較多，在露天采礦中，爆破技術是礦山生產中不可或缺的重要組成部分，爆破技術是利用炸藥爆炸的能量來對礦體結構進行破壞，從而實現礦石和巖石分離。目前在露天采礦礦巖分離爆破技術中通常是采用逐孔起爆技術和露天淺孔煤破技術，這兩種爆破技術對于礦巖分堆的實現都起到了非常明顯的效果。文中對爆破技術的現狀進行了分析，并進一步對露天采礦礦巖分離爆破技術進行了具體的闡述。

露天采礦；礦巖分離；爆破技術；淺孔起爆；逐孔起爆

前言：近年來，我國礦山行業取得了較快的發展，在礦山生產中爆破技術作為十分重要的組成部分，具有不可或缺性。利用爆破技術，根據工程項目的不同，來對藥包、起爆時間和方法進行設置，從而對礦山中某種物體的原結構利用炸藥爆炸的能量進行爆破。爆破技術涉及到多個學科的知識，而且在應用中起著基礎性的作用，利用爆破作業在礦山生產中進行應用，可以有效的解決當前部分巖層破碎塊度及爆破減震的問題。另外當前一些新型炸藥及爆破器材的問世，這有效的提升了爆破技術的水平，提高了礦山爆破礦巖的分離，為爆破技術的進一步發展奠定了良好的基礎。

一、爆破技術現狀

目前在露天采礦礦巖爆破中，最難的一個問題是礦石和巖石的分離問題，通常情況下利用爆破技術只是將礦區爆破的礦石整體向一個方向延伸，這樣礦石和巖石則會混合在一起，很難進行分離，而且這種情況在礦石和巖石的邊緣地帶更為嚴重，因為在這種地方機械化設施在施工時更難以進行礦石和巖石的分辨，從而導致礦石質量的降低，資源存在著嚴重的浪費。礦巖爆破分離技術是2004年在美國進行的試驗，其在礦石和巖石邊緣地帶進行分層爆破，利用藥包在爆炸時所產生的內驅力，將礦石和巖石按照事先計劃好的方向進行推動，從而將兩者分離開來。利用這種礦巖分離技術后，爆破現場的工作人員可以有效的將礦石和巖石分區分開來，提高了礦石裝載運輸的效率，確保了開采礦石的質量，特別是對于邊緣區域的礦石開采質量有了較大程度的改善。

在露天爆破采礦礦巖分離工藝中，其中爆破程序是其中十分關鍵的環節，通常情況下是需要先進行爆破，然后進行采礦，這樣當前露天采礦生產中正常的程序，如果不進行爆破即進行開采，那樣是無法確保采礦順利進行的。目前露天采礦礦巖分離技術開始向機械化和規模化的方向發展，而傳統技術中往往是采用深孔爆破來進行開采，這種爆破技術由于炸藥爆破后所產生的能量十分有限，無法實現礦石和巖石的分離效果，大部分礦石等物質在爆破后呈現粉碎性，而且爆破后粉碎性物質中還會轉化為有害物質，所以提高爆破技術的效果，減少有害垃圾的產生是當前十分重要的一個課題。

二、露天采礦礦巖分離爆破技術

近年來，礦山行業的發展速度不斷加快，采礦工程量不斷加大，爆破技術作為一項非常重要的手段之一，其對礦山采礦效率的提高具有十分重要的作用，而且也直接關系到礦山采礦的安全，所以需要在采礦工程中高度重視爆破技術，不僅確保礦工的生命安全，而且對社會的安全穩定也具有十分重要的意義。在現有基礎上需要加快采礦工程中爆破技術的改進，努力提高爆破技術的水平，從而推動礦山行業的健康發展。

1.逐孔起爆技術。這是爆區中任何一個炮孔爆破時在空間上都是按照一定的起爆順序單獨起爆的爆破技術。逐孔爆破技術基于以下爆破原理：是一種控制爆破技術方法。這種爆破技術基本原理，當兩個相鄰的炮孔同時起爆時，沖擊波在炮孔之間相互碰撞，使炮孔間的煤巖承受拉力而造成裂斷區。如果炮孔間距與裝藥量合適，炮孔間的裂斷區可呈現一條狹窄的預切槽。這一預裂面能反射以后起爆區產生的沖擊波，以達到減少破壞或超控量。這種方法在采礦回采工作中可用于切斷頂板的控制爆破中，可以實現改善爆破效果的目標。

在露天臺階爆破采礦中，礦石和巖石常常混雜在一起，通常采用松動爆破只能將爆區礦石整體向一個方向推動，礦石和巖石混雜在一起，無法被有效分離；特別是在礦石到巖石的過渡區，電鏟挖掘時很難分辨，從而降低了礦石品位，造成資源浪費。起爆方式是實現逐孔起爆技術的關鍵，具體分為兩種，一是地表延期，而是孔內延期。第一，孔內延期由于孔內雷管長短所限，適應較小的爆區，對于較大的爆區，只能采用大區微差爆破技術，具有復雜性特點，目前應用不多。第二，地表延期劃分為斜線逐孔起爆和“V”型逐孔起爆地表延期采用地表接力延期，地表延期雷管引爆孔內延期雷管再引爆炸藥的方式，因此可能用很少的雷管就能完成任意規模的爆破。后起爆炮孔的最小抵抗線和爆破作用方向都受瞬間自由面的影響而改變。因此，通過控制炮孔起爆時序，改變起爆過程中爆破區域內的瞬間自由面的變化，就可以實現巖石運動方向的控制，從而實現礦石和巖石的分離。

2.露天淺孔爆破。即是巖土開挖、二次破碎大塊時采用的炮孔直徑小于50m m、深度小于5m的爆破作業。深孔爆破就是炮孔孔徑大于75m m且深度在5m以上的采用延長藥包的一種爆破方法。而中深孔爆破方法是介于淺孔爆破與深孔爆破之間的以專用鉆鑿設備鉆孔作為炸藥包埋藏空間一種爆破方法，其直孔徑一般為50m m~350m m，孔深為5m~20m。這種爆破需要藥包爆炸時對斷面的沖擊力較小，常常運用低猛度、低爆速、低密度為特點的炸藥，以消除或削減炮孔周圍形成的粉碎物質。在這種爆破中，通常要先進行爆破，結果是為了增大自由面或減小光爆時的抵抗效果。然后根據設計尺寸設計周邊進行并聯式一次起爆，但目前這種技術仍在進一步的進行驗證。為工程爆破能源的炸藥，蘊藏著巨大的能量。一公斤普通工業炸藥爆炸時釋放的能量為3.52×10的6次方焦耳，溫度高達3000℃，經過快速的化學反應所產生的功率為4.72×10的8次方千瓦，其氣體壓力達幾千到一萬多兆帕，遠遠超過了一般物質的強度。在這種高溫高壓作用下，被爆破的介質（如巖石等）呈現為流體或彈塑性體狀態，完全破壞了原來的結構。

三、結束語

目前在露天采礦礦巖分離爆破技術中應用露天淺孔爆破技術和逐孔起爆技術，有效的改變了露天采礦礦巖分離的理念和方法，為礦山的生產帶來了可觀的效益。而且在今后露天采礦礦巖分離技術的發展中，露天淺孔和逐孔起爆技術已成為今后露天采礦礦巖分離技術的發展方向，作為當前國內露天采礦礦巖分離爆破的新技術，其對爆破管理水平及技術水平的提高提供了可借鑒的成功經驗，而且有效的提高了礦石和巖石的分離效果，為我國爆破技術的進一步深入研究奠定了良好的基礎。

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[2]周志強，易建政，王波，汪金軍.控制爆破技術研究現狀及發展建議[J].礦業研究與開發，2010（6）.

[3]齊新.擠壓爆破技術及其應用[J].甘肅水利水電技術，2011（7）.