淺談特殊石料開采爆破方法

師東亮

【摘 要】根據(jù)需求方所需要的特殊石料，即含鐵量比較低，在所指定的礦區(qū)進(jìn)行開采，采用不同的爆破方法，分析各爆破方法利弊，同時分析爆破方法對后續(xù)特殊石料挑選進(jìn)度和質(zhì)量管控的影響。本文對不同的開采爆破方法進(jìn)行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】特殊石料；爆破方法；利弊

一、項(xiàng)目概況

該礦山經(jīng)過開采，目前自上而下已形成11個臺階，臺階高度10m。開采區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，輝綠巖、破碎帶及風(fēng)化帶夾層多，完整的含特殊石料的巖段極少，夾層多，挑選難度大。可用的特殊石料占比約為3%，開采計(jì)劃工期6個月，開采挑選量5萬m3。

二、開采區(qū)域地質(zhì)情況概述

開采區(qū)內(nèi)巖層主要為燕山早期的巖漿巖。巖性為黑云母二長花崗巖，塊狀構(gòu)造，巖性均一，色率低，主要造巖礦物為長石、石英，次要礦物為黑云母，可能受巖漿后期熱液影響巖石發(fā)生鉀化，花崗巖局部出現(xiàn)鉀長石含量增加。巖脈主要為輝綠巖脈，少量輝長巖脈及中-酸性巖脈，呈灰綠色-暗綠色，中-細(xì)粒結(jié)構(gòu)，巖脈一般沿大型節(jié)理或斷層侵入，走向受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場決定，主要有北東向、北西-北北向、北東東-東西向。巖脈寬度一般在0.5-2m，最寬可達(dá)10m。

開采區(qū)斷裂不發(fā)育，僅在局部發(fā)現(xiàn)明顯的破碎帶，為寬度2m厚的擠壓破碎帶，表現(xiàn)為近垂直的破裂面，巖石較為破碎，風(fēng)化程度高，在附近出現(xiàn)小瀑布或沖溝。巨型節(jié)理從北西-北北西切割巖石，其次為東西-北東。

經(jīng)取樣分析，特殊石材分布較分散。受開采現(xiàn)狀限制，特殊石材開采只能在西南側(cè)區(qū)域，該區(qū)域?qū)賱兾g高丘陵地，巖層主要為巖漿巖，地表覆蓋層已剝離，區(qū)內(nèi)巖體受構(gòu)造影響，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，風(fēng)化巖、破碎帶、輝綠巖帶多。

三、爆破方法

（一）中深孔臺階爆破

1）炮孔布置方式

為減少爆破次數(shù)，提高一次爆破量，減少爆破作業(yè)對其它生產(chǎn)作業(yè)的影響，改善爆破效果，在可能的條件下，一般石料爆破盡可能采用多排微差爆破。但是，如果特殊石料區(qū)域和擬爆破區(qū)內(nèi)部巖體分布尚不十分清楚時，最好一次爆破一排炮孔。

為簡化布孔工作，提高布孔的準(zhǔn)確性，一般石料爆破區(qū)域炮孔采用梅花形或矩形布置。穿孔時應(yīng)盡可能保持炮孔孔底在同一水平上，以便減少根底，為后續(xù)的分采、鏟裝及臺階清理工作創(chuàng)造有利條件，并在爆堆鏟裝后能夠形成一個平整的新臺階面，以方便下一個循環(huán)的穿孔作業(yè)。由于臺階高度較大（10m），因此，穿孔設(shè)計(jì)臺階炮孔也可采用斜孔，炮孔傾角75°。如果臺階坡面角較大時，也可以采用垂直孔，但應(yīng)與不合格夾層傾角一致。

2）爆破參數(shù)確定

基本條件：臺階高10.0m，孔徑φ=150mm，垂直孔，巖石為堅(jiān)硬花崗巖，f=7～20，炸藥用乳化炸藥。爆破參數(shù)是根據(jù)臺階爆破理論和類似條件下的爆破實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定的。由于巖體的賦存條件、巖石的物理力學(xué)性質(zhì)千差萬別，其它工程的經(jīng)驗(yàn)不可能完全適用于本工程，因此，設(shè)計(jì)確定的爆破參數(shù)，在實(shí)施過程中須不斷修正，特別是要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際爆破效果，對炸藥類型、底盤抵抗線、孔間距、排間距及單位炸藥消耗量等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，進(jìn)行大孔距小排距的孔網(wǎng)參數(shù)爆破試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇最優(yōu)的孔網(wǎng)參數(shù)，從而獲得最佳的臺階爆破效果

3）炸藥裝填

根據(jù)當(dāng)?shù)卣ㄋ幑?yīng)情況及氣候條件，設(shè)計(jì)爆破采用乳化炸藥。炮孔裝藥采用人工裝填。

4）起爆網(wǎng)路

選用特制不含鐵質(zhì)非電導(dǎo)爆管起爆系統(tǒng)，采用電雷管引爆。

本爆破方法穿孔和爆破進(jìn)度快，一次爆破量大；缺點(diǎn)是爆破后容易把一般石料和特殊石料混雜，后續(xù)挑選難度大，不易控制挑選質(zhì)量，影響開采進(jìn)度。

（二）預(yù)裂爆破

為避免一般石料混入特殊石料中，特殊石料爆破區(qū)域后排孔采用預(yù)裂爆破。同時為了邊坡施工的質(zhì)量要求，保證邊坡光滑、平整、穩(wěn)定，邊坡也需進(jìn)行預(yù)裂爆破。

1）靠近邊坡和特殊后排的緩沖炮孔爆破參數(shù)

主炮孔采用潛孔鉆機(jī)配高風(fēng)壓空氣壓縮機(jī)作穿孔設(shè)備、Φ100mm孔徑、裝Φ60mm筒狀乳化炸藥，多排毫秒延時臺階爆破技術(shù)，對爆破參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)、全面的設(shè)計(jì)。

鉆孔形式：傾斜孔布置形式，傾角稍大于邊坡角。

2）預(yù)裂孔

預(yù)裂爆破鉆孔采用孔徑Φ100mm的阿特拉斯液壓鉆機(jī)，炸藥藥卷直徑選用為Φ32mm。

本爆破方法能盡可能的保證一般石料混入特殊石料內(nèi)，能很大程度的保證特殊石料質(zhì)量；缺點(diǎn)是穿孔慢，一次爆破方量小，也影響開采進(jìn)度。

（三）光面爆破設(shè)計(jì)

為了使特殊石與一般石材比較充分地分離，保證特殊石特殊石料的品位和質(zhì)量要求，有些礦體較薄、夾層少的區(qū)域需對特殊石和一般石材交接帶進(jìn)行光面爆破，即特殊石與一般石材的分爆分采。

炮孔采用潛孔鉆機(jī)配高風(fēng)壓空氣壓縮機(jī)作穿孔設(shè)備、Φ100mm孔徑、裝Φ32mm筒狀乳化炸藥，多排毫秒延時臺階爆破技術(shù)，對爆破參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)、全面的設(shè)計(jì)。

鉆孔形式：鉆孔傾斜度α（°）本設(shè)計(jì)暫時按α=65°，實(shí)際施工中根據(jù)現(xiàn)場具體特殊石與一般石材交界線的傾角來確定。相應(yīng)的輔助孔暫時按交接線形成65°進(jìn)行設(shè)計(jì)，施工中根據(jù)交接線的實(shí)際情況進(jìn)行輔助孔布設(shè)。

本爆破方法的優(yōu)缺點(diǎn)與預(yù)裂爆破方法一致。

（四）破段分采技術(shù)

傾斜礦體較陡時（如圖1所示）采取留柱分采，留柱寬度可以比較大，夠一次爆破的，分采施工順序如下：

（1）上盤巖石爆破、清運(yùn)。

（2）礦帶斜孔爆破、清運(yùn)或用小鉆分采。

（3）下盤巖石扇形孔爆破。

礦體中有中等厚度夾石時，先采上盤礦，剔除夾石，再采下盤礦。

本爆破方法的優(yōu)缺點(diǎn)與預(yù)裂爆破方法基本一致。

（五）原位爆破技術(shù)

原位爆破技術(shù)的實(shí)質(zhì)是爆破后特殊石料和巖石依然各自成堆，邊界依然在爆堆斷面中清晰可見。

具體做法可通過調(diào)整爆、挖作業(yè)程序、改變起爆方式、變更起爆順序、時差、改變孔徑、單耗等工藝過程來實(shí)現(xiàn)原位爆破。

這樣做的結(jié)果是簡化了采礦爆破工藝，不用分采和剔除，在裝運(yùn)過程中用小挖機(jī)選裝，將巖石與特殊石料分裝分運(yùn)。開采中可采用以下幾種方法：

1）壓渣爆破；

2）排間起爆，第一排弱裝藥；

3）齊發(fā)起爆；

4）整體弱裝藥，成大塊，減少拋散；

5）留脈爆破。

如特殊石料與一般石料界線明顯時，可采用此方法。

（六）大塊采礦法

當(dāng)特殊石料礦脈復(fù)雜或礦脈較小時，可考慮大塊采礦法，即將圍巖炸碎，特殊石料炸成大塊，便于挑出來，進(jìn)行二次破碎，以減少損失。盡管多花了二次破碎錢，但特殊石料價值較高，剝采比較大時，在經(jīng)濟(jì)上還是合算的，具體作法是：

1）礦段堵塞

圍巖段裝藥，礦段堵塞，炸碎巖石，特殊石料炸成大塊，再二次破碎，實(shí)現(xiàn)采礦。如圖2所示。

2）礦段弱裝藥

圍巖段常規(guī)裝藥，礦段弱裝藥，炸碎巖石，特殊石料炸成大塊后再二次破碎。

3）礦段空氣間隔

圍巖段常規(guī)裝藥，礦段空氣間隔，炸碎巖石，特殊石料炸成大塊后再二次破碎。

當(dāng)然，如果礦塊當(dāng)中夾巖，也可以將礦爆碎，夾巖處堵塞（或弱裝藥、空氣間隔），巖石炸成大塊，便于分裝剔除，減少特殊石料貧化。

此爆破方法可以最大程度的利用特殊石料。

四、結(jié)束語

根據(jù)特殊石料賦存的地質(zhì)條件，選擇不同的爆破方法，既能保證開采進(jìn)度，又能提高特殊石料的開采質(zhì)量，從而創(chuàng)造更好的效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 李萍豐，廖新旭，羅國慶等.大型采石場深孔爆破參數(shù)試驗(yàn)分析[J].爆破，2004，21（2）：28–30.