逐孔爆破技術(shù)在水泥礦山開采中的運(yùn)用

柯 升

（兗州中材建設(shè)有限公司， 山東 濟(jì)南 250100）

1 前言

隨著水泥礦山開采要求的提高，礦山開采難度相應(yīng)加大，要想順利完成礦山開采任務(wù)，合理運(yùn)用逐孔爆破技術(shù)是極為必要的。水泥礦山開采工作在逐孔爆破技術(shù)輔助下，能夠起到環(huán)境保護(hù)、穩(wěn)定開采作用，對(duì)于同行來說，應(yīng)從中借鑒技術(shù)運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，為水泥礦山開采工作貢獻(xiàn)積極力量。1.逐孔爆破技術(shù)基本介紹

1.1 技術(shù)特點(diǎn)

逐孔爆破技術(shù)具有低能耗、安全性、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，目前，此項(xiàng)技術(shù)在水泥礦山開采中廣泛運(yùn)用，得到業(yè)內(nèi)人士的一致認(rèn)可[1]。逐孔爆破技術(shù)實(shí)用性強(qiáng)，能夠滿足當(dāng)前礦山開采的技術(shù)需要，確保開采任務(wù)順利完成。

1.2 應(yīng)用原理

逐孔爆破技術(shù)屬于新興產(chǎn)物，其應(yīng)用原理表現(xiàn)在三方面，即應(yīng)力波疊加作用、自由面爆孔作用、震動(dòng)幅度較小[2]。爆藥包順序有前后之別，觀察爆破過程可知，后位爆破時(shí)間較前位延遲約10毫秒。前爆藥包爆破后，后爆藥包在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)中完成爆破任務(wù)，順勢(shì)產(chǎn)生應(yīng)力波疊加現(xiàn)象，則整體爆破完成率相應(yīng)提高。據(jù)研究可知，爆破炮孔自由度對(duì)爆破破碎效果有重要影響，基于此，分析爆破自由面的沖擊力度和沖擊方向，于爆破實(shí)踐中充分利用爆破自由面的爆破作用，以此提高水泥礦山開采率。之所以該技術(shù)爆破振動(dòng)幅度較小，主要根據(jù)薩道夫斯基公式分析爆破藥量與振動(dòng)幅度間關(guān)系，即爆破數(shù)據(jù)固定不變，單次爆破藥量與爆破振幅間呈正比。

2 水泥礦山概況及爆破阻力

2.1 基本概況

某水泥廠礦山處于城市郊區(qū)地帶，礦山與水泥生產(chǎn)基地分別在道路兩旁。礦產(chǎn)以沉積相礦石為主，礦區(qū)巖層呈斜狀分布，傾度240°左右，巖層傾角地表陡峭。礦區(qū)斷層走向與斷裂構(gòu)造方向相同，均為北西向。該水泥廠礦山支持露天開采活動(dòng)，開采人員充分準(zhǔn)備鉆孔設(shè)備、潛孔鉆機(jī)設(shè)備，并合理調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)，為爆破開采奠定良好基礎(chǔ)。

2.2 常見爆破阻力

首先，導(dǎo)爆管質(zhì)量需進(jìn)一步提高。由于水泥廠礦山導(dǎo)爆管非連續(xù)裝藥，加之，受復(fù)式連接影響，順勢(shì)出現(xiàn)非穩(wěn)定傳爆現(xiàn)象，導(dǎo)致爆炸事故頻繁出現(xiàn)，這不僅會(huì)增加礦山開采成本，還會(huì)影響開采單位信譽(yù)度和影響力。其次，導(dǎo)爆管雷管反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，這無疑會(huì)縮小爆破范圍，并對(duì)員工人身安全帶來不利影響。此外，爆破震動(dòng)幅度較大，一旦爆藥量超過十噸，會(huì)使礦山組織活動(dòng)無序推進(jìn)。最后，大間距小排距微差爆破，既會(huì)影響爆破效果，又會(huì)為后期鏟裝工作增加難度，導(dǎo)致礦山整體開采率降低。

3 水泥礦山開采中逐孔爆破技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 掌握爆破要點(diǎn)

要點(diǎn)一，合理選擇爆破參數(shù)。孔徑D=8cm；孔距a=（3.3～4.1）m；排距b=（2.5～3.0）m；臺(tái)階高度H=13m；梅花形孔網(wǎng)；炸藥單耗q=（0.30～0.33）kg/m3；底盤抵抗線W=（3.0～4.2）m；填塞長(zhǎng)度l=（1.0～1.3）排距≥(3.2～4.5)m；孔深（16.0～16.2）m；孔數(shù)五個(gè)左右；單孔藥量在45.5～67.5kg范圍內(nèi)；單孔爆落石方量在145～190m3之內(nèi)；首次爆破應(yīng)用 排孔進(jìn)行爆破，單排孔數(shù)四個(gè)或五個(gè)；一次爆藥總量約（182.2～595.1）kg。要點(diǎn)二，適當(dāng)優(yōu)化裝藥結(jié)構(gòu)。由于非連續(xù)裝藥方式存在不足，所以實(shí)施連續(xù)裝藥方式，放置爆藥包于炮孔中心、孔底100cm位置，并封堵非裝藥部位。要點(diǎn)三，實(shí)施逐排布孔方式，單排鉆孔孔數(shù)四到五個(gè)最為適宜，最大爆藥量約67.5kg。要點(diǎn)四，適當(dāng)控制安全距離，于該礦山開采中運(yùn)用非電導(dǎo)爆管系統(tǒng)，經(jīng)沖擊波應(yīng)力分析大致掌握震動(dòng)范圍，同時(shí)，參照礦山開采標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)定來保障開采安全性。

3.2 設(shè)計(jì)逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)

逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)細(xì)分兩種類型，聯(lián)用地表延期類和孔內(nèi)延期類，能夠取得良好的爆破效果[3]。單選逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)客觀分析爆破規(guī)模及雷管總量，同時(shí)，適當(dāng)確定自由面和起爆點(diǎn)，使逐孔起爆技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)全面發(fā)揮。需注意的是，單排應(yīng)用空間延時(shí)，每列為傳爆列，最終實(shí)現(xiàn)快速爆破、全面爆破目標(biāo)。

3.3 選用逐孔起爆設(shè)備

現(xiàn)今，逐孔起爆設(shè)備主要為導(dǎo)爆管雷管，它主要產(chǎn)自奧瑞凱爆破器材公司。該設(shè)備具有精確度高、抗擠壓性能強(qiáng)、適用范圍廣等特點(diǎn)，設(shè)備使用期間，視情況選用延期時(shí)間合理、規(guī)格一致的導(dǎo)爆管雷管。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及設(shè)備動(dòng)態(tài)更新，逐孔起爆設(shè)備性能隨之提高，這能為水泥礦山生產(chǎn)提供所需設(shè)備，最終能夠提高生產(chǎn)效率、擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)利潤空間。

3.4 調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)

裝藥結(jié)構(gòu)優(yōu)化期間，應(yīng)客觀分析地質(zhì)條件，根據(jù)巖石發(fā)育情況運(yùn)用分段裝藥模式，這既能提高爆藥利用率，又能保證周邊建筑物及邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。分段間隔裝藥模式實(shí)施的過程中，如果單孔裝藥量不變，那么中間間隔能夠增加裝藥量，且裝藥高度相應(yīng)提升。水泥礦山開采環(huán)節(jié)按照這一要求調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)，逐孔爆破技術(shù)使用后爆破效果顯著改善，且塊度較勻稱，最后爆堆形狀無雜亂現(xiàn)象，能為后期鏟裝提供便利。從中可以看出，適當(dāng)改進(jìn)裝藥結(jié)構(gòu)，有利于提高逐孔爆破技術(shù)利用率，這對(duì)水泥礦山開采活動(dòng)有序推進(jìn)、礦山經(jīng)濟(jì)效益增加有促進(jìn)作用。

3.5 設(shè)定微差間隔時(shí)間

微差間隔時(shí)間對(duì)爆破質(zhì)量、震動(dòng)幅度有關(guān)鍵性影響，因此，應(yīng)精確設(shè)定微差間隔時(shí)間，從整體上優(yōu)化水泥礦山開采效果。實(shí)際上，微差間隔時(shí)間與巖石性質(zhì)、孔網(wǎng)參數(shù)、巖體發(fā)育等因素有直接聯(lián)系，無論微差間隔時(shí)間過長(zhǎng)或是過短，均會(huì)弱化爆破效果，還會(huì)增加生產(chǎn)成本[4]。基于此，應(yīng)兼顧多種影響因素，視情況調(diào)節(jié)微差間隔時(shí)間，隨著爆破自由面的增加，應(yīng)充分利用爆藥，使爆藥爆破威力全面發(fā)揮，進(jìn)而增強(qiáng)礦山巖石擊碎力度。以上述工程為例，選取微差間隔時(shí)間時(shí)，為優(yōu)化操作流程而安裝高段位雷管，用低段位雷管連接外孔同排孔，最終形成曲形引爆順序。孔內(nèi)裝13段(850ms)雷管，孔間串接雷管為4段(55ms)非電雷管。地表總延期時(shí)間為500ms，遠(yuǎn)低于孔內(nèi)延期時(shí)間，實(shí)現(xiàn)安全傳爆目的。逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)中，首響孔延期時(shí)間850ms，后響孔依順序按55ms遞增，末孔延期時(shí)間達(dá)到1450ms，孔間延期時(shí)間增加的同時(shí)，爆破總作用時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)，這既能減少震動(dòng)幅度，又能取得良好的爆破效果。

4 總結(jié)

綜上所述，我國水泥礦山開采中逐孔爆破技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間較短，致使礦山開采問題層出不窮，要想真正發(fā)揮逐孔爆破技術(shù)實(shí)踐優(yōu)勢(shì)，取得礦山開采的良好效果，應(yīng)結(jié)合具體案例分析逐孔爆破技術(shù)應(yīng)用方法。開采實(shí)踐中，既要掌握爆破要點(diǎn)，又要合理設(shè)計(jì)逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)、選用逐孔起爆設(shè)備、調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)、選取微差間隔時(shí)間，以此保證水泥礦山開采的安全性和穩(wěn)定性，最終增加礦山開采經(jīng)濟(jì)效益。