露天礦山精細化爆破技術研究

文家榮

（武漢鋼鐵集團宏信置業發展有限公司，湖北 武漢 430080）

爆破技術是打破巖石的基本方法，隨著社會經濟的發展和時代的發展，爆破技術也開始向更加細致、信息化、簡化和環保的方向發展。但是爆破技術本身比較粗糙，如果操作不當，會有危險。精細爆破可以更好地控制粗糙的爆破操作，并對爆炸性能量釋放、介質損壞、拋擲等操作過程進行精細控制，從而獲得理想化的爆破效果。

1 精細爆破概述

（1）傳統爆破。我國利用爆破技術推動社會經濟發展已有很長遠的歷史了，運用的最為廣泛的就是建筑和采礦行業，因為爆破是利用威力極大的炸藥爆炸時產生的巨大能量，破壞需要爆破的具體物體，發生破裂、泥土垮塌、巖石松動等。以往的爆破方式較為傳統，大多數都是先由設計人員人工計算出相關數據，再畫出爆破的設計圖紙，信息化水平低，相對來說，雖然能夠進行爆破，但是爆破過程中的危險性較高，爆破的設計上也不夠精確，無法實現良好的爆破效果[1]。

（2）精細爆破。精細爆破，指的是運用現代大數據和信息化技術，精確地進行爆破設計，精密計算出炸藥爆炸會產生的能量和對周邊介質的影響，精確控制爆破的施工，保證爆破過程的安全有效性，以實現良好的爆破效果。與傳統的爆破技術相比，精細爆破運用的爆破設備與技術更先進，并通過定量化的設計方式準確分析爆破區的實際作業條件，減少誤差，不僅綠色環保，還能達到更好的爆破效果[2]。

2 露天礦山精細化爆破技術發展現狀

我國煤礦開采區域絕大部分都是露天作業的，并且隨著現代科技和采礦行業的發展，煤炭的開采也在朝著安全、高效、數字化和自動化的方向發展。露天礦山在爆破技術的選擇上，都是使用的精細化爆破技術，大部分是大區域的爆破模式，在爆破的過程中還會運用到大型運輸機、大噸位汽車和破碎機等自動化設備，以及一些精密儀器，開采上還會應用自動化計算等技術，為煤礦資源的開采提供安全可靠的環境。

3 露天礦山精細化爆破技術應用研究

3.1 爆破技術應用的定量設計

露天礦山中爆破技術要做到精細化，最首要也是極其重要的一環就是定量化設計爆破工程，定量研究是指確定事物某方面量的規定性的科學研究，就是將問題與現象用數量來表示，進而去分析、考驗、解釋，從而獲得意義的研究方法和過程。爆破技術定量設計，就是以數字化符號為基礎去測量礦山中巖石的數值特征，然后根據計算公式求出某些因素間的量的變化規律。綜合考慮礦山的施工條件，優化爆破方案。

進行定量化設計，第一件要做的事情就是勘查礦山所屬區域的地質結構，在進行礦山爆破之前，運用先進技術與手段深度調查當地的地質結構。礦區的施工極易受到地質災害的影響，爆破工程是通過炸藥爆炸釋放巨大能量破壞地表構造，如果施工中炸藥的使用過量，可能會影響到礦區的地理環境，造成地質構造不穩定，所以要提前勘查和測量當地巖石的構造，為爆破提供有效的參考依據。其次就是要測量出炮孔的抵抗線。我國采礦技術的不斷進步為爆破技術提供了一定的硬件支持，使用的比較好的就是激光測繪儀，激光測繪儀運用的先進的數據化和信息化技術以及計算機處理軟件，可以快速有效的測量出炮孔的深度和抵抗線，并繪制出抵抗線斷面圖，為裝藥設計提供參考數據。下圖（圖1）是某鐵礦運用激光測繪儀測量的炮孔抵抗線情況，再根據測量的實際情況確定的裝藥結構。事先設計好炮孔的裝藥結構，能夠實現精細化技術，嚴格控制炸藥的使用量，更好的保證施工人員和礦區的安全。第三，進行爆破分布能量模擬，在真正進行爆破之前，先根據炮孔的分布、炸藥的使用量等影響因素運用專業的分析軟件進行爆破模擬，以保證裝藥結構和炮孔位置分布的合理性。最后是對爆破的結果進行精細化的預測分析。爆破的危害性較大，需要對設計中所有的參數都做出記錄和分析，在應用專業的計算公式算出爆破的有害效應[3]。

圖1 某鐵礦炮孔抵抗線實測結果

3.2 爆破施工精細化

礦山爆破定量化設計，結合了施工區域的實際環境與作業條件，爆破預期的效果是非常好的，為了保證爆破效果，爆破的施工也要做到精細化，無論是使用的機器設備還是操作技術，都要是最先進的。引進先進的測量儀器，例如激光測繪儀、爆速儀等，能更好的為爆破施工提供支持，保證施工的安全性與施工質量，避免因一些小細節影響到整體施工效果。

（1）布孔。爆破施工，首先是做好相應的施工準備，準備充分就可以進行下一步的施工工作，施工人員需要測量出巖石的軟硬程度以及厚度，然后根據已有的爆破公式計算出孔口的合理直徑和周邊間距，每一種炮孔位置的分布都是非常講究的，炮孔的深度、直徑都需要測量人員通過精確地測量，再繪制出具體的直徑，炮孔之間的位置與間隙也要合理布置，由施工人員精確控制孔間距離，確定好炮孔的分布后，還需計算出每一個炮孔的深度，保證炮孔的空地都是在同一水平上。

（2）鉆孔。運用科學的計算方法確定每一個炮孔的位置后，就需要鉆孔，可能每個礦區巖石的分布情況都是不同的，施工人員應該先勘測好施工區域的巖石軟硬程度，在利用先進的鉆機鉆孔，鉆機充分運用了現代數字化技術，配有電子顯示儀，可以根據施工進度實時測量出鉆孔的深度、寬度及其他相關數據，施工人員就能根據現實的數據調整施工方法，以達到較好的施工效果。鉆孔完成之后，還要仔細檢查，保證每一個炮孔的深度一致，并做好炮孔的保護工作，避免其他雜質進入炮孔中。

（3）炮孔驗收。精細化爆破技術中鉆孔的京都是需要嚴格控制的，在鉆孔的過程中一定要保證鉆孔的精度和質量，因為鉆孔的位置、深度不僅會受巖石特點、鉆機性能的影響，還會受到鉆孔人員操作技術水平的影響，為保證炮孔的質量達到爆破標準，可以采用以下措施進行管理：一方面，鉆孔施工過程中，采用先進的鉆機和炮孔測量的儀器保證鉆孔的質量，再對操作人員進行專業知識與技能的培訓，并制定相應的考核機制，針對實際測量出的鉆孔結果對操作人員進行考核，提高鉆機手的責任意識，使其深刻了解到鉆孔精度的重要性。另一方面，炮孔鉆好之后進行驗收，使用吊尺及其他測量工具，量出炮孔的深度以及是否存在其他影響爆破效果的物質，盡量減少誤差。

3.3 爆破技術應用管理精細化

爆破技術精細化管理，既能保證施工人員的安全性，減少安全隱患的發生，提高采礦企業的社會效益，又能節省經濟成本，提高經濟效益，要做到精準無誤的管理，可以從多方面進行。首先要制定科學合理且有效的管理和監督制度，對于爆破的每一個環節都要進行嚴格的檢查與核對，對清空裝藥、爆破施工、爆破后三大環節進行監控，并采用各環節負責人相互監督的機制，互相督促每一個環節的操作，爆破后的工作主要就是記錄好此次爆破的相應數據和效果，為下一次爆破提供數據依據。其次是嚴格按照國家規定的標準進行施工作業，爆破施工是危險系數較高的工程，一旦爆破標準偏離了設計要求，就可能會改變爆破的方向和威力，從而產生大量的大塊和飛石，威脅工作人員的生命安全，所以工作中的每一步都要嚴格按照指定的標準規范的操作。對于爆破過程中的所有數據都應該有專門的記錄，最好是形成一個工作安全分析表，為爆破工作的開展提供數據參考與支撐。

4 結語

露天礦區精細化爆破技術的提高，爆破所需設備也在不斷的改進與完善，爆破過程中應用的材料精度更科學合理，除了從施工硬件設備設施上的研發和完善，我國礦山精細化爆破的管理理念和管理手段也在向其他國家借鑒優秀的經驗，主要從定量設計、精心施工、精細化管理三個方面進行了研究。無論理論知識如何，最終落到實處的都是實際應用情況，研究者們在研究精細化爆破理論的基礎上，還應該結合礦山現場實際情況，找出問題關鍵點，完善施工工藝，優化施工設計，從細節把控好施工質量，才能進一步提升精細化爆破的水平，提升施工效率，創造出良好的經濟效益和社會效益。