煤礦采礦工程中逐孔起爆技術的應用

張金寶

摘要：現階段，在露天煤礦的生產工作中經常需要使用到爆破技術，因為爆破技術的效果好壞直接影響到生產成本、經濟效益和采礦效果，所以實際上各單位都在積極改進自身的爆破技術，而逐孔起爆技術就是現階段較為理想的起爆方法。因為逐孔起爆方法可以充分的利用炸藥所產生的能量，減少地震波的作用，有效降低成本，所以該方法在目前已經取得了較好的爆破效果，得到了業內的肯定。基于此，本文著重探討煤礦采礦工程中逐孔起爆技術的應用。

關鍵詞：煤礦采礦;逐孔起爆;應用;對策

1、前言

逐孔起爆技術是目前在露天煤礦中效果較好的起爆方式，最近幾年隨著各采礦單位或企業的研究發現，逐孔起爆技術相比于傳統的起爆技術來說使用的炸藥量并不多，并且其爆炸產生的地震波也很小，一方面可以較好的維護露天礦區的邊坡穩定性，而另一方面也有效減少了成本投入，提高安全性。因為逐孔起爆技術的優勢，現階段很多單位都開始針對于該技術進行研究，這使得逐孔起爆技術技術已經逐漸成為露天煤礦爆破的主要發展方向，本文就以此為核心來展開探討。

2、逐孔起爆技術的相關概述

2.1逐孔起爆技術概述

所謂逐孔起爆技術，其實際上歸類于微差爆破技術，因為所有的爆破彈藥都是相對獨立的，當起點的炸藥開始引爆，而隨著一定延時和傳播，后續炸藥也會隨著引爆，先爆炸的炸藥為后爆炸的炸藥提供了一定的自由面，這使得爆破產生的應力波將會不斷的在新的自由面上進行反射和傳播，這種反復利用爆炸所產生的引力波的流程將進一步擴大炸藥的使用效果，也就意味著其將使用比傳統爆炸方式更小的炸藥量而達到相似或者更強的爆炸效果。當然，因為其主要利用的是在不同自由面之間反射的引力波來進行爆破，所以實際上其所產生的振動也并不大，這就使得被爆破的巖石互相之間更加碰撞，達到了較好的爆破效果[1]。

2.2逐孔起爆技術的作用原理

逐孔起爆技術的應用中，相鄰炮孔之間的延期時間以毫秒記，而這種時間差內的爆破將會產生能量場疊加效應，同時增加的自由面更是優化了爆破效果，提高減震效果。以三排炮孔的逐孔起爆方法為例。起點處的爆炸可以看成是單孔的漏斗爆破，而在爆炸產生應力波和氣體的引發下，巖層之中也會產生爆破漏斗，在巖石本身的縫隙下，引力波和氣體將會持續作用并擴大縫隙，進而引發巖石之間的分離。當然，在起始爆炸所產生的的巖石分離情況下，炮孔內的高溫高壓氣體還無法引發巖石的顯著移動，所以該階段只是產生大量縫隙。在后續炮孔被相繼引發后，自由面的增多使得爆破引力波方向的破碎作用被增大，增大了破碎作用，巖石將進一步被破碎。當然，因為逐孔起爆在毫秒級，所以應力場的疊加將進一步加大對巖石的破碎效果，而因為破碎的巖石塊有充足的動能，在各自之間的平碰撞之間又加大了破碎力度，進而達到爆破效果[2]。

3、實現逐孔起爆的方法

3.1孔內延期逐孔起爆

根據具體的工程情況，施工單位在炮孔內設置好高精度導爆管雷管，這樣可以有效的達到延期的效果，確保炸藥可以順次起爆。通過孔內延期逐孔起爆可以避免使用地表雷管，也就意味著其在地表的爆破網絡相比于其他方法來說更加簡便，爆破網絡在發散和銜接時也就更加方便，提高了容錯率。炮孔之間的先后起爆順序全部都根據孔內的高精度導爆管雷管來完成，所以高精度導爆雷管質量必須要較好，并且保證每一段長度的設計都和炮孔之間的延期時間相匹配。

3.2孔外接力逐孔起爆

相比于孔內延期逐孔起爆來說，孔外接力逐孔起爆的各個延期雷管都安排在孔外，設置地表延期雷管來實現銜接，而孔內的導爆管雷管具有相同的延期時間，或者是通過瞬發雷管來引爆。該方法不需要注意雷管的段位，因為其使用的雷管都是相同的，這也就意味著其在使用和裝藥上更加方便。當然，孔外接力逐孔起爆的問題在于其接力次數較多的情況下可能會引發較多的爆炸沖擊而造成地表鏈接線的損害，進而導致較為嚴重的事故[3]。

4、逐孔起爆網絡設計

在對逐孔起爆網絡進行設計的過程中，單位需要根據炮孔內部的導爆雷管和地表延期雷管的具體參數來對延期時間來進行設計，這是逐孔起爆網絡設計的重點所在。施工單位要根據露天礦和周圍環境的具體情況來選擇最好的延期時間，并且分析導爆雷管的段位是否可以滿足相應的延期需求，達到減少成本、提高利潤的目的。具體設計過程需要分為兩個流程，即分別是逐孔起爆順序和地表延期雷管的聯接。首先，需要在爆炸區域第一排自由面較多且適合爆堆整體移動的位置選擇合適的起爆點，將第一排炮孔作為控制排，以此為標桿來設定合理的巖石順序。地表采用單管聯接、孔內采用雙管延時的方式來控制起爆順序。需要注意的是，因為控制排傳爆方向和各傳爆列傳爆方向是相反的，所以其之間的夾角必須要大于90°。其次，在地表延期雷管的聯接中，需要首先聯接各傳爆列的地表延期雷管，并且要從每一列最后引爆的炮孔開始朝著控制排的方向進行聯接。在每一列聯接完畢之后就可以聯控制排，通過控制排最后的炮孔朝著起爆點聯，地表延期雷管聯接的過程中，其開口部分必須要朝上，地表管塑料鏈接塊兩側30厘米左右的導爆管和地表管要成90°[4]。

5、合理微差間隔時間的確定

合理微差間隔時間的確定關乎振動波和爆炸效果，所以必須要對該值進行確定。一般來說，在工程上會使用兩方面的數據來進行設計，即分別是孔間延時和排間延時。對于前者來說，如果是高硬度高脆的巖石，因為這種巖石對振動波的反應時間短，這也就意味著其孔間時間短。而對于軟且高塑性的巖石則相反。因為不合理的時間間隔意味著應力波在自由面上的拉伸強度將會縮減，也就導致了其對巖石的作用較弱。如果孔間延時較短的話，裂隙就會在第一時間出現在炮孔中，巖體將會被推開。在爆炸孔之內的延時時間如果沒有達到合理的值，那么就會直接引發炮孔獨立作用的情況，這就導致炮孔之間的銜接出現問題，無法進行碰撞和連鎖。當然，在目前的爆炸工程中，對于逐孔起爆的設計中，孔間延時一般都在3-8m/s，而硬巖則較短。其次應該是對排間延時進行設計。為了能夠提高爆炸效果，排之間的延期時間應該要保證較長，而該時間的設計比較依賴于巖石的性質，這是由于巖石之間的差異導致了其動態反應時間也有一定差異，在較大的波動范圍下很難進行確定。根據經驗可以確定的是。在8ms/s抵抗線下，巖體爆炸后會阻礙其他巖體的碰撞和爆炸，所以應該要保障在該數據之上才可以達到較好的起爆效果。需要注意的是，如果該值較大的話也會導致爆炸停止的問題，其上限值經過多次試驗分析應該要在15ms/m抵抗線以下。

6、結束語

綜上所述，本文探討了煤礦采礦工作中逐孔起爆技術的應用內容，分析了該技術的原理和背景，并提出了其在使用過程中的形式、網絡設計和合理微差間隔時間的確定要點。可以說該技術在礦山開采工程中有著較好的發展前景，具體的技術措施的優化和完善還需要相關單位能夠做好研究。

參考文獻：

[1]于江浩.逐孔起爆技術在勝利露天煤礦中的應用研究[D].遼寧工程技術大學，2015.

[2]于江浩，宋子嶺.逐孔起爆技術在露天煤礦深孔爆破中的應用[J].遼寧工程技術大學學報（自然科學版），2015，34（04）：438-441.

[3]張成忠，王輝聰，林野，陳亞強.煤礦采礦工程中逐孔起爆技術的應用[J].科技資訊，2013（29）：101-102.

[4]付天光.逐孔起爆技術應用基礎研究[D].遼寧工程技術大學，2010.