探討露天礦山和諧爆破關鍵技術及應用

彭 婷

（中國葛洲壩集團易普力股份有限公司，重慶 401121）

爆破技術是采煤行業破巖的常用方法，隨著時代的進步與經濟的發展，我國采煤企業對爆破技術的應用也朝著科學高效、環保安全的發展方向前進，特別是最近幾年，露天礦山爆破技術得到了質的提升。但是爆破工作用到的炸藥本身具有一定危險性，露天礦山的爆破過程非常容易出現安全事故，影響采煤施工的綜合效益。因此，在露天礦山的爆破工作中一定要做到精細化管理，做到和諧爆破，才能最大程度地降低露天礦山爆破的危險系數。

1 露天礦山和諧爆破技術

1.1 露天礦山和諧爆破技術概述

大型的露天礦山開采大多采取大區域、高臺階的微差爆破模式，在爆破工作進行過程中會用到高效率旋回破碎機、大噸位汽車和膠帶運輸機等大型的機械設備[1]。隨著科學技術的提高，自動化計算機技術也應用到了露天礦山的開采工作中，露天礦山的爆破工藝逐漸朝著信息化、自動化、科技化、數字化的方向發展。近幾年，我國相關企業在露天礦山爆破工程上將電子雷管和先進的高精密度毫秒導爆管雷管聯合應用，大大增強了露天礦山爆破施工的安全系數。

和諧爆破技術是最先進的露天礦山爆破技術，這需要相關企業進行系統嚴密的測算，對施工爆破地的地質、構造、地形等信息進行細致了解并制定出合理的爆破方案，在這個過程中需要相關企業通過系統化、規范化的組織管理模式來保證和諧爆破工作的順利開展，精細化管理在露天礦山等大型爆破工程中的應用是非常重要的，通過相關企業的精細化管理達到提升露天礦山和諧爆破技術水平的目的。

1.2 導爆管雷管爆破、數碼電子雷管爆破及振動監測

在具體露天礦山爆破工作實施前，要對露天礦山的基本情況進行詳細的了解，內容包括礦山的地理位置、露天礦山的類型、礦山表面的巖石的成分、巖層的結構密度、風化能力和穩定性等，對露天礦山的周圍環境也要進行細致勘察，合理控制爆破工作的影響范圍，確保礦山周圍居民的安全，保證露天礦山爆破工作的順利進行。在做好精密的勘探工作過后，要制定爆破工作的具體實施方案，根據礦山特點安排爆破孔的個數和具體位置，合理制定炸藥的數量，逐孔引爆。若露天礦山爆破后部分巖石的塊度較大，則需要進行二次機械破碎。實時對露天礦山的爆破情況進行振動監測，對爆破數據進行系統的記錄，保證爆破工作的周密安全。利用礦山原有的爆破參數，應用數碼電子雷管進行起爆，設置準確的爆破測振點，對爆破進行振動監測，分析對比電子雷管爆破和導爆管雷管爆破的爆破效果，針對露天礦山的具體情況選擇適合的爆破方式，并進行振動檢測，保證露天礦山爆破工作的順利進行。

1.3 基于數碼電子雷管爆破的技術優化

數碼電子雷管的應用優勢是高精度，起爆穩定，另外采用數碼電子雷管對網路進行起爆還能夠優化爆破孔參數和排距參數。爆破的地震波在傳爆方向上會產生相應的疊加，疊加會增大爆破的振動強度，所以在對露天礦山進行爆破工作時要設置好合理的傳爆方向從而減少爆破的振動強度。根據露天礦山情況設置好起爆的方向，按照方案進行依次起爆。通過先起爆的炮孔將周圍的巖石震碎形成一條破碎段，從而將部分后起爆的炮孔產生的地震波反射回去，減少地震波傳向被保護物體，通過技術手段達到控制爆破的目的，降低被保護物體位置的爆破振動的強度[2]。數碼電子雷管能夠做到精確引爆，在露天礦山的爆破過程中可以利用數碼電子雷管精確延遲的特點，按照設計方案按順序對爆破雷管進行起爆。利用數碼電子雷管進行爆破能夠實現爆破孔間的毫秒延時，通過前一個引爆孔增加后引爆孔的自由面，使得爆破的方向是交錯的，能夠通過巖石間的碰撞使得巖石破碎得比較均勻徹底，一定程度上還能夠減少飛石的產生，降低爆破工作的危險。

2 露天礦山和諧爆破技術應用研究

2.1 爆破技術應用的定量設計

在開展露天礦山的爆破試驗操作過程中要應用QED、GPS等專業的設計軟件，利用數字礦山設計軟件進行露天礦山的實際地形數據的測算，根據對爆破塊度的實際需求，結合專業數據信息定量設計爆破的參數，從而保證露天礦山的爆破效果。定量化的爆破設計還應該充分考慮爆破地的巖石條件和爆破用到的炸藥的性能以及露天礦山的自然位置條件等多方面因素，通過多次模擬試驗、對設計方案進行優化調整，確定最終的爆破方案。

首先，要勘察露天礦山爆破區域的地質結構。在露天礦山進行爆破操作前，要利用信息技術手段對礦山爆破地的地質結構、巖石結構及形態等區位條件進行細致勘察測算，將這些所得數據整理記錄為礦山的爆破工作提供資料的參考。第二，要精確的測量炮孔抵抗線的信息，在進行爆破裝藥前要利用激光測繪儀器對炮孔抵抗線進行測量，對測量所得到的數據信息進行分析處理，繪制生成直觀立體的炮孔抵抗線斷面圖。根據圖像上顯示的炮孔抵抗線的長度對炮孔的裝藥量的大小及時的進行相應的調整，合理爆破裝藥的結構，從而達到最理想的爆破效果。這類爆破技術的優勢是不需要相關的工作人員在危險的爆破區域進行細致觀測就能夠獲得專業的數據信息，保證了信息數據的準確性和及時性，也保障了相關工作人員的生命安全，降低了對露天礦山進行爆破的施工危險。第三，定量設計在對貴金屬礦山的開采過程中，能夠合理的控制巖體爆破后的移動位置，減少了爆破對礦石的破壞，降低了對礦山開采的損失。為了在爆破過程中，更好的控制礦山爆破過程中巖體的移動位置，要利用礦山測算軟件對爆破的布孔位置進行臺階式的分區，利用高精度導爆管雷管對各炮孔進行爆破模擬，精確的控制雷管的起爆順序，確保巖體的移動方向與礦體走向一致，對礦石的挖掘方向進行合理控制，最大程度上減輕礦山挖掘的難度[3]。第四，爆破技術的定量設計能夠更好的模擬爆破能量的分布信息，在爆破工作現場，需要對炸藥的能量強度、炸藥的分布情況、對巖石的損傷程度等問題進行周密的考慮，通過專業的爆破數據分析軟件對裝填炸藥的炮孔范圍進行能量檢測，結合露天礦山的現場數據情況，對爆炸能量在炮孔斷面的水平和垂直方向進行模擬操作，通過試驗模擬確定炸藥裝填量和炸藥設計結構的合理性。第五，對爆破所產生的有害效應進行精準的預測。露天礦山爆破工作現場產生的有害效應包括爆破振動和爆破飛石。只有在定量設計階段精準的測算出爆破的參數和振動飛石的距離，才能有效的保證現場人員的生命安全，為了保證定量設計過程中對飛石的測量數據能夠接近實際爆破現場的數據需要相關人員將計算參數帶入到拋物線方程中，從而計算出精確數值，保證在爆破進行時所有的現場人員能夠安全撤離。

2.2 爆破技術應用施工的和諧化

第一，炮孔位置的布置，為了保證在露天礦山進行爆破后能夠得到一個相對完整的臺階底板，相關工作人員可以用測繩和拉皮尺的方式進行爆破工作中的布孔操作，在布孔完成后可以用水準儀或RTK對各個炮孔的孔口標準，炮孔大小等進行詳細的測量，從而保證所有的炮孔位置都處于同一個水平面上，最后根據測量來進行爆破網絡的設計。第二，鉆孔工作。為了保證炮孔的深度和炮孔角度能夠達到設計方案的要求，需要相關工作人員采用先進的鉆機設備，運用信息化監控設備通過電腦的顯示屏幕進行鉆孔速度和鉆孔深度以及鉆孔角度的實施調查，確保鉆孔位置的準確，在確認炮孔的深度和角度達到預設方案位置時，對炮孔進行封口，達到保護炮孔的目的，從而為露天礦山的爆破效果提供技術保障。第三，炮孔的驗收。鉆孔精度的影響因素有很多，在具體施工過程中，鉆機的性能、巖層的結構、施工人員的技術等因素都能影響到炮孔的精度。如果在實際操作的過程中，炮孔的位置出現了誤差，偏離了預設的炮孔軌道，就會改變炮孔抵線的方向和大小，導致爆破過程中產生大量的巨大飛石，帶來巨大的安全隱患。因此，在進行裝藥前一定要對炮孔進行驗收，保證露天礦山爆破的安全。第四，炸藥的放置。為了保證炸藥的用量能夠滿足露天礦山爆破的需求，需要爆破現場的工作人員嚴格把控炸藥的用量和炮孔的填塞長度，確保炸藥的裝載和操作方式符合爆破方案的設計要求，在具體的裝藥操作過程中，利用電子秤和量杯對炸藥的密度和用量進行測量，嚴禁裝藥過量。最后要應用爆速儀對炸藥的爆炸速度進行測量，更好的滿足露天礦山爆破的需求。

2.3 露天礦山爆破技術應用管理的和諧化

露天礦山的爆破工作是極其危險的，在露天礦山的爆破過程中，相關的工作人員要增強安全意識，利用先進的管理方式對爆破工作中的潛在風險進行有效的控制和防范，更好的保障露天礦山爆破工作的工作質量和現場工作人員的生命安全[4]。在露天礦山爆破現場要建立嚴格的現場審核制度，嚴格管控露天礦山爆破現場的每一個環節，對爆破現場仔細排查，確保每一個步驟的安全性，將爆破現場的安全隱患扼殺在萌芽階段。在爆破現場，相關技術人員應該根據具體的工作需要制定科學的工作安全分析表格，對每一個爆破工作環節的危險性能進行安全等級評估，并根據評估結果制定相應的危險情況應對措施，從而最大程度上保證現場工作人員的生命安全。最后，為保證露天礦山的和諧爆破技術的應用，還需要企業管理部門加大對露天礦山爆破現場的監管力度，在進行爆破工作前對現場人員進行專業的技術培訓，增強現場工作人員的安全意識，制定專業的爆破現場規章制度，保證工作人員工作的規范性，為露天礦山的爆破工作安全開展提供保障。

3 結論

綜上所述，隨著科技的進步，信息技術的快速發展，爆破技術的總體水平也在不斷提高，爆破工作中用到的設備器械的應用精度也得到了相應的提升，相關工作人員加大了對爆破技術領域的研究，大大增加了露天礦山爆破工作的安全系數，為露天礦山的開采工作提供了便利，使得相關企業能夠更好的進行采煤工作，為國家的能源開采做出貢獻。