采礦工程中爆破技術的發展與應用研究

趙新

摘 要 隨著先進科學技術的發展，各種先進的設備被大規模地投入到了采礦工程當中，為了提高施工效率，也運用了一些全新的先進施工技術，其中爆破技術得到了廣泛的應用和關注。爆破技術在一定程度上減少了爆破工程的工序和施工壓力，極大地推動了采礦工程專業的發展進程。但是爆破技術本身是一項比較危險的應用技術，在保證爆破效果的同時，安全是最需要考慮的問題。本文通過分析采礦工程中爆破技術發展與應用的具體情況，旨在為該行業的發展提供有效建議。

關鍵詞 采礦工程 等離子爆破技術 電子雷管爆破技術 堵塞爆破技術 鑿巖劈裂技術

中圖分類號：TD82 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）03-0121-03

爆破技術本身是利用炸藥的爆破性能，針對某一固定物體利用爆破所產生的能量進行破壞，因為其在采礦工程中的優異表現，近幾年來在工程當中得到了廣泛的應用。[1]爆破技術是利用炸藥進行爆炸而產生巨大的能量，礦山原本的結構因為高熱氣體的影響而發生爆炸，從而達到工程建設的基本目標。但是爆破技術的應用有非常嚴格的時間限制，安全控制比較有難度，必須要嚴格地按照規定的操作流程進行，只有這樣才能夠確保其安全性。

1 爆破技術的應用基礎分析

1.1 應用理論基礎分析

爆炸是因為各種物質之間產生的急劇的物理以及化學反應，在極短暫的時間內，由于物質性質的變化而產生巨大的能量，這股能量與周圍的物質以及物體共同發生光和熱的化合反應[2]。如果確定在某一采礦工程中需要運用到爆破技術，就需要做提前的準備工作，應該對爆破物質的種類進行詳細的了解，并且對實施爆破的現場提前進行數據勘測，根據最合適的地點來選擇最佳和最適合的爆破種類物質。目前使用較多的爆炸種類還是物理爆炸以及化學爆炸兩種，確定了采取何種爆炸種類之后，還要考慮到爆炸物質能夠及時發生反應的幾個必要條件。爆炸物質能否進行高速的放熱反應，能不能在這個過程當中產生大量的氣體，另外對于炸藥這種極其具有爆炸性質的物質，需要對這樣的化學反應形式進行主要的成分分析。確定不同的反應式之間的相互轉化的形式，以此來擁有最佳的爆炸效果，推動工程的進展，并且維護建設安全。

1.2 表現形式及操作流程分析

爆破技術的表現形式包括了聲音、光亮、煙塵、碎石、土質坍塌等等[3]。也就是說，在實施爆破行為之前，一定要對實施爆破的地點周圍的土質進行全方位的探測，這樣才能夠確保掌握土質的各種詳細的情況[4]。通過勘測而得到的數據可以輔助設計出更加優質的施工方案，并且更加有系統、有計劃地規劃好后續的爆破過程。同時在爆破工程結束之后的評價分析階段，也可以對后續的工程施工開展提供一定的建議，對爆破工程進行驗收，能夠對礦山整體的施工建設的質量提供保障。

2 采礦工程中爆破技術的應用發展情況

2.1 采礦工程中等離子爆破技術的應用發展

目前，在我國大多數的采礦工程當中，使用到的爆破技術還是比較傳統的火藥類型的爆破，涉及到火藥的爆破技術，應用程序比較復雜并且危險性非常高，除此之外，火藥爆炸之后所產生的粉塵以及刺激性的氣味都會對環境產生比較嚴重的不利影響。等離子爆破技術作為一種新型爆破技術，相對于傳統的火藥爆破技術來說，它的優勢在于無污染，符合現代社會所追求的綠色環保可持續發展的目標，屬于一種比較高端的爆破技術。等離子爆破技術產生爆破的能源來自于電能，而不是傳統的化學反應能，在蓄電池組中提前進行電能的儲備，再將金屬電極放在需要進行爆破的巖石孔洞當中，在比較安全的距離設置一個遠程操控的機關，當機關進行操作的過程中，蓄電池中的電能會得到非常快速的釋放，釋放過程中所產生的巨大能量帶來的壓力，會使得巖石孔洞在高溫高壓下直接破碎，從而達到爆破的目的。而需要應用到等離子爆破技術的工程，通常是利用等離子爆破技術對二次碎石進行再次處理，將提前所準備好的引爆機關安置在需要進行再次處理的二次碎石上，就能夠對還不符合建設處理要求的比較大面積和大體型的碎石進行再次爆破，這樣的爆破形式比較適合于在露天的礦場區域內進行。還有一種需要運用到等離子爆破技術的是對一些比較堅硬的巖石進行爆破，并且能產生比較持續的效果。雖然等離子爆破技術可以形成與炸藥爆破技術等傳統爆破技術相似的效果，但是由于用電能代替了化學能，對環境所產生的危害已經基本上降到了非常低的一個范圍，有效地防止了有害物質的產生，保護了采礦工程的建設環境，安全性進一步地提高。

2.2 采礦工程中電子雷管爆破技術的應用發展

目前在我國采礦工程中，應用比較多的爆炸技術中有一種叫做電子雷管爆破技術。這一種爆破技術與傳統的非電能起爆技術相比，它不依賴于明火點燃導火索來進行引爆，而是通過在電子雷管內部的電絲自動發熱到一定的程度和臨界點后自動引爆。并且電子雷管爆炸技術可以提前按照爆破設計的需求來確定爆炸點，在時間上可以得到非常精確地控制。電子雷管爆破技術可以達到比較良好的爆破效果，對爆破點的爆破范圍控制的精密程度也比較高，同時非常便于操作，在目前的大部分的采礦工程當中得到了非常好的應用發展。

2.3 采礦工程中激光和光纖起爆系統的應用發展

目前所應用較多的比較安全的起爆系統大多是電起爆系統，在起爆的過程當中容易出現一些雜質電流，從而導致電路短路或者是影響到起爆的精準時間，從而導致爆破工程出現比較嚴重的安全事故。因此對于起爆系統而言，不會出現雜質電流的激光和光纖起爆系統則更加的安全可靠，通過一臺激光設置則可以更好地控制起爆的時間，并且也不會對人生命安全造成危害，也避免了電路原因對起爆系統產生效果的不利影響，基本上不會出現漏電事故。同時能夠延長起爆距離，對起爆的安全控制有著更好的穩定性。

2.4 采礦工程中堵塞爆破技術的應用發展

除了火藥爆破技術是一項使用時間非常久遠的爆破技術之外，堵塞爆破技術在采礦工程當中的應用發展旅程時間也不短。堵塞爆破技術是利用堵塞物質來堵塞炮孔，這樣的爆破效果并沒有得到很大的體現，并且還容易出現大量的粉塵和砂石。通過長時間的摸索和研究分析，堵塞物質從傳統的巖石粉末和沙土換成了隨處可見的水，這樣一來爆破的效果得到了提升，爆破質量更加可控，同時還在工程爆破實施的過程中降低了爆破成本。但是堵塞爆破技術對于操作技能水平有著比較高的要求，實施和操作起來的工序較為復雜，因此，應用難度會比較高。要想很好地應用好堵塞爆破技術，首先就要做到對泡孔的具體情況熟記于心，如果發現了封堵，就要提前將具有防水性能的炸藥包放置到孔洞當中，將孔洞內部的水分擠出來，這樣才能夠讓炸藥包和孔洞的內壁比較緊密地貼合在一起。如果孔洞內部比較空爽，沒有其他物質造成封堵，那么就可以直接將炸藥包放入孔洞當中，之后再慢慢地朝孔洞當中注入一定的水分，一直到能夠達到比較好的堵塞效果。比如說為了能夠達到爆破效果，提前在爆破孔洞內部將空隙填滿，利用堵塞爆破技術注入一定的水，這樣能夠防止爆破質量下降。

2.5 采礦工程中鑿巖劈裂技術的應用發展

鑿巖劈裂技術實際上比較依賴于機械設備對巖壁進行開挖，首先要對所選定的炮孔用適當的工具進行鉆鑿作業，然后將專業的劈裂機中的劈裂桿放置到選定的炮孔內部。劈裂機進行施工作業的過程當中，會使得巖石承受非常大的應力，從而承受不住出現裂縫，然后在裂縫處對巖石進行破碎處理和劈裂，從而達到巖石破碎的目的。鑿巖劈裂技術在應用劈裂機進行作業的過程中，由于劈裂機本身不會產生較強的震動，對于原本的采礦地周邊環境不會產生較大的影響，對于壓力的控制和施工環境的通風需求也沒有那么高。

2.6 采礦工程中中深孔爆破技術的應用發展

采礦工程的施工地一般都會選定在礦山或者是一些中小型的基地內部，在傳統的爆破技術應用之下，需要控制非常大范圍的爆破距離，同時，爆破過程中非常多的資源和材料會出現浪費。因此，為了中小型礦山的采礦工程能夠更加地合理，資源利用效率能夠得到提升，在這種情況下，中深孔爆破技術以它本身技術上的改進和創新，幫助提升了爆破的安全性，也一定程度上降低了開采礦石的成本，對于原本其他巖層的傷害也降到了非常低的標準。但是為了能夠更加安全地利用中深孔爆破技術，后排藥量與前排藥量的控制需要更加地注意，后排藥量必須要大于前排藥量，這樣才能夠使爆破的效果達到最佳。

2.7 采礦工程中無線分段起爆網絡技術的應用發展

采礦工程當中，爆破技術不停地在進行自我革新與發展，新型爆破技術為采礦工程提供了更加安全的技術條件和應用基礎。目前，大部分的采礦工程當中都是由多個爆破點同時開始爆破作業，而多點爆破則能夠確保提高爆破的效率。而利用無線分段起爆網絡技術則能夠更加精準地控制多點爆破的效果和效率，通過網絡精準地定位多個爆破點實施爆破行為，避免了人工傷亡等安全隱患，同時，還能夠比人工更加精準地控制炸藥爆炸的準確度和多點引爆的精確度。通過網絡能夠使得時間的控制更加地精準，同時對爆

破儀器設備的檢查也會更加地仔細，在確定基本的網絡傳輸精準度之后，可以很好地通過網絡來連接爆破孔洞。

3 應用新型爆破技術的注意事項

3.1 選擇最為合理的引爆方式

目前爆破技術在選擇合理的引爆方式的過程當中，主要有兩種爆破方式，一個是雷管爆破，另一個是藥包引爆。而以雷管作為引爆炸藥的方式也可以分為電子或非電雷管兩種形式。對于炸藥爆炸的威力和穩定性的控制來說，引爆方式的選擇是非常重要的一個因素，起爆方式根據爆堆的分布情況和均勻程度來進行選擇，反過來說爆堆的情況也會影響到起爆方式。只有提前對爆破場地周邊的自然環境以及巖石分布情況做了比較詳細的調查研究，同時考慮到施工工期內的季節性變化因素，才能夠根據不同的爆炸效果目的以及爆炸的順序來選擇最符合現場爆破基本需求的起爆方式。

3.2 控制爆炸的延長時間

進行爆破作業的過程當中，一定要留下一定的延期爆破時間，這是為了能夠在炮孔與炮孔之間選擇更加合理的排列爆炸順序，并且為人工安全保護提供一定的時間準備，比較合理的延期時間是維護采礦工程安全施工的重要前提和基本條件。而延時時間的長與短，則要根據不同的爆破技術的選擇來進行制定。比如說深孔爆破技術在延時時間方面就要比較短，只有這樣才能達到比較好的爆破效果。并且因為設置了一定的爆破延長時間，在爆破作業過程當中，因為爆破的沖擊力而產生的飛石，就可以大幅度的減少。同時也能夠減少對其他爆破點的影響，不會出現提前引爆或者是引爆失誤的情況。

3.3 設置抵擋飛石的區域

設置抵擋飛石的區域是爆破覆蓋和警戒區，而在爆破區進行覆蓋的行為則是利用一些強韌性比較強的材料提前進行爆區覆蓋，這樣能夠提前擋下一些爆破過程中出現的飛石，通過人為進行警戒區的警示和管理，在入口處進行標牌說明，禁止非專業工作人員隨意進入警戒區域內部。這個區域既可以達到非常好的抵擋飛石的效果，也可以在一些緊急情況發生之后，為工作人員提供安全區，進行安全庇護。對于孔洞來說，如果在孔洞內部的炸藥量過量，就會很容易堵塞從而出現較多的飛石，因此在孔洞的入口處放置一些沙包，也可以達到非常好的抵擋飛石的效果。

3.4 加強對爆破現場的質量管控力度

由于爆破作業是一個對專業以及安全性有著非常高要求的施工工序，因此對于爆破現場的質量管控和環節管理是一個非常重要的步驟。為了避免出現現場混亂或者是其他有關質量的問題，就一定要對爆破現場的各個工序各都能夠做到有序安排。對于爆破炸藥的質量管理，也是有效地提高爆破效果的前提，能夠進一步提高采礦工程爆破作業的質量。

4 結語

在采礦工程當中，爆破技術作為一種非常有實效性的應用施工技術，在長時間的工程應用中獲得了非常出色的表現。隨著時代的進步，對采礦工作作業的要求越來越高，對于爆破技術的發展和更新也更加地重視。而爆破技術的不斷發展和應用，可以促進工程效率的提升以及工程質量的提高。目前已經出現了許多新型爆破技術，但是對于不同的礦區來說，由于自身條件的不同，還無法做到全方位的覆蓋和具體應用，不過未來一定能夠取得非常亮眼的效果。

參考文獻：

[1] 徐云森.爆破采礦技術的發展及應用[J].內蒙古煤炭經濟，2020（11）：151-152.

[2] 趙清全.爆破技術在采礦工程建設項目中的應用研究[J].工程建設與設計，2020（08）：173-174.

[3] 孫喜鵬.爆破技術在采礦工程的應用探討[J].陜西煤炭，2019，38（05）：163-165.

[4] 王玉強.爆破技術在采礦工程中的應用研究[J].內蒙古煤炭經濟，2019（16）：20-21.