煎茶岭镍矿爆破参数的优化

杨陆海，周 旭，林 强，白朝选

（陕西煎茶岭镍业有限公司， 陕西 汉中市 724308）

煎茶岭镍矿爆破参数的优化

杨陆海，周 旭，林 强，白朝选

（陕西煎茶岭镍业有限公司， 陕西 汉中市 724308）

煎茶岭镍矿虽一直采用光面爆破进行生产，但由于其岩体不稳固，生产中经常出现爆堆大块率高、爆破规格无法控制、炸药单耗高等问题。为此，开展了不稳固岩体巷道掘进的光面爆破的试验研究，得出了适合该矿开采的光面爆破参数。

软岩；光面爆破；爆破参数；优化设计

光面爆破作为一种成熟的技术，爆破参数对光面爆破的效果具有十分重要的影响，而爆破参数的确定主要处决于岩体性质，因此，不同矿山或单位其爆破参数各不相同。煎茶岭镍矿矿岩主要以滑镁岩、菱镁岩、叶蛇纹岩组成，矿岩体中结构裂隙发育。为取得理想的光面爆破效果，开展了光爆试验。

1 存在问题分析

针对煎茶岭镍矿爆破效果不理想，进行了大量的现场记录分析，发现主要有以下几方面的原因。

（1）最小抵抗线过大。根据原有设计，现场进行了大量的试验，通过试验效果分析，认为原有的最小抵抗线（750mm）过大，导致辅助眼与周边眼之间在爆破瞬间不能拉通，不但造成周边眼爆破对两帮的破坏，同时周边眼与辅助眼之间容易形成大块。

（2）不耦合系数的选择不合理。不耦合系数n值大时，表示药包与孔壁之间的间隙大，爆破后对孔壁的破坏小；反之对孔壁的破坏大。现场试验发现n＜2，则孔壁质量难以保证。药包应放在炮孔中间，不能与保留区的孔壁紧贴，否则n值再大一些，就可能造成对孔壁的破坏。通过试验得出n＝2～4。实践证明，当n≥2时，只要药包不与保留的孔壁（指靠保留区一侧的孔壁）紧贴，孔壁就不会受到严重的损害。

（3）炮孔末端未使用炮泥堵塞。良好的堵塞不但能充分利用炸药的爆炸能量，而且能减少爆破有害效应的产生。煎茶岭镍矿炮孔未采用正规的堵塞手段，现场采用炮纸及矿渣等堵塞，堵塞不充分，严重影响爆破效果。

（4）炮孔布置不合理。辅助眼与顶眼间距过大，致使爆破后大块较多。

2 优化设计各爆破参数

2.1 炮眼间距

合理的炮眼间距应保证炮眼间贯通裂隙完全形成。综合考虑爆炸应力波和爆生气体在贯通裂隙形成过程中的作用，光爆周边眼的间距与其最小抵抗线存在一定的比例关系，即：

式中：K——炮眼密集度系数，一般为0.6～1.0，岩石坚硬时取大值，软时取小值；

E——周边眼间距，一般取400～600mm；

W——最小抵抗线。

按照光面爆破的要求，周边眼的中心都应布置在巷道设计断面的轮廓线上，且眼底应稍向轮廓线外偏斜，一般为100～150mm，这样可使下一循环打眼时凿岩机有足够的工作空间，同时要尽量减少超挖量。

2.2 装药结构及装药量计算

选用Φ32mm乳化炸药药卷，其殉爆距离为30 mm。空眼直径42mm，其它炮眼直径为40mm，周边眼采用间隔不耦合装药（见图1），其它眼采用连续装药。掏槽眼、辅助眼、周边眼及底板眼的装药量可按下式计算：

图1 周边眼不耦合装药结构

式中：q——单眼装药量，kg；

K——比装药量，参考其它类似工程统计数据，选取K＝0.47～0.61；

a——炮眼间距，m；

W——炮眼爆破方向的抵抗线，m；

L——炮眼深度，m；

λ——炮眼所在部位系数，可参考表1选取。

表1 炮眼部位系数λ值

2.3 装药密度

装药量合适与否关系到爆破的质量、安全和经济性，因此是一个重要的参数。装药密度可用以下经验公式计算：

式中：δy——岩石极限抗压强度，MPa；

r——预裂孔半径，mm；

q——线装药密度，kg/m。

该式适用范围是δy＝10～15MPa，r＝46～170 mm。

2.4 炮泥堵孔

堵塞物必须使用黄泥，设计堵塞长度为700 mm，无论在任何情况下，须保证堵孔长度不小于500mm。

2.5 炮眼布置及单孔装药量

周边眼间距550mm，抵抗线700mm；辅助眼分两层，外层辅助眼间距为700mm，内层间距1000 mm。

周边眼采用不耦合间隔装药，为实现间隔装药，使药卷居中在孔内，预先按设计将药卷用传爆线串联在竹片上。

爆破软岩（f＜6）时，炮孔布置见图2，爆破参数见表2。炸药体积单耗q＝0.85kg/m3，炸药质量单耗q＝0.28kg/t。

图2 软岩（f＜6）光面爆破炮孔布置

表2 软岩（f＜6）光面爆破参数

爆破硬岩（f＝6～7）时，炮孔布置见图3，爆破参数见表3。炸药体积单耗q＝0.9kg/m3，炸药质量单耗q＝0.3kg/t。

图3 坚硬岩性（f为6～7）爆破炮孔布置

表3 坚硬岩性（f为6～7）进路爆破参数

2.6 作业要求

（1）严格按钻爆设计进行施工，周边眼间距的误差不大于50mm，辅助眼间距的误差不大于100 mm，周边眼的外倾角不大于3°。

（2）除周边眼、顶板眼、底板眼外，掏槽眼、辅助眼方向垂直工作面，要求孔底在同一平面上。

（3）钻孔结束后要清孔，炮眼装药完毕用炮泥堵塞，确保装药质量。

3 结 论

经过大量的现场试验，逐步修改各爆破参数，煎茶岭镍矿的光面爆破取得了理想的效果，不但爆破块度得以控制，而且爆破的进路断面大小、轮廓规整。通过试验得出以下结论：

（1）降低了炸药单耗，煎茶岭镍矿原爆破炸药单耗0.36kg/t，经过反复试验后炸药单耗降低至0.28～0.3kg/t；

（2）炮孔堵塞作用重大，在光爆中，若炮孔不堵塞或堵塞质量差将直接影响炸药爆炸作用，使爆炸力减弱；

（3）周边眼必须采用不耦合装药技术，周边眼若连续柱状装药，爆破后对周边轮廓破坏较大；

（4）针对不同性质的矿岩，应通过现场试验确定合理的爆破参数，并采用适宜的单孔装药量及炮孔布置。

［1］ 肖木恩.光面爆破技术在破碎岩体掘进中的应用［J］.矿业研究与开发，2005，25（2）：78－79.

［2］ 刘 亮，王洛锋，柳海峰，等.光面爆破在三道庄钼矿的应用［J］.采矿技术，2011，11（5）：57－60.

［3］ 左宇军，王茂玲.光面爆破装药量的确定［J］.矿业研究与开发，2001（S1）.

［4］ 陆玉根，陈建宏，肖 诚，等.全断面光面爆破快速施工技术［J］.矿业工程研究，2011（3）：32－35.

［5］ 李 雄.井巷光面爆破参数的选择实践［J］.采矿技术，2006，6（3）：525－527.

2012－08－14）

杨陆海（1983－），男，采矿工程师，硕士，主要从事采矿工作。