德兴铜矿降低大块率和根底率的措施探讨

摘 要：通过对德兴铜矿地质构造及实际爆破效果的调查基础上，分析了爆破大块与根底产生的原因，并采取了一系列优化措施，改善了爆破效果，对露天矿山爆破设计、施工有一定的参考作用。

关键词：德兴铜矿；爆破；大块率；根底；优化措施

爆破施工是露天采矿作业的重要组成部分，爆破效果的好坏，直接影响着后序工作的进行，关系到采矿成本的高低。爆破之后的大块和根底是衡量爆破质量的指标，直接影响电铲的铲挖效果、二次爆破以及机械破碎的工作量。因此，减少大块率和根底数，对提高采矿生产效率、节约采矿成本、保证施工安全具有重大意义。

一、矿区地质性质

德兴铜矿为一特大细脉浸染型斑岩铜矿，矿体赋存在花岗闪长斑岩体与千枚岩地层的接触带，矿石与围岩没有明显分界线。矿区构造主要为断裂构造，矿区断层纵横交错，裂隙密集成带，矿岩坚固、致密、有韧性、节理裂隙比较发育，整体性较好。矿岩按可爆性分为三类：Ⅰ类矿岩主要是强蚀变千玫岩，花岗闪长玢岩，普氏系数f=10-12。致密坚硬有韧性，难于穿爆；Ⅱ类矿岩为黄铁矿含量较高及蚀变较弱的千玫岩，f=6-8，硬而脆，较易爆破；Ⅲ类矿岩为未蚀变或蚀变很弱的千玫岩，节理发育，可爆性好。

二、大块和根底产生原因

通过对德兴铜矿的实际爆破效果的调查发现，大块产生部位主要集中在台阶上部、同一爆区软硬岩分界处、节理裂隙发育的地方以及爆区的侧后部边界。根底主要出现在底盘抵抗线过厚、超深不够、充填长度不够、施工管理不到位等地方。孔网参数的偏大和炸药单耗偏低，都会产生大块和根底。

（一）台阶上部

炮孔充填长度偏大，导致表面岩石得不到足够炸药的能量作用，使其不能过度粉碎，从而产生大块。

（二）同一爆区，软硬岩分界处

同一爆区，爆破介质发生明显的变化的分界处，起到了自由面的作用，爆破应力波在该处会出现反射卸载作用，导致炸药波阻抗与矿岩波阻抗不相符，加上软硬矿岩不一致，碰撞强度减弱，易生产大块。

（三）节理裂隙发育的区域

由于自然的地质作用，部分岩体的节理裂隙比较发育，构造面也比较复杂，导致爆破能量的衰减或阻断，大部分能量从裂隙中溢出，应力波压力极速下降，作用到矿岩的强度无法到达其极限强度，只会使原来的裂缝增大，从而产生大块。

（四）爆区的侧后部位

由于前一面爆破的影响，侧后部位往往受到后冲的影响，原有的裂隙进一步发育，爆破引起的爆轰波对侧后部位的影响，特别是块状的岩石，难以控制其垮落，一旦垮落，多数以大块的形式存在。同时，侧后排孔由于后序布孔工作的需要，炸药单耗比前排孔的炸药单耗偏低，药量装少，遇到难爆岩石的时候，大块也会偏多。

（五）底盘抵抗线过厚

受后冲作用和铲挖作业的影响，台阶坡面角减小，加上钻机钻孔与坡顶线安全距离的限制，导致底盘抵抗线偏大，最后在台阶底部形成根底。

（六）超深以及充填长度不够

超深不够，炸药能量无法克服台阶底部的阻力，易产生根底。充填质量差，形成冲天炮，大量能量从炮孔冲出，同样无法克服台阶底部的阻力。

（七）施工管理不到位

水孔装药，如果皮管不到底部就开始装药，底部岩石受不到炸药爆破能量的作用，易出现根底。

（八）炸药的质量

通过实践经验，在采区进行爆破作业，所需的炸药的爆速过低，也会影响大块的增加量。

（九）孔网参数的确定

孔距、排距布置过大，炸药的爆破能量无法充分作用，不能使炮孔中间的矿岩粉碎为合格的块度，同时爆破漏斗所作用的区域也会因孔网的偏大而无法作用底部，易产生根底。

（十）老隆以及采空区的区域

该区域的存在，给现场施工造成了困难，所装的药量会流失，造成炸药爆破的能量不足，造成根底和大块。

三、优化措施

（一）节理裂隙发育、前排孔底盘抵抗线过厚的区域

根据实际的地质资料，摸清矿岩的性质、产状及其变化情况，合理的布控，在个别无可避免的情况下，可以缩短孔网参数，多打孔，加密前排孔的数量，起到增加药量的作用，可减少大块和根底。

（二）优化孔网参数

可以根据前一面炮的爆破效果以及铲挖效果，适当的调整孔网参数。为了使爆破能量能够均匀分布，采用三角形布孔方式，同时为了改善爆破质量，适当地减少排距加大孔距，从而增大临近系数。德兴铜矿难爆区孔网为6m×6m，5m×7m。易爆区域孔网为6m×8m、7m×9m。

（三）合理炸药单耗

单位炸药消耗不仅直接影响到爆破效果，而且影响到爆破成本的高低。炸药单耗过高，炸药爆炸后，破碎能转化为动能，岩块抛掷过远，爆堆塌散，不集中。既浪费炸药又不安全。同时也增加了工程机械作业量。单耗过低又达不到预期效果，增加二次破碎等费用，影响大型铲运设备效率的发挥。德兴铜矿Ⅰ类难爆岩炸药单耗取1.04-1.39kg/m3，单孔装药750kg，易爆岩的炸药单耗为0.90～1.03 kg/m3，单孔装药量650kg。较合适。在确保孔网负担面积不变的情况下，增加炸药单耗，可以加强炸药对岩体的破碎度。

（四）稳定炸药质量

在实施爆破作业的时候，应检查炸药的颜色、稀稠以及发泡程度，禁止不合格的炸药入孔装药；通过测试炸药爆速，保证炸药的爆速在4200m/s以上；并且定期对炸药车进行查剩药，避免失效的炸药次日与新配好的炸药混装。

（五）采用预留碴挤压爆破

留碴厚度一般取4-6米。在台阶工作面前留一定数量的渣体，一方面，可以显著增加岩石中的爆炸应力，延长爆破作用时间，改善爆破能量利用率和爆破效果，另一方面，能控制爆堆宽度，减少前冲距离。由于紧贴爆堆，会产生较大的透过波损失，因此第一排孔可提高30%-40%的装药量，并且适当的缩短孔网参数。

（六）合理的秒量搭配

采用微差爆破，利用秒量的时间差来增强碰撞效果。由于毫秒系列雷管各段有微小时差，先起爆炸药在岩体中已造成一定的破坏，形成了一定宽的裂隙和附加自由面，为后起爆炸药提供了有利爆破条件。如果爆破参数选择合理，就会改变后爆炸药的最小抵抗线方向，使其作用方向平行于壁，这样就减少了炮堆的抛掷距离和爆破宽度。难爆区采用25ms和65ms，17ms与42ms搭配，易爆区采用42ms与100ms搭配。

（七）严格现场施工

水孔装药，应确保炸药车装药皮管到炮孔底部之后才开始装药，充填过程要缓慢进行，让岩粉充分下沉，保证设计的充填高度。水孔施工过程要及时回填。在炮孔内炸药的上部用隔离塞阻隔充填岩碴，防止岩碴与乳化炸药混合。

（八）老隆采空区爆破施工

根据钻机作业时压力表的变化，提前确定采空区的位置，施工时采用隔离器堵住漏药的位置，其余深度按正常装药，并且保证设计的充填高度。

四、结语

在爆破施工中，导致大块和根底出现的因素较多，通过科学合理的设计，可以减少大块和根底的出现。德兴铜矿在实际爆破作业中，总结出来的措施，对类似矿山爆破设计具有一定的参考意义。

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作者简介：陈洪健（1975- ），男，德兴铜矿采矿场，助理工程师。