探讨露天矿山开采中深孔爆破技术的应用

樊杰

摘 要：随着国民经济的发展，露天采石业也快速发展。为了保证施工安全，提高生产率，露天矿区在技术上采用技术先进的中深孔爆破技术。本文阐述了中深孔引爆技术的优点，分析并探讨了露天矿山开采中深孔爆破技术的应用。

关键词：露天矿山 开采 中深孔爆破技术 应用

一、中深孔引爆技术的优点

由于浅孔爆破具有众多缺点，如挖掘循环单进低，掘进的速度较慢，效率较低、炸药和雷管的消耗量大，需要人员劳动的环节比较多，需要的时间长等，因此，为了提高掘进效率、确保安全生产以及提高生产水平，中深孔爆破技术已经成为露天矿区采用爆破技术的首选。中深孔爆破技术的优点如下：

1、安全性高

露天矿区进行中深孔爆破前，会有专业的爆破技术人员进行对爆破器材的运输，所以在爆破前就会降低事故的发生率；爆破时，与其他爆破方法相比较而言，中深孔爆破技术是自上而下在台阶上进行，在爆破时，工作人员可以站在平台上，从而确保采矿作业的安全性，为工作人员提供了很好的工作环境。

2、机械化程度高

中深孔爆破技术机械化程度较高，在开采时，该技术与其他开采技术和凿岩穿孔等设备，如小型牙轮钻机、勾机、潜孔钻机、翻斗汽车等配套使用来进行作业，从而在很大程度上提高了开采质量和产量。

3、减少爆破次数

在爆破时，中深孔爆破技术采用多排微差爆破方式，使得一次爆破量大，减少了爆破的次数，且飞石很少，同时使采场的设备利用率得以提高。

4、降低噪音

一般爆破性作业在发生爆破时会产生很大的噪音，而中深孔爆破技术使爆破噪音降低。同时，爆破的岩石破碎均匀且质量较高。

5、提高挖装率

在开采时，中深孔爆破技术与凿岩穿孔设备配套使用，中深孔爆破技术在爆破时能够控制爆破的范围、方向、高度等，所以，其他设备在挖装时就会减少时间，提高挖装的效率，保证装运顺利。

6、成本较低

由于中深孔爆破技术有爆破设计参数数据，在爆破前，通过对矿区的考察，然后结合参数数据适当调整爆破参数，确保获得理想的爆破效果，提高钻孔的延米爆破量，从而降低爆破成本，提高矿区的经济效益。

二、中深孔爆破中炮孔布置与设计的技术应用

1、炮孔布置方式

随着爆破技术的发展，爆破规模不断扩大，同时爆破的孔数及排数增加。在这种情况下，一般都采用多排微差爆破作业，以提高爆破质量，降低炸药消耗，减少爆破次数。露天矿山爆破炮孔有垂直孔和倾斜孔之分。垂直孔适用于各种地质条件，操作简单，钻孔进度快。缺点是爆破岩石大块率比较多，常常留有根坎，梯段顶部经常发生裂缝，梯面稳固性比较差；倾斜孔布置的抵抗线比较均匀，爆破破碎时不易产生大块和残留根坎，梯段比较稳固，梯段容易保护。爆破软质时能取得很高的效率，爆破堆积岩块的形状比较好。缺点是钻凿倾斜孔的操作比较复杂，容易发生钻凿事故，在坚硬中不宜采用，钻孔速度比垂直孔慢。实际中大多是以三角形（梅花）布孔方式，前排采取倾斜孔，后排采用垂直孔。

2、炮孔的设计和布孔

露天矿山爆破有两个抵抗线―底盘抵抗线和最小抵抗线，设计和布孔时要特别小心。底盘抵抗线是指从台阶坡底线到第一排孔中心轴线的水平距离，它是一个重要的爆破参数。过大的底盘抵抗线会造成根底多、大块率高、后冲作用大；过小则不仅浪费炸药、增大钻孔工作量，而且易产生飞石危害，对后排的爆破效果均产生很大的影响。底盘抵抗线的大小同炸药威力、岩石可爆性、岩石破碎块度要求以及钻孔直径、台阶高度和坡面角等因素有关。

三、中深孔爆破中装药的技术应用

中深孔爆破装药一般分连续装药、分散装药、孔底间隔装药和混合装药结构。在装药过程中，要严格控制每孔的装药量和装药长度，发现堵孔时，应停止装药并进行处理。在未装入雷管等敏感爆破器材时以前，可用木杆或竹竿处理，严禁用钻具处理。炮孔内有水时要用防水炸药，装药过程中要防止炸药未到底和未上下连接及上浮，用绳子吊药卷时要防止装药过程中药卷脱落造成堵塞。

当孔深超过8米时，一般每孔装两个起爆药包，分别置于距孔口和孔底各1/3处，可以充分发挥爆炸能量利用率。比较常用的是连续装药和分散装药结构。当岩石坚固系数f=8～12时，连续装药结构也可采用以下方式：底部由于岩体受到的夹制作用最大，阻力也高，通常采用全耦合装药，全耦合装药段的长度不小于1.3倍底盘抵抗线。而在中上部的岩体，由于台阶坡面的存在，提供了自由面，岩体受到的阻力较小，所以需要的炸药能力较低，因此应降低装药量，避免爆破后，该部位的岩块过分粉碎和过分前抛，通常采用不耦合装药。以￠115孔为例：当采用粉药时，底部全耦合装药，中部采用￠70塑料带装药后吊入孔内；当采用乳化炸药时，下部连续装￠90乳化炸药，中部装￠70乳化炸药，两种方式上部均按公式（20～30）×D计算堵塞长度。此外还可以根据岩石的性质、节理发育情况、走向、可爆性等同时或部分组合采用间隔、堵空、底部装高威力炸药，中上部装低威力炸药、底部耦合装药，中上部不耦合装药等多种技术。

四、中深孔爆破中填塞的技术应用

炮孔填塞是爆破作业重要工序之一。填塞的目的在于使炸药爆炸的能量等到很好利用，改善岩石爆破破碎效果，延长爆炸气体在岩石中的作用时间，调节炮孔中爆炸压力，以提高炸药能量利用率。同时还可以减少空气冲击波、噪音、个别飞石的危害。

填塞长度主要与炮孔孔径、最小抵抗线、填塞质量、填塞材料等有关。一般来说填塞长度不能小于最小抵抗线。填塞长度Lt按以下公式计算：垂直孔Lt=（0.7～1.0）W1；倾斜孔Lt=（0.9～1.0）W1或者Lt=（20～30）D，式中W1―底盘抵抗线；D―炮孔直径。

填塞必须达到设计要求的长度和密实度，严禁不堵塞爆破。填塞材料一般用钻孔岩粉、尾矿砂、砂、黏土等，禁止使用石块和易燃材料。在有水炮孔填塞时，应防止填塞悬空，一般用长竹竿压住药卷，防止药卷上浮超过殉爆距离造成拒爆，然后慢慢地边往孔内边填料边慢慢上提竹竿，既要保证填料落到实处，又要保证竹竿不被埋死提不上来。当上部采用空气间隔时为保证有效填塞， 把淘汰不回收的炸药袋用竹竿压到需要堵塞的深度后边填料边把竹竿往上提，确认炸药袋不再往下落后再填满为止。

五、中深孔爆破中起爆的技术应用

传统的起爆网络容易受外界的影响，所以，传爆性能的表现不佳。而中深孔爆破起爆网络与传统起爆网络不同。中深孔爆破起爆网络采用的是毫秒微差非电雷管、非电导爆管系统和起爆引爆器等，其起爆网络传爆方向四通八达，以网格状多通道呈现出来，如果导爆管或个别雷管出現问题也不会影响整个起爆网络的准爆性；起爆雷管不受其他条件的限制，可以无限扩展封闭网络最后点击起爆整个网络；整个起爆网络联接简单，方便作业人员的检查。

六、结束语

中深孔爆破技术先进，被众多露天矿山广泛应用，不仅降低了矿区的投资成本，提高了经济效益，而且在技术上确保了矿区作业的安全度。企业应该结合矿区的地质条件和生产规模等多方面的特点，选择符合自身的爆破技术，以便获得最大的经济效益。

参考文献

[1]龚健.浅谈露天矿区开采中深孔爆破技术[J].建筑与发展，2014（9）.

[2]刘寒.中深孔爆破技术在露天采石场的应用[J].科技与财富，2013（5）.