安徽省马鞍山高村采场爆破参数优化

李 伟

(马钢集团南山矿业公司)

高村铁矿位于马鞍山市向山镇东北约2 km的陶村、高村、姚儿山村，年采剥总量达到1 450万t，年均爆破200余次，爆破作业频繁[1-4]。由于尚处于采场中上部台阶开拓阶段，爆破振动较大，经监测，采场封闭圈200 m范围内，爆破振动速度达到了1 cm/s。 由于高村采场初步设计中未进行爆破参数优化工作，所选用的穿孔、爆破参数主要参考了相邻的凹山采场，而2个采场矿岩性质有显著区别，采用不合理的穿孔、爆破参数必然引起采矿成本增加。从采场实际爆破情况看，大块率较高，达到了3%～5%，个别硬岩部位的大块率达到7%～8%，爆破前冲距离大，爆堆形状不佳，不利于后续铲装作业。本研究对高村采场爆破参数进行优化试验，来进一步提升爆破效果，并降低爆破作业对采场周边环境的影响。

1 爆破参数优化试验

为降低爆破振动，改善爆破效果，结合高村采场周边实际情况，进行了多次爆破试验，以期通过优化孔网参数、改变装药结构等得到适合于高村采场矿岩性质的爆破参数。在靠近台阶边帮时，采取预裂爆破方式，有效阻止爆破产生的裂隙向台阶边坡内发展并大幅度减少爆破地震强度，以保护边坡围岩、降低爆破振动对周围村庄的影响。现场分别进行了3种不同类型的爆破试验共计9次，即调整孔排距爆破试验3次，分段装药爆破试验2次，预裂爆破试验4次。

1.1 调整孔排距爆破试验

高村采场以往选取的爆破参数一般为7.5 m×5.5 m(孔距×排距)，试验选取的参数为9 m×4.5 m(孔距×排距)。经过3次试验总结得出，扩大孔距、减小排距后，大块率明显降低，由正常爆破参数的4.52%下降至优化后的2.42%，大块率降低46.4%，对于特别坚硬的矿岩，大块率降低更为显著，由正常爆破参数的约8%下降至优化后的4.73%，大块率降低56.3%(表1、图1)。根据爆破效果比较分析可知，采用扩大孔距，减小排距的方法实施爆破后，爆堆形态好，大块率降低。

表1 爆破参数优化前后对比

图1 爆破效果

1.2 分段装药爆破试验

由于孔口填塞部分炸药能量降低，上部矿岩易产生大块。对于高村采场特别坚硬的矿岩部位，通过采取分段装药结构(图2)[5-6]，可以实现装药均匀分布，从而降低大块率。

图2 分段装药结构示意

2次试验中，单孔装药量为380 kg，分段间隔高度为1.5～2 m，上部填塞高度为5～6 m，爆破后台阶上部的大块率明显降低，由5.1%降至2.8%，并且后震塌落明显，有利于铲装和后方爆区的穿孔作业。

1.3 预裂爆破试验

《高村采场初步设计》提出的预裂爆破孔距为1.2～1.7 m，生产作业中采用的孔距为1.3 m，但由于边帮的岩石性质较为薄弱，爆破后预裂孔周围的岩石破碎程度较高，不利于保护边坡。试验过程中，分别将预裂孔孔距设置为1.4，1.6，1.8，2.0 m。根据爆破后的效果对比分析，认为预裂爆破孔孔距可增加至1.8 m。

本研究采用TC3850爆破振动测试仪，对预裂缝前后振动进行了监测。认为采用靠帮临近边帮控制预裂爆破方法具有明显的降振效果，第1次的降振系数约为51.3%，第2次的降振系数约为61.8%。由此可见，进行边坡预裂爆破是降低采场爆破振动的有效方法。

2 试验结果分析

根据现场试验结果以及相关爆破理论，本研究将采场矿岩划分为一般坚硬矿岩和特别坚硬矿岩，两者的爆破参数取值见表2。

表2 矿岩爆破参数

对于特别坚硬岩石，宜采用分段装药结构[7-10]。对于水孔可采用导爆管雷管与导爆索联合起爆网路，可以降低孔内装药不连续导致的装药困难。

本研究根据表2中的爆破参数进行了现场试验，将传统预裂爆破的孔距扩大了27%～44%，爆破噪声至少降低了50%，获得了良好的预裂爆破效果。在预裂爆破后形成的预裂缝前后进行了爆破振动测试，结果表明，采用改进的临近边帮控制爆破方法，具有明显的降振效果。

3 结 语

针对高村采场台阶深孔爆破和预裂爆破存在的问题，通过试验对爆破参数进行了优化。将采场矿岩划分为一般坚硬岩石和特别坚硬岩石，分别给出了两者的爆破优化参数。采用优化后的参数实施爆破，大块率明显降低，节约了二次爆破成本和破碎成本。高村采场临近边帮需要进行预裂爆破的周界边长约47 000 m，需要约26 000个标准台阶预裂孔，通过增大预裂爆破孔孔距，大大节约了爆破成本。高村采场周边环境较为复杂，生产爆破振动和噪声给附近居民的日常生活造成了一定影响。通过采用本研究给出的爆破参数进行作业，可以大幅降低爆破振动和噪声。

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