数码雷管在某露天矿山中的优化实践

谭明洪，张全龙，冯光华，陈文坤，胡 辉

（1.云南华联锌铟股份有限公司，云南 马关 663700；2.昆明理工大学，云南 昆明 650093）

1 爆破参数

爆破参数关系着爆破效果及铲装运输效率，影响着矿山的生产能力的大小。因此，有必要对现有爆破参数进行合理的设计及相关优化，主要参数包括台阶高度、孔径及布孔形式等参数[1]。

1.1 布孔形式

矿山采用三角形布孔，无论布孔参数如何改变，使爆破能量均布。

1.2 底盘抵抗线

底盘抵抗线直接影响台阶爆破效果好坏。底盘抵抗线Wd一般根据孔径和台阶高度设计：

式中：Wd—底盘抵抗线，m；H—台阶高度，m。

式中：Wd—底盘抵抗线，m；d—孔径，mm；K—系数。

表1 值范围

鉴于该采场露天爆破主要为清渣爆破，因此，根据爆破经验公式以及采场的实际情况，本次试验设计底盘抵抗线178mm孔径是7m～8m。

1.3 超深与孔深

式中：h—超深，m；Wd—底盘抵抗线，m。

坚硬矿岩取大值，反之取小值。根据现场岩性的不同和之前的生产实际，超深取1m～2.5m。

炮孔深度为：L=H+h=16m～17.5m

1.4 填塞高度

一般按孔径的大小确定填塞的长度，经验公式：

采场现如今所使用的钻机主要有178mm和250mm孔径，经计算则填塞长度分别为2.8m～5.7m和4.0m～8.0m，以钻孔的岩屑作为填塞材料。经验表明，如果填塞长度小于2/3最小抵抗线时，将引起飞石，爆破噪声和后冲等问题。根据华联锌铟矿山以往实际的爆破经验，在保证安全的前提下，能高效的利用炮孔空间，增大单孔爆破量，设计的炮孔填塞长度分别选取：178mm孔径炮孔填塞长度达到5.8m左右。

1.5 装药结构

基于现场实际情况，根据设计要求，在确定其炸药单耗、单孔药量、及填塞长度的情况下，采用中部间隔和连续的装药结构方式。

1.6 单位炸药消耗量

式中，q—单位炸药消耗量，kg/m3；γ—矿岩容重，t/m3；f—矿岩普氏硬度系数。

根据采场现场爆破的实际情况，选取现场试验的炸药单耗，片岩：0.22～0.28kg/m3；矽卡岩：0.36～0.42kg/m3；大理岩 ：0.46～0.50kg/m3。

表2 初定孔、排距组合

1.7 炮孔密集系数

宽孔距小抵抗线对于高台阶深孔爆破的破碎效果有较好的作用。目前国内外国外有关宽孔距小抵抗线的研究，一般为台阶抛掷爆破。对于一般的抛掷爆破，根据矿山并结合采场岩性的岩性，此次孔网密度系数选定为1.0～2.5之间。

1.8 孔距与排距

采用梅花型布孔方式，曼家寨采场边坡角度为α=40o～60o，则孔距a=mW，排距b=a＊sin（40o～60o）。

式中：a—炮孔间距；b—排间距；W—底盘抵抗线；

其中，m为炮孔的密集系数，一般取1.1～2.0，考虑到采场的爆破作业的实际情况，选定孔排距组合如表2所示。

1.9 毫秒延期时间的确定

根据华联锌铟矿山的孔网参数，选取现场试验的延期时间：在孔径178mm情况下，孔间延期时间为24ms～44ms；排间延期时间为45ms～90ms；同时，根据国内同类矿山同种岩性爆破作业和曼家寨现场爆破作业经验，选取孔内间隔时间10ms。

2 现场生产爆破试验方案

2.1 现场试验参数

根据此前计算确定的现场试验的爆破参数，进行了若干次现场爆破试验。具体试验参数如表3所示。

2.2 起爆网络及联线组网方式

本采场的爆破连接网络最通用的为V型起爆网络，其使用高精度导爆管雷管和数码电子雷管的联结网络具体如图1所示。

图1 起爆网络及连线示意图

图1所示，使用数码电子雷管的起爆网络较为简便，无论是何种类型的起爆网络，使用电子数码雷管都只需一种简单直接的连接方式。从雷管的使用数量上看，使用高精度导爆管雷管每个孔孔外仍然需要使用一枚雷管进行孔间连接；而使用电子数码雷管，孔外只需要将孔内雷管脚线上的线卡直接连接在组网的起爆母线上即可，无需使用多余的雷管进行连接。

3 爆破效果

通过对现有的爆破采场进行相关试验，在已有的设计参数及爆破设计网络连接情况下，从爆破大块率及爆破根底方面进行分析，从而比较高精度导爆管雷管及数码电子雷管的优劣，更好地为现场爆破参数选择提供更好的依据。

3.1 大块率统计

大块的标准主要取决于铲装设备的型号和尺寸，尺寸超过挖机挖斗最大装载能力的岩块称为大块。根据采场铲装的挖机的斗容，确定最大外形尺寸大于1.5m的矿岩为大块。试验后根据岩性和孔径的不同。

3.2 根底统计分析

根据现场爆破产生的爆破效果，通过现场统计，计算出数码电子雷管及高精度导爆管雷管的根底率，根据矿区内各种不同的岩性进行统计，分别如表4所示。

表4 数码电子雷管根底率统计表

3.3 爆破效果分析

从现场爆破作业后，使用数码电子雷管和使用高精度导爆管雷管，相同条件下的爆破质量有明显差异。在不同爆破参数时，其根底和大块率统计情况可以看出：①数码电子雷管只有在大理岩岩性组爆破时产生了根底，试验的多次爆破抽样取值平均根底占有率为0.386%；而使用导爆管雷管的平均率却达到0.743%。②对于大块情况，基本每次爆破都有大块产生，每次大块率情况各不相同，试验的18次爆破抽样取值平均大块占有率为0.106%；而相对应的使用导爆管雷管，根据生产上统计的数据显示其平均大块率为0.382%，通过简单数据和现场爆堆形态对比，数码电子雷管爆破效果明显好于导爆管雷管。③经过现场对比，从操作施工难度和安全上看，数码电子雷管更具有导爆管雷管不可比拟的优势，网路简便单一，不易漏连，出错率低等。在现场进行爆破作业时需要根据采场实际情况，当次爆破作业区域的岩性组成，适当增加或减少炸药单耗，调整孔网参数。

4 小结

本次对采用数码电子雷管与高精度雷管在曼家寨采区区域内进行了现场爆破试验，得出了如下结论：①采用数码雷管的所产生的爆破效果，较传统的高精度导爆管雷管根底率小，且爆破块度及爆破后爆堆更利于铲运机械的铲装。②数码雷管在连接网络时，往往比较简单，避免了传统导爆管雷管的孔内孔外导爆管雷管网络连接的复杂性。③数码雷管的孔内孔外微差时间设置较为简便，传统的导爆管雷管的起爆时间往往通过并串联型式进行连接，时间设置比较固定。