矿体工程地质结构对爆破的影响与对策

孙云权

天津矿山工程有限公司 天津 300073

1 我国地下矿产资源开采的现状

（1）随着现代化科学技术的发展，在能源上，煤炭依旧是我国的主要使用能源；在工业上，各种有色金属需求量越来越大；在科研方面，稀土等稀有资源成为了国家工业发展的命脉。而矿产开采行业就是将地下蕴藏的矿产开采出来，供人类生存使用，我国对地下资源的依赖程度越来越高，这也就给地下开采行业提出了更高的要求。如何又快又好的开采出地下材料成为了人们所需要思考的问题[1]。

（2）我国广阔的版图之下埋藏有丰富的煤炭、金属和众多稀有资源。广阔的国土面积带来的不仅仅是勘探的不便，还有复杂的地形地貌、地下岩层分布情况，这就给开采活动带来了难题。我国许多矿产位于山区，交通不便，大型开采设备难以展开作业，人力开采和爆破就成为了主要的掘进方法。

（3）随着炸药质量的改善、爆破人员的专业性增强，我国的爆破技术正朝着高精确性的方向发展。相关爆破研究课题的开展，地质勘探行业的进步，这些都为安全爆破提供了良好。

2 爆破的优点

2.1 便于找矿

通过现代测绘仪器对地下矿产资源进行勘探，随后采用炸药进行试点爆破，由此确认是否真的有某一矿产存在、存在的数量、埋藏的深度、开采难度等等。这一方法在科技水平尚不发达的时期被广泛的应用，能最大限度的节约找矿的时间。

2.2 爆破石材

随着我国建筑行业的发展，对石材的利用程度越来越高，对其需求也越来越大。通过爆破的方法，在石矿表面打孔，埋入炸药，实现石材的高效爆破，能节约机械的成本。特别是整体性的石矿，使用机械设备不仅难以破除，还需要大量的维护费用，直接爆破成为了地表岩石开采的主要方法。爆破技术对于地形的要求小，但对地质稳定性的要求很高。

2.3 对地下矿石的爆破

在地下矿石的开采过程中，受到岩层分布的影响。在狭窄的矿道之下，手工开采、破除工具无法破除完整的地下岩石时，利用炸药，可以快速的疏通矿道，加快矿道的挖掘速度。炸药具有便于搬运的优点，可以说人可以到达的地方，就可以使用炸药进行爆破。利用炸药爆破，打破了地形对重型挖掘、破碎机械的影响[2]。

3 工程地质结构对爆破的影响及措施

3.1 开采方式的选择

在进行矿产资源开采之前，需要对矿产埋藏深度、周围的地质结构、地下水文环境进行严格的考察。如果出现地质结构不稳定，存在岩层裂缝、移位的情况，就必须考虑能否使用爆破方案。矿产资源的开采必须以安全为前提，尤其是地下矿山，越大工程的爆破对地质环境稳定性的要求也就越高，因为地质结构的稳定与否直接决定的开采方案的选择。

3.2 炸药数量的选择

根据地质结构能承受的最大限度，选择安全的炸药药量，先考虑安全问题，再考虑爆破质量。在地质稳定能够承受的安全范围之下，可以采取多次爆破，来达到目的。一旦炸药安放数量超出了地质结构所能承受的范围，往往会造成岩层的垮塌，甚至出现地震等重大事故。尤其是在地下施工时，过量安放炸药能够直接造成矿道垮塌，甚至造成财产损失以及人身伤亡事故。

3.3 爆破点位和爆破技术的选择

经过对地质的完全考核之后，选择安全的点位，安放炸药，能够最大限度的避免炸药的能量直接损害到断裂的岩层。从而保证爆破过程的安全性。钻孔的深度和方向不仅仅是有工程的需要决定的，同时也是由地质环境所决定的[3]。

3.4 断层对爆破作用的影响

在地质结构中断层对爆破作用的主要影响为漏斗形状的影响这种形式上的影响使爆破方量降低、或增加，提高了爆破安全事故的发生概率，首先当断层通过药包的位置阶段很容易引起冲泡或漏气的现象发生，在一定程度上缩小了爆破漏斗的范围降低爆破力量，最终影响爆破效果，我们在实际设计中可以根据现象采取措施：选取0.7抵高比、铵松蜡炸药、设计单耗为0.5kg/t、装药密度设计为每立方米0.85-0.95克、主药包设计为等高对称上下两层布置，且两层之间的间距约为3.6m，上下两层药包间距约为7.5m、最后设计装药量为1.9t。如下图所示为断裂对爆破影响的示意图：

在实际爆破的过程中我们应用加强松动爆破、以及微差爆破的方式，用一、三段半秒差的雷管实行爆破导爆，从而实现上层设计先爆下层随后爆破，结果可见实际的出矿量约为7000t与设计相比提高约25%，炸药单耗约为0.44kg 、各项技术指标在实际爆破应用中较为良好满足生产需要。

3.5 层理对爆破作用的影响

层理面的产状与药包最小的抵抗线关系等在某种程度上决定者层理对爆破效果的影响，而层理对爆破影响的程度是取决于层理面的结合状态以及具体填充物的基本性质，层理对爆破影响的主要体现形式为截断裂痕，当爆破时所产生的应变力通过层理面的过程中应变力迅速缩减从而造成了截断裂痕的现象。下图为层理对爆破影响的示意图：

3.6 褶皱、节理裂隙对爆破作用的影响

褶皱上层结构能够使爆轰气体过早排泄，使整体爆破的爆轰气体压力迅速下降，裂隙数目以及爆破方量受到褶皱的影响在一定程度上降低。节理裂隙对爆破作用的主要影响就是矿岩的破碎程度和矿岩的可崩性，具体的影响程度受节理裂痕的张开程度、频率以及产状等因素决定，而且节理面的具体方位和具体间距隐形着矿岩最终的形状和块度，例如在层状矿岩的爆破过程中抵抗线大于层间距，爆块多为板状块形状。下图为节理对爆破影响的示意图：

3.7 软弱夹层、风化层对爆破作用的影响

软弱夹层的地质结构在实际爆破的过程中主要影响爆破的质量和爆破的效果，而且存在着一定的安全隐患，我们为了取得更好的伯婆效果可以正价炸药的消耗量，使冲击能力和应变能力得到提高，药包位置和夹层填充物在某种程度上决定者爆破的效果。风化层对爆破主要的影响就是施工过程中的冒落现象，地质结构的垮塌和冲炮现象为风化层对爆破主要影响的体现，同时存在者一定的施工安全问题、降低了最终的爆破的效果[4]。

4 结语

矿体周围的地质构造决定了爆破的质量以及爆破的安全性。在任何时候，矿产资源的开采都必须把人民的人身安全放在首位，其次是对地质环境的保护。炸药的用量必须控制在地质结构所能承受的范围之内。科学爆破，正确的开采自然资源，才能促进人类经济绿色发展。