逐孔爆破技术在水泥矿山开采中的运用

柯 升

（兖州中材建设有限公司， 山东 济南 250100）

1 前言

随着水泥矿山开采要求的提高，矿山开采难度相应加大，要想顺利完成矿山开采任务，合理运用逐孔爆破技术是极为必要的。水泥矿山开采工作在逐孔爆破技术辅助下，能够起到环境保护、稳定开采作用，对于同行来说，应从中借鉴技术运用经验，为水泥矿山开采工作贡献积极力量。1.逐孔爆破技术基本介绍

1.1 技术特点

逐孔爆破技术具有低能耗、安全性、稳定性强等特点，目前，此项技术在水泥矿山开采中广泛运用，得到业内人士的一致认可[1]。逐孔爆破技术实用性强，能够满足当前矿山开采的技术需要，确保开采任务顺利完成。

1.2 应用原理

逐孔爆破技术属于新兴产物，其应用原理表现在三方面，即应力波叠加作用、自由面爆孔作用、震动幅度较小[2]。爆药包顺序有前后之别，观察爆破过程可知，后位爆破时间较前位延迟约10毫秒。前爆药包爆破后，后爆药包在预应力状态中完成爆破任务，顺势产生应力波叠加现象，则整体爆破完成率相应提高。据研究可知，爆破炮孔自由度对爆破破碎效果有重要影响，基于此，分析爆破自由面的冲击力度和冲击方向，于爆破实践中充分利用爆破自由面的爆破作用，以此提高水泥矿山开采率。之所以该技术爆破振动幅度较小，主要根据萨道夫斯基公式分析爆破药量与振动幅度间关系，即爆破数据固定不变，单次爆破药量与爆破振幅间呈正比。

2 水泥矿山概况及爆破阻力

2.1 基本概况

某水泥厂矿山处于城市郊区地带，矿山与水泥生产基地分别在道路两旁。矿产以沉积相矿石为主，矿区岩层呈斜状分布，倾度240°左右，岩层倾角地表陡峭。矿区断层走向与断裂构造方向相同，均为北西向。该水泥厂矿山支持露天开采活动，开采人员充分准备钻孔设备、潜孔钻机设备，并合理调整孔网参数，为爆破开采奠定良好基础。

2.2 常见爆破阻力

首先，导爆管质量需进一步提高。由于水泥厂矿山导爆管非连续装药，加之，受复式连接影响，顺势出现非稳定传爆现象，导致爆炸事故频繁出现，这不仅会增加矿山开采成本，还会影响开采单位信誉度和影响力。其次，导爆管雷管反应时间较长，这无疑会缩小爆破范围，并对员工人身安全带来不利影响。此外，爆破震动幅度较大，一旦爆药量超过十吨，会使矿山组织活动无序推进。最后，大间距小排距微差爆破，既会影响爆破效果，又会为后期铲装工作增加难度，导致矿山整体开采率降低。

3 水泥矿山开采中逐孔爆破技术应用分析

3.1 掌握爆破要点

要点一，合理选择爆破参数。孔径D=8cm；孔距a=（3.3～4.1）m；排距b=（2.5～3.0）m；台阶高度H=13m；梅花形孔网；炸药单耗q=（0.30～0.33）kg/m3；底盘抵抗线W=（3.0～4.2）m；填塞长度l=（1.0～1.3）排距≥(3.2～4.5)m；孔深（16.0～16.2）m；孔数五个左右；单孔药量在45.5～67.5kg范围内；单孔爆落石方量在145～190m3之内；首次爆破应用 排孔进行爆破，单排孔数四个或五个；一次爆药总量约（182.2～595.1）kg。要点二，适当优化装药结构。由于非连续装药方式存在不足，所以实施连续装药方式，放置爆药包于炮孔中心、孔底100cm位置，并封堵非装药部位。要点三，实施逐排布孔方式，单排钻孔孔数四到五个最为适宜，最大爆药量约67.5kg。要点四，适当控制安全距离，于该矿山开采中运用非电导爆管系统，经冲击波应力分析大致掌握震动范围，同时，参照矿山开采标准及相关规定来保障开采安全性。

3.2 设计逐孔起爆网络

逐孔起爆网络细分两种类型，联用地表延期类和孔内延期类，能够取得良好的爆破效果[3]。单选逐孔起爆网络时，应客观分析爆破规模及雷管总量，同时，适当确定自由面和起爆点，使逐孔起爆技术应用优势全面发挥。需注意的是，单排应用空间延时，每列为传爆列，最终实现快速爆破、全面爆破目标。

3.3 选用逐孔起爆设备

现今，逐孔起爆设备主要为导爆管雷管，它主要产自奥瑞凯爆破器材公司。该设备具有精确度高、抗挤压性能强、适用范围广等特点，设备使用期间，视情况选用延期时间合理、规格一致的导爆管雷管。随着科学技术的不断发展，以及设备动态更新，逐孔起爆设备性能随之提高，这能为水泥矿山生产提供所需设备，最终能够提高生产效率、扩大经济利润空间。

3.4 调整装药结构

装药结构优化期间，应客观分析地质条件，根据岩石发育情况运用分段装药模式，这既能提高爆药利用率，又能保证周边建筑物及边坡结构稳定性。分段间隔装药模式实施的过程中，如果单孔装药量不变，那么中间间隔能够增加装药量，且装药高度相应提升。水泥矿山开采环节按照这一要求调整装药结构，逐孔爆破技术使用后爆破效果显著改善，且块度较匀称，最后爆堆形状无杂乱现象，能为后期铲装提供便利。从中可以看出，适当改进装药结构，有利于提高逐孔爆破技术利用率，这对水泥矿山开采活动有序推进、矿山经济效益增加有促进作用。

3.5 设定微差间隔时间

微差间隔时间对爆破质量、震动幅度有关键性影响，因此，应精确设定微差间隔时间，从整体上优化水泥矿山开采效果。实际上，微差间隔时间与岩石性质、孔网参数、岩体发育等因素有直接联系，无论微差间隔时间过长或是过短，均会弱化爆破效果，还会增加生产成本[4]。基于此，应兼顾多种影响因素，视情况调节微差间隔时间，随着爆破自由面的增加，应充分利用爆药，使爆药爆破威力全面发挥，进而增强矿山岩石击碎力度。以上述工程为例，选取微差间隔时间时，为优化操作流程而安装高段位雷管，用低段位雷管连接外孔同排孔，最终形成曲形引爆顺序。孔内装13段(850ms)雷管，孔间串接雷管为4段(55ms)非电雷管。地表总延期时间为500ms，远低于孔内延期时间，实现安全传爆目的。逐孔起爆网络中，首响孔延期时间850ms，后响孔依顺序按55ms递增，末孔延期时间达到1450ms，孔间延期时间增加的同时，爆破总作用时间相应延长，这既能减少震动幅度，又能取得良好的爆破效果。

4 总结

综上所述，我国水泥矿山开采中逐孔爆破技术的应用时间较短，致使矿山开采问题层出不穷，要想真正发挥逐孔爆破技术实践优势，取得矿山开采的良好效果，应结合具体案例分析逐孔爆破技术应用方法。开采实践中，既要掌握爆破要点，又要合理设计逐孔起爆网络、选用逐孔起爆设备、调整装药结构、选取微差间隔时间，以此保证水泥矿山开采的安全性和稳定性，最终增加矿山开采经济效益。