关于井下铜矿开采中深孔爆破技术的探讨

2020-03-09邹道明

中国金属通报 2020年22期

邹道明

（江西铜业集团银山矿业有限责任公司，江西德兴 334200）

在我国铜矿露天矿藏产量减少的背景下，井下开采工程逐渐成为主流。通过中深孔爆破技术，不仅能够加强开采安全性，还能显著提升铜矿开采效率，该点对我国工业发展具有积极的促进意义。

1 中深孔爆破技术

中深孔爆破技术手段在土石方工程中具有重要地位，其在我国矿藏开采工程中已得到广泛应用。该项技术在缩短开采工期的同时，还能够提高工程经济效益。目前，随着钻孔设备的不断更新，中深孔爆破技术在各大工程中所取得的成果也在不断提升。在正式应用中深孔爆破技术时，有关人员必须充分了解开采工程的实际情况[1]。以此为基础，人员才能精准分析该手段的爆破质量，并准确预估其所能产生的经济效益，从而实现有效减少开采工程投入成本。在分析爆破质量时，分析人员需结合多方面因素进行综合考量，例如岩块有无低根、爆堆实际松散程度、岩块质量以及大小，若分析过程中未考虑某一要素，将导致爆破质量出现误差，造成恶劣影响。此外，经研究表明，施工人员在进行爆破时通过控制最小抵抗线，能够有效减少过程中出现的噪音、飞石以及振动等现象，从而减少中深孔爆破技术所存在的安全隐患。

目前，我国为节约爆破成本，已对爆破技术指标采取优化措施。优化后的指标在改善碎石条件、为后续工作奠定基础的同时，还对爆破人员提出新要求。即，要求爆破人员利用数量较少的炸药，实现比以往更高的爆破质量。因此，在实际爆破过程中，爆破人员应进行考虑的因素增多，其不仅需要对爆破参数等问题给予高度重视，还要不断完善中深孔爆破技术的爆破工艺，以此才能取得良好的爆破成果。该点对开采工程具有重要作用。

2 井下铜矿开采中深孔爆破技术的应用范围

首先，我国已有多数工程在实际施工中使用中深孔爆破技术，例如矿山剥离、铁路开挖以及水利等多项工程。该项技术不仅能够提高以上工程的综合效益，还能够有效降低开采成本，因此随着时间推移，中深孔爆破技术已成为多项工程的主要爆破方式，并且，其应用范围还在不断扩大。其次，从中深孔爆破技术的安全性角度出发，矿产企业在应用该项技术时并未出现安全事故，反而因矿藏开采工程爆破次数减少等，有效解决机械化程度低、生产规模小等问题。以此，有关企业矿藏开采效率连年增长。由此可以发现，中深孔爆破技术具有极高的使用、推广价值[2]。最后，该项技术手段在保障作业安全的同时，还与我国矿藏开采专项治理工作具有密切联系。正确利用中深孔爆破技术能够为我国矿藏开采专项治理工作的推进提供保障作用，其可以通过确保专项资金能够落实，从而促进相关技术的研发进程。该点对我国矿产开发工作、工业发展水平具有积极的促进作用。

总之，中深孔爆破技术可以为处于不同条件下的井下铜矿开采创造有利空间，在加强其开采能力的同时，还能够有效减少爆破困扰。

3 井下铜矿开采中深孔爆破技术的重要参数

3.1 炮孔直径与深度

炮孔直径与炮孔深度是中深孔爆破技术的重要组成部分，施工人员需根据岩石性质以及钻机类型判定炮孔直径。多数情况下，矿藏开采工程中所使用的中深孔钻机直径约为80mm～200mm，在明确其型号后，施工人员即可以确定炮孔直径。目前我国常见的中深孔炮孔直径有150mm、100mm、80mm、45mm 等，因此可供选择的直径有许多。而针对井下铜矿开采工程，施工人员所选取的炮孔直径数值较小，多为80mm～100mm。

3.2 最小抵抗线

最小抵抗线这一参数能够对中深孔爆破效果产生直接影响。经过多次实践可以发现，在实际爆破过程中，炮孔前排抵抗线若较大，不仅能够导致炮区无法前推、出现后冲现象、拉裂严重，而且还会导致低根数量增多、岩石大块率显著提升，从而对下次爆破作业进度产生影响；若炮孔前排抵抗线较小，不仅加大炸药投入成本、延长钻孔施工时间、影响开采工程的整体进度，而且还会引发飞石现象，对施工人员生命安全构成威胁[3]。有关人员需结合岩石硬度、炸药实际威力、炮孔直径以及角度等多项因数，由此才能判断出最小抵抗线的数值。但以上因数具有极强的复杂性，难以用公式准确表示，因此在实际爆破设计中，有关人员只能依据经验公式进行计算。在此基础上，有关人员应根据开采工程实际情况对抵抗线参数不断进行调整，以此取得良好的爆破成果。

3.3 炮孔间距与炮孔排距

炮孔间距主要指相邻中深孔之间的距离。设计人员可以依照经验公式计算炮孔间距，即：a=mW。该式中，a 为炮孔间距，m 为炮孔密集系数，W 为最小抵抗线。通常情况下，m 数值多是大于1；在炮孔直径较大的情况下，m 数值多是3～4，或更大的数值。炮孔排距为b，其主要指相邻两排中深孔之间的距离，确定方法与最小抵抗线的确定方法类似。

3.4 炸药单耗

炸药单耗参数在爆破设计药量计算中具有重要地位，其主要指爆破单位体积岩石的炸药量系数。可对炸药单耗产生影响的因素存在许多，发生变化的范围广泛。在有关人员确定炸药用量后，若安装炸药、堵塞以及起爆方式一致，那么炸药单耗即根据岩石硬度、均匀性、最小抵抗线数值以及自由面发生改变。因此，有关人员常常需要通过大量试验与实践，达到验证炸药单耗值的目的。此外，盲目增加炸药单耗无法100%提升爆破效果，其能量多是浪费在粉碎岩石等有害因素上。在特定爆破条件下，不同岩石具有差异性炸药单耗，因此每个中深孔爆破工程多是根据经验、工程试验以及岩石特性确定炸药单耗。

3.5 炸药安装方法

传统炸药安装方法多是依靠人工进行，该种方法不仅具有极高的劳动强度，而且炸药安装效率较低，且质量与标准不符，极易对爆破效果产生影响。但随着科技技术不断发展，传统炸药安装方法已被机械化炸药安装方法取代。此类安装方法能够显著提升炸药安装效率与质量，并且具有良好的爆破效果。

3.6 炮孔堵塞

合理的炮孔堵塞长度能够显著改善爆破效果、炸药利用程度以及堵塞质量。科学堵塞不仅能够减少能量损失，而且还能减少炮孔炸药安装量，从而达到节省炸药的目的。若炮孔堵塞长度超于标准，将导致爆破量降低、岩石块过大等多种现象；若堵塞长度过短，将造成冲炮现象，致使炸药能量大程度损失，影响岩石破碎质量的同时，产生低根。

4 井下铜矿开采中深孔爆破技术的实际应用

本文列举实际案例，对中深孔爆破技术在井下铜矿开采工程中的实际应用进行分析。根据资料显示，该铜矿属于地下矿山，其需进行开采的矿体以铜矿为主，伴有金、银等多种倾斜厚大矿体，距离地面约120 米左右。矿体形态较为复杂，呈现不规则凸镜形状，多见分枝复合现象。矿体略呈现北倾状，倾状角度为12°。基本走向与地层保持一致，均为北东10°～20°，倾角45°～50°，平均走向约为158 米，厚度为17.73 米，矿石种类为致密块状高硫矿石。

4.1 采准与切割

采准、切割工程包括多个方面（如表1 所示）。

表1 采场的采准与切割

4.2 具体参数

在炮孔直径参数中，有关人员应采用上向垂直扇形中深孔，凿岩机型号应选择YQZ-90，立架高度应为1.2m，炮孔直径为55mm；在最小抵抗线参数中，有关人员可根据公式，计算出最小抵抗线数值=1.2m；有关人员可根据研究以及矿体实际情况确定孔低距数值为2m；结合岩石特性、自由面以及起爆方式等因素，可确定炸药单耗=1.4kg/m3。