逐孔起爆技术在露天煤矿深孔爆破中的应用

姜德程

摘要：对于煤矿开采工作中的深孔爆破技术是影响开采工作順利进行的关键，因此需要结合对应的先进技术，确保爆破工作的安全。在之前的露天煤矿当中，一直使用比较传统的爆破技术，这种技术的爆破率非常低下、爆破过程中所浪费的资源比较多以及爆破之后产生的矿石块比较大等，由于这些问题的存在，提出新型的爆破技术是非常重要的。关于逐孔起爆爆破技术，对其主要优点以及主要原理实施比较详细的论述，并和露天煤矿的具体生产情况相结合，确立一套和爆破参数相符合的技术，将其投入到生产之后，会对该煤矿的工作造成比较积极的影响，也会对企业带来较大的经济效益。与此同时，同类煤矿在实施爆破任务的过程中可以对其进行参考。

关键字：爆破，技术，煤矿

引言

爆破在露天煤矿的具体生产当中属于比较重要的一项工作环节，爆破的质量好坏会对煤矿的采掘以及后续的运输等造成严重的影响。如果在爆破之后出现岩体的滑落就非常容易磨损运输设备，使得其使用寿命大大降低，进而造成工人具备较大的维修负担。面对这种情况，就需要实施二次爆破，保障煤块以及规定的尺寸之间相适应。但是这样就会使得企业的生产成本得到增加，并且还会出现其他的一些问题，实施普通爆破会带来非常多的问题：噪声比较大，矿石的大块率比较高;噪声影响较大，对施工人员造成较大的安全隐患;工作成本比较高，爆破的能量利用率比较低;爆破结果会对设备造成较大的影响以及设备的故障率较高等。面对这种大背景，使用逐孔起爆微差爆破技术是非常重要的，其具备非常多的优点：爆破震感比较小、矿石的快度的代销比较合适，能量的利用率比较高等，使用这种技术可以使得工作成本大大的降低，煤矿的产出量得到增加。在对逐孔爆破技术进行持续的改良以及完善之后，在矿山爆破当中已经成为了一种比较主要的方式。

1.中深孔爆破的具体方案

当前，矿山的中深孔采场宽度大致为40m，分段高度大致为17m，中深孔孔深大致为15～17m。使用钻头直径为Φ200mm的D245S型钻机，排距大致为6m，孔底距大致为9m。在国内外的矿山当中，实施孔底起爆技术取得了非常良好的效果，面对某铁矿的具体开采现状以及开采技术条件，矿山实施了中深孔爆破工艺的优化试验，并最终使用逐孔起爆控制爆破技术。

1.1装药起爆位置的转变

传爆方向也由之前的孔口至孔底逐渐的转变为从孔底到孔口。孔底起爆可以使得爆炸产生的冲击波得到增加，使用孔口起爆为了保障传爆的可靠性，使用全孔布置导爆索，在起爆的过程中，导爆索的传爆速度和炸药相比较要高，因此，全孔炸药会在同一时间起爆，爆轰在岩体的时间也会比较短。孔底起爆冲击波会逐渐的传向自由面，起爆之后出现的冲击波会受到后方装药以及较长距离孔壁的约束，其爆炸能量会在岩体上起到作用，炸药起爆之后，会出现高压区，这样爆破能量就会逐渐的传向岩体，实施孔底起爆可以使得孔口起爆的冲击波孔口的具体逸散现象得到避免，降低了对眉线的破坏。在爆破冲击波对岩体不断作用的过程当中，叠加的应力波会逐渐的传向岩体的自由面，这样使得岩石的破碎非常的迅速。

1.2同排逐孔起爆的相关技术

同排炮孔分别会使用不同的延期时间，但是位于一排或者一列当中的具体炮孔具备一致的延期时间间隔。在二维平面内，从起爆点开始，每个炮孔的起爆时间会在孔以及排间的基础上使得延期时间得到累加，和周围炮孔相比较，属于各自独立起爆。

2.应用原理

2.1台阶爆破空间以及能量之间相互补偿

爆破的时候，先爆炮孔会把岩石迅速的进行推出，这样就可以为后续的起爆炮孔提供较大的自由面;保障岩石在移动中存在较大的相互作用空间，之后，爆炮孔的具体爆炸能量会对先爆炮孔爆破的岩石起到推动作用，会使岩石间相互碰撞的作用得到增加，从而对爆破破碎度以及爆堆的具体松散度起到扩大的作用。也可以这样讲，逐孔起爆使用毫秒级延期，先爆破的炮孔在应力波还没有消失之前，后续炮孔就会逐渐的爆炸，这样会出现爆炸应力波的一种叠加情况，使得应力波对岩石的具体破碎时间得到增加。

2.2最小抵抗线的具体原理

实施逐孔起爆技术，后续的炮孔会在首排炮孔起爆后的具体应力线上，前侧炮孔内的炸药出现爆炸之后，相应的冲击波会对后续煤层提供3个自由面。因此，逐孔起爆技术可以提供比较多的最小抵抗线。

2.3降低地震波

逐孔起爆是在分阶段以及分时间的基础上完成的，在同等炸药量下，如果发生爆炸，对地面的冲击和同时起爆相比较是较低的。纵观实际爆破之后，具体震感以及检测数据的数值，使用逐孔起爆方式可以使得地震效应减小大致为30%～70%之间，这种方法可以降低爆破振动所带来的危害，保障矿架具备稳定性，因此在露天矿爆破作业当中使用的非常广泛。此技术具备的优点：可以降低爆破震动;装药量不会受到限制;爆破飞石的距离大大的减小;大块率比较低;起爆网络的安全性比较强。和露天煤矿的具体情况相结合，可以使用逐孔起爆微差爆破的具体深孔爆破模式。把该露天矿6#煤上的细砂岩当作例子，实施相关参数的拟定。其中，关于露天矿的具体台阶高度在设计的过程中需要由钻孔的相关深度来确定，该值大致为10m～20m，和实际情况相结合，最终确定为15m;爆破孔的直径需要由台阶高度、钻机型号以及矿层的理化性质等情况决定，最终可以确定为200mm;另一个钻孔的深度也需要确定，主要由于矿层性质以及台阶高度等决定，为了使得底部矿层的具体爆破作用得到增加，在之前台阶高度值15m的基础之上再次的加深2m，最终确定为17m。按照工程经验，关于底部抵抗线主要为炮孔直径的大致20倍～50倍，因此可以把炮孔的直径设置为7m;炮孔以及炮孔之间的间距选取以及抵抗线之间有较大的关系，最终确定为9m，排距大致为6m;和实际情况相结合，台阶的具体坡度设置为70°;关于爆破孔的具体塞堵长度可以按照爆破孔的具体直径来取值，最终可以确定为5.5m;炸药单位体积的消耗量大致为0.28kg;该露天矿在爆破的过程中，第一排以及第二排的爆破孔内炸药量分别为210kg以及230kg;在起爆模式选取过程中，为了保障爆破的可靠性以及高效性，可以使用三角型逐孔起爆模式，其中横向的具体单孔爆破时间大致为45ms，竖向的具体单孔爆破时间大致为70ms。

3推广及成效

（1）据矿山不完全统计，年平均采矿的回收率可以提高10%，销售收入增加大致为4000万元;（2）炸药单耗大大的降低。每吨矿炸药成本可以降低大致为0.3元，那么炸药费可以节约为33万元;（3）爆破飞石的距离得到减小。爆破的过程中，需要保障装药质量以及设计要求相符合，这样就可以更好的控制飞石的距离。实施爆破试验之后，没有出现飞石事故;（4）巷道支护的成本大大的下降。由于爆破震动量得到降低，相应的巷道支护等级可以大大的降低，这样就会使得支护材料费用降低100万元;（5）由于爆破震动量得到降低，由此可以节省补孔费大致为33万元。

结语

在某铁矿当中，逐孔起爆控制爆破技术的成功使用可以说明，这种技术在破碎矿体的具体中深孔爆破当中使用具备非常明显的优势。通过实践可以表明，孔底逐孔起爆控制爆破技术具备爆破震动波比较小、大块率较小。爆破能量利用率高以及眉线保护较好等优点，因此，应用效果非常的良好。

参考文献

[1]郭靖.武家塔露天矿采空区上覆岩层爆破技术研究[D].阜新：辽宁工程技术大学，2012.

[2]史维升.不耦合装药条件下岩石爆破的理论研究和数值模拟[D].武汉：武汉科技大学，2004.