铜矿露天爆破技术的改进措施研究

张文斌

（中铁十九局集团矿业投资有限公司，北京 100071）

0 引言

露天铜矿在开采的过程中，时常会需要用到爆破技术，爆破技术作为一项重要的技术手段，对于露天铜矿的开采具有重要意义，不但能够对矿上开采中的阻碍物进行去除，更能直接影响其他设备的工作效率。因此，露天铜矿的爆破技术是研究的重点和方向。

1 铜矿露天爆破中存在的问题

在露天铜矿爆破的过程中，发现有很多矿场都存在爆破之后大块、根底的问题，大块和根底主要出现于一些孔网较大的部位以及盲炮，也就是药包拒爆的部位。其他地方例如废弃孔洞、台阶根部等部位也会出现大块和根底的情况。大块和根底作为爆破过程中的残留部分，如果不加以处理将会影响后续的爆破和施工，对人员财产安全都会造成一定影响。其出现原因主要有以下5 个方面：

（1）在爆破的过程中，火药柱因为炮孔较深、较大，导致重心不稳，在爆破的时候不够均匀，就会导致大块的出现。而根底的出现多是因为炮孔的深度和大小都过小，火药柱的威力被限制，导致爆破的不完全，根底由此出现。

（2）大块和根底的出现，主要因为孔网具备过大的参数，导致在爆破的时候，岩体爆破力度不均匀，特别是在中心部位爆破力度严重不足，会出现大块和根底。

（3）在爆破的过程中，炮孔的距离较大会出现大块和根底，距离过大主要是因为外界因素的影响，也有设置错误情况的存在，距离过大和过小都会导致爆破力度的不均匀，因此出现大块和根底。

（4）爆破的过程中，由于炮孔出现堵塞，且堵塞的长度过长，容易出现大块和根底，主要是因为堵塞长度长会导致炮孔受力减少，从而导致爆破力度不均。

（5）废弃炮孔没有完全堵塞。因为废弃炮孔没有进行完全的堵塞，容易造成爆破过程中大量大块的产生，有时还伴随着飞石产生，很容易对周边的人员和财产安全造成威胁。因为废弃炮孔没有得到完全的堵塞，本身就具备一定的炮孔作用和引导作用，火药的能量也因此不能完全的释放。

2 铜矿露天爆破技术的改进措施

2.1 设置选择合理的爆破参数

为了对铜矿的露天爆破技术进行优化和改良，首先要对露天铜矿的爆破参数进行优化和合理选择。

（1）作为重要的爆破参数之一，底盘抵抗线具有重要的作用。底盘抵抗线就是台阶坡底线与第一排空心轴线之间的距离。底盘抵抗线的数值和参数有较为严格的要求，不能过大或过小，过大很容易在爆破的过程中出现根底，过小则会导致火药用量的增加，提高爆破成本。底盘抵抗线的合理确定格外重要，W=K×D是底盘抵抗线的计算公式，根据此公式计算的底盘抵抗线比较合理，其中W 代表底盘抵抗线、K 代表系数、D 代表钻孔直径。

（2）露天铜矿的爆破还需要精确的计算爆破炮孔的距离，距离主要有两种，一种是排距，另一种是孔距，他们的计算公式分别为b=（0.75-1）a 和a=（20-30）d。而根据实际证明和验算，分析出当b=1.886a 的情况下，可以布置正三角炮孔，并且可以爆破成功。这种排列方式的炮孔可以很好的完成爆破，促进爆破的均匀，无论是逐个爆破还是同时爆破都可以达到良好的效果，因为这样爆破的过程中，可以保障抵抗线在不同方位是一致的，可以有效地减少大块和根底的产生。

（3）爆破中另外一个重要参数是超深，超深主要为了保障爆破的平整而实施的操作，具体来说是可以通过降低装药量和装药的高度，实现对爆破根底的降低。超深的计算公式为h=（5-10）d。根据该公式来看，在选择超深数值的过程中，要注意底盘抵抗线的情况，底盘抵抗线的数值大则选大，反之则选小。在实际应用的过程中，会有许多特殊情况和意外情况，例如，在爆破的过程中发现台阶的坡面比底盘抵抗线小的情况，超深就没有增加的必要了，因为在这种情况下，超深的增大会导致火药的增加，不好控制爆破力度。

（4）炮孔堵塞长度也是重要的参数。炮孔在爆破的过程中，如果堵塞长度不足，容易导致爆破力度的减弱，主要是因为没有足够的堵塞物对爆炸气体进行堵塞。所以在实际运用中，要注意将炮孔的堵塞长度进行优化和处理，炮孔的堵塞长度要与底盘抵抗线相对应。一般来说0.75 倍的炮孔堵塞长度即可。而实际状态下，炮孔的堵塞长度应该适当下降，保障大块的减少。

2.2 选择合适的起爆方式

起爆方式也是重要的措施和手段，对于铜矿的爆破有重要的意义和作用。一般来说，露天铜矿的爆破技术为对角起爆技术，就是在4 个角进行同时起爆，这种爆破方式能够有效的拉大炮孔之间的距离，对于底盘抵抗线还有一定的控制作用。对角起爆技术在运用过程中为了避免大块的出现，爆破孔距的距离需要按照底盘抵抗线进行同比例的提高，主要是原理就是通过增大孔距，能够促使应力降低，并且将起爆层之间的距离拉大，大块就不易出现了。

2.3 装药结构

装药结构是影响爆破结果的重要一环，装药过多或过少都会出现爆破力度不均匀的情况。在垂直起爆的过程中，可能会出现爆破底部存在较大阻力的情况，影响爆破结果，这种情况可以通过超深的方式处理，但是超深会导致火药的重心不稳和降低，容易出现大块和根底。所以，为了有效的处理上述问题，要对装药的结构进行优化。装药结构优化常见的方法是将火药分成三端进行填充，并利用炮泥等物质记性分段阻隔。但是这种方法需要注意避免火药的过于集中，尤其是应当注意和避免底部火药量较多的情况。混合火药也是不错的结构优化方法，混合火药就是将普通火药和混合火药进行混合，其中炮孔的底部填充大威力火药，炮孔的上部填装普通火药，这样装配的火药可以有效避免根底和大块的出现，保障爆破力度的相同和一致。混合装药法在实际利用的过程中，主要是利用重铰油火药和铰油火药进行混装，有较好的效果，但是其具有一定的腐蚀性。

2.4 斜孔爆破

斜孔爆破是一种爆破手段，与垂直爆破相比，斜孔爆破的力度更为一致和均匀，在实际应用中，斜孔爆破能发挥更好的效果。斜孔爆破深孔的上、下部分具有一致抵抗线，再爆破会更加均匀和力度统一，大块和根底的情况也就较为少见。斜孔爆破的利用范围较广，因为一般情况下台阶坡度可以满足斜孔爆破要求。斜孔爆破更为安全，因为斜孔爆破下，人员和各种设备都离爆破钻机和台阶坡顶线较远。现阶段，很多铜矿露天爆破过程中，大多是采用的垂直爆破，因为很多矿区采用的设备多是牙轮钻机，这种设备比较适用于垂直钻孔，所以为了爆破的效率和有效性，有必要加强爆破设备和技术的引进。

3 爆破技术其他改善方法

3.1 严格控制穿孔和爆破作业质量

为了确保露天铜矿的爆破质量和优化改进爆破技术，还要对其他爆破技术进行优化和处理，特别是穿孔技术和爆破施工技术。穿孔技术要加强管理，管理的方向主要在避免穿孔过程中出现断钻、夹钻、掉钻情况的出现，并且为了避免废孔以及孔位错误和误差造成的影响，还要对孔位的施工和钻取进行严格的控制，因为穿孔的位置和参数存在问题，会导致爆破质量的下降。爆破施工需要注意以下3 点：①施工方要对火药进行全面的检查，包括火药的产地、特性、品种、质量等都要进行分析和检查，并且加强对火药的安全管理；②为了保障爆破的质量，在装药过程中要对爆破器材进行合理处理，特别是在填塞的过程中，对于导爆管严格的防护，避免导爆管的损坏和弯折；③在起爆前还要对起爆的网路进行检查和分析，保证每一个节点都能得到应有的处理。

3.2 加大各项器材的管理力度

铜矿露天爆破工作的顺利和优化，要对露天铜矿的爆破设备和其他相关设备进行严格处理，而且在管理的过程中还要注意以下2 点内容：

（1）要重视爆破的器材质量。因为爆破的器材直接参与了爆破工作，爆破器材的质量会很大程度上影响露天铜矿的爆破工作。要求相关单位在采购的过程中，要选择符合工作要求的设备并进行质量检查，保障爆破设备在性能、质量上的合格，并具备相应的证书和合格证明。以此确保盲爆以及其他情况的减少，促进爆破质量的提升，确保爆破工作的正常展开和顺利进行。

（2）为了确保爆破工作的质量，还要对火药的质量进行管理和控制。火药作为爆破工作最基本的因素，对爆破工作的进行有至关重要的作用。对于火药的管理主要是确保火药在采购的过程中符合爆破的使用标准，且具备相应的生产许可证明，在对火药进行管理的过程中要注意安全性和保护性，避免对火药的重压和摔打，禁止火药与明火或其他易引发明火的事物接触，为了保障火药的质量，还要对火药进行干燥储存，防止火药受潮。

4 结束语

铜矿露天爆破工作具有重要的作用和意义，直接关系着采矿工作的进行和安全。铜矿露天爆破工作容易出现大块、根底等问题，这些问题对后续的采矿工作和周边人员财产安全造成严重威胁，必须要对爆破工作进行优化和改善提高，确保大块和根底的减少，确保爆破过程的均匀性，保障人员和财产的安全。