试析矿山深孔爆破技术的质量控制

2021-06-13陈家涛

世界有色金属 2021年5期

陈家涛

（安徽省琅琊山矿业总公司，安徽滁州 239000）

在矿山开采中，掘进是一项非常的工作，施工难度比较大，利用深孔爆破技术能够针对不同井下地形采取不同的措施，以保证爆破效果，提升掘进的效率和质量。和传统爆破技术相比，应用深孔爆破技术能够很好提升井下施工的安全性，利用多端微差爆破技术可避免施工事故发生，提升施工效率和质量，缩短施工周期，具有良好的发展情景。基于此，开展矿山深孔爆破技术的质量控制分析研究就显得尤为必要。

1 深孔爆破技术的相关概述

深孔爆破技术最开始应用在土石方工程施工中，待各项技术成熟之后，才被应用到矿山施工中，大大提升了矿山开采的效率，经济效益也大幅度提升。在应用深孔爆破技术时，需要对不同的程序要求进行综合分析考量，从根本上改善应用效果，在保证爆破质量的基础上，降低应用成。为提升深孔爆破技术的应用效果，需要同时具备四个条件，其一是爆堆松散度适中；其二是不存在底根；其三是大小达到标准；其四是破碎的岩块质量比较好。在应用深孔爆破技术时，需要将抵抗线控制在最小范围内，以便将飞石、振动、噪声以及爆破造成的危害降到最低。改善深孔爆破技术应用效果的主要内容是使用较少的炸药，就能提升爆破产量，在改善碎石条件的基础上，更好的控制后续工序，最大限度上降低综合成本。因此，矿山中应用深孔爆破技术时，需要按照矿山地质条件，合理选择爆破参数，同时优化施工工艺，才能获得更好的爆破效果。

2 影响深孔爆破技术应用效果因素

2.1 矿山地质地形条件

矿山地质地形条件是影响深孔爆破技术应用效果的主要因素，如：矿山结构面会直接影响岩体的破裂特征，容易引发爆破块度、根底、硬帮等。如果台阶坡面倾向和岩层的倾向相反，则深孔爆破之后，形成的后冲力比较小，岩体发生位移的距离也就比较小，会形成较高的爆堆，产生根底问题。如果台阶坡面的倾向和岩层倾向相同，则深孔爆破之后形成的后冲力比较大，不容易形成根底。除此之外，岩体必然存在一定的裂隙，会将岩体分割成快状结构，裂隙的存在会导致深孔爆破之后的能量难以被充分利用是，从而影响爆破效果。

2.2 岩石物理学性质

在矿石爆破施工中，岩石的物理学性质是确定岩石可爆性、爆破参数的主要依据。岩石密度越大，则在爆破时所需的能量就越多，爆破难度更大，不确定因素更多。而岩石强度越大，在爆破过程中，能够承受的拉力、压力等就越大，爆破难度也越大，相同爆破参数和工艺的情况下，获得的爆破效果也越差。

2.3 爆破设计参数

在应用深孔爆破技术时，爆破设计参数对爆破效果的影响非常大，如：孔间参数、装药结构、起爆顺序、排距、装药长度、底盘抵抗线等参数设计是否科学合理，会直接影响深孔爆破技术的应用效果。比如：如果底盘抵抗线太长，则极易发生根底过大问题；底盘抵抗线太短，则容易发生飞石问题，影响爆破的安全性。爆破孔眼的孔距、排距如果设计过大，则在2个孔之间的位置，受到爆炸能量的冲击比较小，容易形成大块，甚至引发根底问题[1]。

2.4 施工质量

在应用深孔爆破技术时，钻孔质量、装药质量、连线质量等都会影响爆破效果。如果在深孔爆破施工中，钻孔深度不足，容易发生根底问题，装药质量和连线质量不达标，则会导致爆破效果难以达到预期设定的要求，也会影响爆破效果。

3 矿山深孔爆破技术的质量控制措施

3.1 加强地质勘测，合理设计爆破参数

在矿山深孔爆破施工中，地质条件、岩体的物理性能，裂隙发育情况是设计深孔爆破施工工艺的主要参考依据，也是提升深孔爆破效果的关键。因此，在深孔爆破施工之前，需要对地质地层条件、水文条件、岩体物理性能、裂隙发育情况等进行全方位勘测，按照勘测结果，对爆破区域的可爆性进行分级，为确定爆破参数和工艺指标，提供必要基础资料，保证深孔爆破效果。

按照地质地层区域勘测结果选择与之相适的炸药种类，确定钻孔深度、直径和装药结构、起爆方式等，以保证深孔爆破形成的能量能够实现均匀分布，促使爆破能量能使岩石被充分破碎，降低大块、根底等问题出现的概率。比如：在堆爆岩体时，要合理布置加密孔，适当减少孔距和排距，以改善爆破质量。对那些深孔爆破区域，存在夹层、裂隙发育程度大等问题，需要在适当的位置空位。按照矿岩的实际分布情况，确定好装药量和装药结构，可采用分段装药方式，将选择好的炸药安装在爆破阻力比较大的位置。完成爆破之后，还要及时统计分析爆破效果，逐步积累更加丰富的深孔爆破技术应用经验，优化深孔爆破参数和工艺，提升爆破质量。由于现在我国常用的钻机直径为80mm～200mm，因此炮孔的直径也要在这个范围之内，通常是80mm、100mm、150mm，不过具体还要根据实际的施工条件进行调整，不能够完全根据以往的施工经验[2]。

3.2 做好前期准备，加强爆破技术人员培训工作

深孔爆破工序比较多，而且存在很多不确定因素的影响，为保证后期施工工作能够高效、有序的开展，就必须做好前期准备工作，按照地质勘测报告，确定深孔爆破的地点、炮眼位置、钻孔深度等。做好爆破装置、雷管、连接线等装置的检查工作，提升一次爆破成功的概率，保证矿山掘进爆破的质量和效率[2]。同时还要切实做好安全防护措施，以免发生飞石伤人事件，保证现场人员、机械设备的安全性。

在矿山深孔爆破施工中，爆破技术人员扮演着非常重要的角色，无论是炮眼定位、钻孔深度、钻孔直径的确定，还是爆破装置的安设、雷管填装等，都需要技术人员亲力亲为。他们的综合素质和专业技术水平，直接关系到深孔爆破技术应用的效果。因此，必须加强对技术人员的培训，比如：在炸药装填时，需要在内部正向装药，而外部则要反向装药，从尾部插入雷管，正向装药量和反向装药量之间的比例约为1:3，需要爆破技术人员，按照巷道断面的岩石特性合理掌握，将最新的知识和操作技术传授给每位爆破技术人员，才能更好的保证深孔爆破效果。

3.3 加强细节控制，提升爆破质量

在矿山深孔爆破施工中，涉及到很多细节方面工作，主要包括：炮孔深度和直径控制、最小抵抗线控制、起爆方式控制等。

炮孔深度和直径控制：在矿上深孔爆破中施工中，炮孔的直径由深钻机型号、岩石特性等因素共同决定。当钻机型号确定好之后，炮孔的直径也就基本确定。在具体应用过程中，深孔爆破钻孔直径有45mm、80mm、100mm、150mm四种型号各种选择，需要结合矿山地质地层结构和岩石物理性能实际情况，选择合适的炮孔深度，才能更好的保证爆破效果。在钻孔孔距也要严格控制，通常情况下，中心孔到其他装药孔之间的距离要控制在500mm左右，各装药孔之间的距离则要控制在600mm左右，辅助孔要尽量布置在尽量中心孔700mm的对角线上，以提升爆破效果。

最小抵抗线控制：在应用深孔爆破时，最小抵抗线是一项非常重要的参数，最小抵抗线无论过大、过小，都会影响爆破效果。如果用a来表示孔间距，最小抵抗线用W表示，经过以往的实践总结出计算孔间距的公式如下：

此公式中，m表示炮孔的密集系数，如果最小抵抗线过小，则要想达到理想的爆破效果，就需要使用更多的炸药，不但增加成本，而且增加钻孔时间，形成大量飞石，影响施工进度；而如果最小抵抗线过大，则会导致炮孔中的炸药无法被有效推出，容易形成后冲和拉裂现象，出现底根、大体积石块等，同样会影响施工进度。需要结合实际情况，严格控制最小抵抗线，以保证深孔爆破施工的效果[3]。

起爆方式控制：在矿山掘进施工中，起爆方式对爆破效果的影响也非常大，随着科学技术的发展，起爆方式引发多样性，在矿山深孔爆破施工中最常用的起爆方式是反向装药串联式起爆方式，能够保证爆破效果，还能满足矿山掘进循环进尺的需求。主要做法为将选择好的雷管放在炸药末端，依次布置乳化炸药、40mm左右的炮泥、水泡泥等，然后再按照炮眼深度进行封泥处理，以保证起爆效果。

3.4 加强施工质量控制，加大爆破新技术应用力度

在矿山深孔爆破施工中，为保证爆破质量，需要选择高性能、高稳定性的起爆器材和炸药，再按照相关规定进行合理搬运、管理，存放在干燥通风的空间。在具体施工中，要加强爆破施工组织管理，保证每项工作都能按照设计要求和标准进行施工[4]。比如：在穿孔施工中，需要根据钻孔的位置建施工，避免发生夹钻、卡钻、掉钻等问题，钻孔达到设计深度后要及时掏孔，将孔内杂物清理干净，以免影响装药质量。在炸药填塞时，要避免对导爆管造成破坏。认真做好连线工作，避免发生错接、漏接问题。

在矿上深孔爆破施工中，加大爆破新技术的应用力度，能够显著提升爆破质量。比如：采用大孔距、小排距的爆破方式，能够有效降低大块率和根底问题。数码电子雷管属于高端智能产品，内设智能电子起爆模块，可任意设定延期时间，且能够实现现场编程和在线检测。是一种具有雷管发火时间控制精度高、延期时间设定灵活、组网双向通讯等特点的新型雷管。利用缓冲爆破、预裂爆破等，能够有效减少爆破后冲，降低爆破形成的振动，提升爆破效果。