采矿工程中逐孔起爆技术分析

庞万军

(宝清县煤矿驻矿安全监督员服务中心，黑龙江 宝清 155600)

矿山爆破是采矿作业的重要环节，具有复杂性，爆破作业环境、地质条件及水文情况均会对爆破效果产生影响。应提升爆破方法选用的适应性，而逐孔起爆技术具有良好的应用效果，可减少炸药用量，节约爆破成本，是现代矿业生产中的重要技术方法。

逐孔起爆技术是在爆破时各炮孔独立设置，在精度较高的雷管辅助下精准计算起爆顺序，确保起爆间隔符合要求，按照相应次序控制各个炮孔独立爆破。可通过适当延迟间隔选择，在岩石移动时引发二次爆炸，使爆破效果进一步提升。目前，此技术已在国内外得到了良好的应用。

1 采矿工程中逐孔起爆技术的应用要点

1.1 设备选用

逐孔起爆技术在爆破设备选择方面参数要求相对严格，为提升爆破效果，要求应用爆破精度及爆破强度较高、延时性较长的非电导爆管，此类爆破设备具有高抗压性，耐油及耐磨性能极佳。要将起爆时起爆雷管的延时误差控制作为重点，确保其不能超过1%～2%，确保导爆雷管以预设好的顺序起爆，增强逐孔起爆过程的安全性，将延时精确到毫秒级别。

1.2 网络设计

逐孔起爆技术应发挥群炸药包的协同作用，确定好起爆点定位及起爆顺序。爆破网络是群药包起爆的控制主体，但因矿区周边环境、煤矿施工特征存在差异，会影响爆破网络设计效果，因而需要通过爆破网络的科学组合，使群药包能够按照预设顺序依次爆破，提升爆破效果，保障采矿作业顺利进行。

网络设计可分为两种网络设计结构，即孔内延期网络设计和地表延期网络设计。要对起爆点进行精准定位，若垂直面的自由面是唯一的，需将中间处作为起爆点，由中间至两边依次起爆。

1.2.1 孔内延期网络设计

孔内延期网络设计要对孔间延期时间进行精准计算，爆破规模大小、雷管段数多少是延时时间的主要影响因素。布线要遵循要求进行，同爆破区的孔间延期时间应设置为400 ms，以保证孔内雷管可同时切断。

1.2.2 地表延期网络设计

孔内延期网络设计的同时，要对排间延期时间进行合理确定，做好地表分段。孔外延时分别设定为9 ms、17 ms与42 ms。若矿山主要为坚硬岩石，孔距应以6 m为宜，孔间延时则应设置为17 ms，排间延时时间以42 ms为最佳，通过增大排距，可使单孔爆破效果增强，节约起爆能耗，减少爆破成本，利于采矿效益提升。

1.3 最佳微差间隔时间确定

岩石性质、岩体裂缝大小是微差间隔时间确定的影响因素。若微差时间设置较长，会使单孔爆破漏斗作用发挥受到影响，对爆破网络形成造成阻碍。若微差时间较小，则难以发挥出先爆破孔为后爆破孔开拓自由面的作用，无法将微差爆破优势充分展现出来。自由面开辟时间大小是合理微差间隔时间确定的重要依据，开辟的自由面越多，爆破利用率越高，产生的爆破叠加效应越强，岩石破碎效果越理想。爆破孔间合理延时时间以每米不低于3 ms、不高于8 ms为宜。逐孔爆破实践中，应结合爆破点处的岩石性质，与岩石软硬度成反比选择延时时间。爆破的排间延迟时间不能超过8～15 ms/m，以免因排间延迟时间设置过长导致爆堆积压,形成大体积石块，或是因时间设置过短而出现前后两排爆破效果相互挤压，导致爆堆堆积高度过大或爆破过于松散的问题。

2 逐孔起爆技术与传统爆破技术试验对比分析

2.1 试验概况

选取某地区露天煤矿作为爆破试验场所，结合当地气候、地质等因素确定爆破方案。本试验选用高起爆精度的逐孔爆破技术与传统的雷管爆破技术，爆破时两项技术应用的发爆器及雷管同步调换，爆破炸药量保持一致，通过爆破设计方案优化，对比分析采取这两种爆破方式所产生的爆破效果。数据分析发现，石块大小取决于孔间延时时间大小，爆堆松散度则是由孔间间距决定的，因而,逐孔爆破以孔间延时、排间延时作为主要延时形式，二者的延时范围分别是3～8 ms/m与8～15 ms/m。应用的爆破设备、制定的爆破方案不一致时，这两个延时时间也略有不同。

2.2 爆破效果对比

2.2.1 采矿要求满足性对比

逐孔起爆技术方式因应用了精度及强度较高、延时性较长的非电导爆管雷管，因而形成的爆堆比传统雷管爆破方式向前推移了20～30 m，爆堆形式相对规则，呈现出了良好的移动效果。起爆后，逐孔起爆技术形成的爆堆沉降量介于4～5 m，符合采矿作业的采挖设备应用要求，起爆点处石块飞出距离未超出60 m，能够满足采矿作业要求。

2.2.2 采装效率对比

爆破地表是按照起爆角度形成的贯通式裂缝，比传统雷管爆破技术产生的裂隙更为均匀，岩石破碎均匀性更佳，爆破松散度更强，可使采装效率整体提升8%，岩石大块率下降10%左右。由此可见，逐孔起爆技术采装效率更佳，应用的药量更少，起爆时无后翻，可产生更充分的自由面，可为后续爆破作业提供便利。

2.2.3 震动强度及爆破效果对比

逐孔起爆技术的爆破震动强度比传统爆破技术下降了60%左右，冲击波下降幅度约为70%。逐孔起爆技术布线过程理更加简便、布设效率更高，降低了爆破人员的工作量。相较于传统雷管爆破技术，其爆破效果提升了45%左右。逐孔起爆技术具有显著的应用价值，本次试验典型数据对比分析见表1。

表1 两种起爆技术的典型试验数据对比分析Tab.1 Comparative analysis of the typical experiment data of two kinds of blasting technology

3 结语

通过爆破试验，对比分析了逐孔起爆技术和传统雷管爆破技术，数据表明，逐孔起爆技术爆破安全性更高，经济性更强，将其应用于采矿作业爆破施工中，可显著降低采矿劳动强度，提升采装效率。采矿企业应引入逐孔爆破技术，掌握应用要点，选用适合的起爆设备，做好爆破网络科学设计，合理确定最佳微差间隔时间，发挥逐孔爆破技术优势。