改善分段凿岩中深孔爆破质量的措施

河南嵩县金牛有限公司 王晓峰 王卫东 张华涛 秦长旭 王宜勇

改善分段凿岩中深孔爆破质量的措施

河南嵩县金牛有限公司 王晓峰 王卫东 张华涛 秦长旭 王宜勇

河南嵩县金牛有限公司（以下简称金牛公司）在黄金开采中，采用分段空场嗣后充填采矿法和上向水平分层充填采矿法，分段空场嗣后充填采矿法采用中深孔落矿、电耙出矿工艺。为了解决生产中落矿就存在着大块产出率高、出矿困难等问题，笔者在多年的实践中，不断对凿岩爆破参数及工艺进行研究和改进。使二次爆破炸药单耗由原来的0.66kg/t下降为0.21kg/t，保证了采场连续均衡出矿，提高了采场生产能力，取得了较好的经济效益。

一、地质概况和开采方法

1.地质概况。矿区内地层发育较全，主要出露的地层有太古界、太华群和中元古界长城系熊耳群、第四系沿水系沟谷两侧分布,本区地层较老，岩层变质较深，构造变动强烈，岩浆活动频繁，成矿原因为岩浆侵入地表时热液蚀变成矿。金牛公司4#矿体为主矿体，井下开采部分走向长约750m，倾向长约260m，平均厚度15m，呈脉状产出，倾向北东，倾角25°～65°。

2.采矿方法。采用分段空场嗣后充填采矿法，分段高度10m左右，采用YGZ—90型凿岩机上向扇形孔，孔径55～57m，中深孔落矿，30kW电耙出矿，耙距40m内，采用1台3t架线式电机车牵引8辆2m3矿车运矿，日生产能力1 000t。

二、凿岩爆破的改进措施

1.调整炮孔参数。炮孔参数的选择主要根据矿石条件，所使用的凿岩设备和孔径以及要出矿的块度等。选择合适的抵抗线（W）、孔间距（a）以获得最佳爆破效果和经济效益。以往经验是选择中深孔爆破参数时，习惯取最小抵抗线W=（22～30）d；炮孔密集系数m=（0.7～1.2）W，由此计算的最小抵抗线应为1.27～1.65m，孔底距应为0.9～1.9m。但大抵抗线小孔底距的炮孔排列会使矿石在炮孔的排面位置形成薄弱面，在爆破时，裂隙首先在同排孔之间发展，形成整排一块往下落，导致大块太多。因此，根据钻孔直径和矿体硬度节理裂隙的分布选取最小抵抗线为W=（16～25）d，采用大孔距、小抵抗线提高炮孔密集系数的原则，拟定炮孔最小抵抗线为0.9～1.2m，炮孔密集系数为2.0，孔底距为1.4～1.8m。布孔时前排与后排错开布置，同时在凿岩过程中孔位可以根据节理裂隙间距而定。尽量使炮孔远离裂隙的位置，这样虽然布孔时排距不一，但爆破效果明显。根据节理裂隙的分布来布孔，尽量避开节理裂隙，从而使爆炸气体及压力波作用均匀，提高爆破效果。

2.该单排同段为多排同段递减爆破。为了尽可能地减小爆破块度，提高爆破块度的均匀性，降低材料消耗量，采用多排同段递减爆破工艺。

由于采用小抵抗线大孔距的炮孔排列，使炸药的爆破能量在矿石中得到均匀分布，有利于矿石破碎。再加之用多排同段起爆，使各排孔的爆轰压力波相互叠加，达到更好的破碎效果。

由于上次爆破的作用，使爆破区周围1.5～2.0m的矿体产生爆破裂隙，这些爆破裂隙和原生节理裂隙共同作用，导致爆破后出现部分大块。而采用多排同段爆破技术，可增强爆破过程的相互挤压，同时破碎后矿石之间存在相互碰撞，从而使爆破后矿石块度大大降低。为了防止给下一次爆破产生过多的爆破裂隙，影响下一次爆破，采用多排同段递减的爆破方式，改最后一排为单排爆破，并适当减少最后一排的装药量，以减少下次爆破区的爆破裂隙，进而降低下次爆破的大块率。实践证明，采用多排同段爆破技术增加了炸药的破碎作用，降低了爆破过程中完全冲击波的效应，进一步加强了矿石的破碎度。

3.合理分配装药量。扇形中深孔爆破装药量分布不均匀，孔底炸药最分散，孔口炸药最集中。孔口炸药起爆时，先将整排炮孔的孔口各孔位贯通，然后才能排推出去，导致孔口产生大块。另外，孔口炸药爆炸冲击波巨大，可能会将起爆炮头带出，引起某孔拒爆，产生大块。因此，需要将每孔孔口装药量装得参差不齐，改变孔口炸药集中现象，这样既减少成本，又提高爆破效果。

4.改变起爆点。改孔口起爆为孔口、孔底同时起爆。采用导爆索连接孔底和孔口炮头，并加强填塞，尽量延长爆炸气体作用于矿石的时间。

5.选择合理的装药量。炸药单耗是爆破的重要参数之一，若产生粉矿多，成本则高；过低则出现大块过多或爆破不掉，引起安全隐患。因此，对于不同的矿体，采用不同的炸药单耗，在确定单耗时必须将节理裂隙发育程度等地质条件考虑其中，在装药时采用间断装药，使炸药尽可能均匀地布置在炮孔中。

三、爆破结果分析对比

金牛公司经过多年的生产实践，对凿岩的参数进行了改进，使得爆破后大块产出率由35%下降为10%，减少了二次爆破量，提高了供矿效率，降低了成本，保证了采场的生产能力，提高了作业安全性，具体分析结果见表1。

表 1 2005—2009年爆破效果对比

在中深孔采矿爆破作业中，凿岩、爆破、起爆等诸多环节都存在产生大块的因素，再生产过程中都要结合当地的地质实际情况将诸多因素考虑进来，并在生产实践中进一步优化，以达到最佳效果。