多排孔微差挤压爆破爆破参数的确定

张 超

(洛阳栾川钼业集团股份有限公司矿山公司， 河南洛阳市 471500)

多排孔微差挤压爆破爆破参数的确定

张 超

(洛阳栾川钼业集团股份有限公司矿山公司， 河南洛阳市 471500)

多排孔微差挤压爆破，在渣堆影响下，会产生较大的透过波损失，其爆破质量直接影响铲装、破碎等后序工作的效率，因此，根据渣堆厚度和松散系数，合理确定爆破单耗、孔距、抵抗线等各项爆破参数，对控制矿岩块度和爆破成本起着尤为重要的作用。

微差爆破;渣堆厚度;松散系数;单耗;孔距;抵抗线

1 简介

洛钼集团矿山公司三道庄钼钨矿区是由地下开采转为露天开采的大型有色金属矿山，矿石主要为石榴子石矽卡岩，普氏硬度系数f=12～16，采用生产台阶中深孔爆破，穿孔设备主要为KY－250和KY－310A型牙轮钻机，台阶高度H=12 m，坡面角α=75°，三角形布孔，爆破方法为多排孔微差加强松动爆破。

实际生产中，铲装进度有时会滞后于爆破进度，在爆破台阶工作面前留有一定宽度的渣堆，而形成挤压爆破，这种爆破方法优点是:显著的增加爆炸应力，延长爆破作用时间，改善炸药能量的利用率，同时矿岩与渣堆挤压碰撞，产生二次破碎，有效降低大块率;能有效减小爆堆前冲距离，爆堆集中，利于铲装，同时避免飞石危害。

2 爆破参数确定原则

据资料介绍，在挤压爆破过程中，爆破应力波到达渣堆后会发展成两部分，一部分反射成拉伸波继续破坏岩体，另一部分呈透过波形式传入渣堆而被吸收，尤其前排孔，由于紧贴渣堆，产生透过波损失会更大［1］，因此，为了提高爆破质量就必须尽可能的降低透过波损失，实践证明，使渣堆保持在适当松散水平，可以有效控制透过波损失。

一般情况下，爆堆松散系数与炸药单耗存在正相关系，与单位炮孔面积所控制的孔网面积呈负相关系［2］，即:

式中:Ks——爆堆松散系数;

q——实际爆破单耗，kg/m3;

η——波动系数，取值范围500～800，清渣爆破取大值，挤压爆破取小值;

s——单位面积炮孔负担的孔网面积;

D——炮孔直径，m;

S——孔网面积，m2。

2.1 后排正常孔

2.1.1 确定单耗q

矽卡岩硬度系数 f=12～16;D=0.25 m;铵油炸药线装药密度qx=43 kg/m;超深h=(8～12)D，实际生产中取h=8D=2.0 m;充填高度Lt=(20～30)D，实际生产中取Lt=22D=5.5 m;台阶高度H=12 m;单孔铵油炸药量Q=(H+h－Lt)×qx=365.5 kg;则

式中:q——实际爆破单耗，kg/m3;

S ——孔网面积，m2;

e——炸药换算系数，取1.1。

根据国内外经验，为使透过波损失保持在尽可能低的水平，应使

取η=500(挤压爆破取小值)，根据公式(1)、(2)、(3)计算得:

q=0.41～0.67 kg/m3;

从理论上分析，S越大，q越小时爆破成本越低，但q越小，大块率越高，二次破碎成本会随之升高，铲装效率随之降低。经过反复试验论证，我矿目前采用 Ks=1.3 ，q=0.58 kg/m3，S=47.8 m2，取得了较好的爆破效果和经济效益。

2.1.2 确定孔网参数a×b

根据露天矿爆破经验，在保持孔网面积不变的情况下，通过减小排距，增大孔距，可以有效的改善爆破质量［3～5］。三者之间存在以下关系:

式中:a ——孔距，m;

b——排距，m;

m ——临近系数，一般取值范围0.5～1.4;

S ——孔网面积，m2。

由此可见，当S/m越小时，即m越大时，b越小，因此，取m=1.4 ，计算得 a=5.8≈6.0 m，b=8.1 ≈8.0 m。

（3）角色扮演法。角色扮演就是在某种设定的情境下，按照剧本扮演某一角色，通过对某一角色的扮演获得扮演角色的所思所想。一方面，办公室工作人员可以通过扮演服务对象感受服务对象所思所想所需，从而快速提高对服务对象的同理心。另一方面，办公室工作人员可以扮演岗位模范从而对自己岗位的同理心要求有更深入的认识，树立良好的习惯和严格的工作要求，这个特别适合新入职人员在工作中如何使用同理心的训练。

2.2 前排孔

2.2.1 确定单耗q1

前排孔，由于紧贴渣堆，产生透过波损失会更大，而且其爆破质量的优劣直接影响后排孔爆破自由面的好坏，据有关资料介绍，要保证前排孔爆破质量，需提高其炸药能量30%～40%，即:前排孔单耗q1=0.58× [1+(30%～40%) ]=0.754～0.812 kg/m3。可以通过增大超深h1、缩小孔距a1来提前排孔的装药。

2.2.2 确定孔距a1

式中:WD——底盘抵抗线，m;

c——钻机安全距离，取值3.0 m;

H——台阶高度，H=12 m;

α——台阶坡面角，α=75°。

经计算，WD=6.2 m。

钻孔超深 h1=(0.15～0.35)WD=0.93～2.17 m，因钻机精确度问题，生产中常取h1=2.5 m。

根据孔间距的计算公式为:

式中:a1——前排孔孔距，m;

q1——前排孔单耗，0.754～0.812 kg/m3;

h1——前排孔超深，m;

其余符号意义同前。

计算得a1=5.8～6.2 m，实际生产中取a1=6.5 m。

3 确定渣堆厚度δ

实际生产中，因设备、道路或构筑物等原因，需对爆堆的前冲距离进行控制，实践证明，适当增加渣堆厚度可以有效控制爆堆前冲［5］。通过以下公式可以根据所需控制的前冲距离反算出合适的渣堆厚度:

式中:δ——渣堆顶部平均厚度，m;

B1——爆堆前冲距离，m;

γ ——岩石容重，t/m3。

如果要控制前冲距离B1μ10 m，可将B1=10 m、D=0.25 m、WD=6.2 m、γ=3.2 t/m3代入公式(7)计算出δ=9.1 m，因此将渣堆厚度保持在10 m左右，即可达到要求。

4 结论

多排孔位微挤压爆破方法在洛钼集团露天矿的采剥工作中已被广泛采用。实践中，根据岩性不同及环境不同，不断修正爆破参数，达到了有效控制矿岩块度和爆堆前冲的效果。

［1］ 李宝祥.金属矿床露天开采［M］.北京:冶金工业出版社，1992.

［2］ 张 坤，米宝德，等.露天矿生产爆破计算机辅助优化设计技术［J］.水泥科技，2008，(2).

［3］ 王 青.采矿学［M］.北京:冶金工业出版社，2001.

［4］ 陈国山.露天采矿技术［M］.北京:冶金工业出版社，2008.

［5］ 吴 立.凿岩爆破工程［M］.武汉:中国地质大学出版社，2005.

2011－03－)

张 超(1984－)，男，山东枣庄人，助理工程师，主要从事露天开采生产技术工作，Email:15838566739@126.com。