浅析露天采矿矿岩分离爆破技术

王龙雨/中煤龙化矿业公司露天采区

浅析露天采矿矿岩分离爆破技术

王龙雨/中煤龙化矿业公司露天采区

目前我国露天矿山较多，在露天采矿中，爆破技术是矿山生产中不可或缺的重要组成部分，爆破技术是利用炸药爆炸的能量来对矿体结构进行破坏，从而实现矿石和岩石分离。目前在露天采矿矿岩分离爆破技术中通常是采用逐孔起爆技术和露天浅孔煤破技术，这两种爆破技术对于矿岩分堆的实现都起到了非常明显的效果。文中对爆破技术的现状进行了分析，并进一步对露天采矿矿岩分离爆破技术进行了具体的阐述。

露天采矿；矿岩分离；爆破技术；浅孔起爆；逐孔起爆

前言：近年来，我国矿山行业取得了较快的发展，在矿山生产中爆破技术作为十分重要的组成部分，具有不可或缺性。利用爆破技术，根据工程项目的不同，来对药包、起爆时间和方法进行设置，从而对矿山中某种物体的原结构利用炸药爆炸的能量进行爆破。爆破技术涉及到多个学科的知识，而且在应用中起着基础性的作用，利用爆破作业在矿山生产中进行应用，可以有效的解决当前部分岩层破碎块度及爆破减震的问题。另外当前一些新型炸药及爆破器材的问世，这有效的提升了爆破技术的水平，提高了矿山爆破矿岩的分离，为爆破技术的进一步发展奠定了良好的基础。

一、爆破技术现状

目前在露天采矿矿岩爆破中，最难的一个问题是矿石和岩石的分离问题，通常情况下利用爆破技术只是将矿区爆破的矿石整体向一个方向延伸，这样矿石和岩石则会混合在一起，很难进行分离，而且这种情况在矿石和岩石的边缘地带更为严重，因为在这种地方机械化设施在施工时更难以进行矿石和岩石的分辨，从而导致矿石质量的降低，资源存在着严重的浪费。矿岩爆破分离技术是2004年在美国进行的试验，其在矿石和岩石边缘地带进行分层爆破，利用药包在爆炸时所产生的内驱力，将矿石和岩石按照事先计划好的方向进行推动，从而将两者分离开来。利用这种矿岩分离技术后，爆破现场的工作人员可以有效的将矿石和岩石分区分开来，提高了矿石装载运输的效率，确保了开采矿石的质量，特别是对于边缘区域的矿石开采质量有了较大程度的改善。

在露天爆破采矿矿岩分离工艺中，其中爆破程序是其中十分关键的环节，通常情况下是需要先进行爆破，然后进行采矿，这样当前露天采矿生产中正常的程序，如果不进行爆破即进行开采，那样是无法确保采矿顺利进行的。目前露天采矿矿岩分离技术开始向机械化和规模化的方向发展，而传统技术中往往是采用深孔爆破来进行开采，这种爆破技术由于炸药爆破后所产生的能量十分有限，无法实现矿石和岩石的分离效果，大部分矿石等物质在爆破后呈现粉碎性，而且爆破后粉碎性物质中还会转化为有害物质，所以提高爆破技术的效果，减少有害垃圾的产生是当前十分重要的一个课题。

二、露天采矿矿岩分离爆破技术

近年来，矿山行业的发展速度不断加快，采矿工程量不断加大，爆破技术作为一项非常重要的手段之一，其对矿山采矿效率的提高具有十分重要的作用，而且也直接关系到矿山采矿的安全，所以需要在采矿工程中高度重视爆破技术，不仅确保矿工的生命安全，而且对社会的安全稳定也具有十分重要的意义。在现有基础上需要加快采矿工程中爆破技术的改进，努力提高爆破技术的水平，从而推动矿山行业的健康发展。

1.逐孔起爆技术。这是爆区中任何一个炮孔爆破时在空间上都是按照一定的起爆顺序单独起爆的爆破技术。逐孔爆破技术基于以下爆破原理：是一种控制爆破技术方法。这种爆破技术基本原理，当两个相邻的炮孔同时起爆时，冲击波在炮孔之间相互碰撞，使炮孔间的煤岩承受拉力而造成裂断区。如果炮孔间距与装药量合适，炮孔间的裂断区可呈现一条狭窄的预切槽。这一预裂面能反射以后起爆区产生的冲击波，以达到减少破坏或超控量。这种方法在采矿回采工作中可用于切断顶板的控制爆破中，可以实现改善爆破效果的目标。

在露天台阶爆破采矿中，矿石和岩石常常混杂在一起，通常采用松动爆破只能将爆区矿石整体向一个方向推动，矿石和岩石混杂在一起，无法被有效分离；特别是在矿石到岩石的过渡区，电铲挖掘时很难分辨，从而降低了矿石品位，造成资源浪费。起爆方式是实现逐孔起爆技术的关键，具体分为两种，一是地表延期，而是孔内延期。第一，孔内延期由于孔内雷管长短所限，适应较小的爆区，对于较大的爆区，只能采用大区微差爆破技术，具有复杂性特点，目前应用不多。第二，地表延期划分为斜线逐孔起爆和“V”型逐孔起爆地表延期采用地表接力延期，地表延期雷管引爆孔内延期雷管再引爆炸药的方式，因此可能用很少的雷管就能完成任意规模的爆破。后起爆炮孔的最小抵抗线和爆破作用方向都受瞬间自由面的影响而改变。因此，通过控制炮孔起爆时序，改变起爆过程中爆破区域内的瞬间自由面的变化，就可以实现岩石运动方向的控制，从而实现矿石和岩石的分离。

2.露天浅孔爆破。即是岩土开挖、二次破碎大块时采用的炮孔直径小于50m m、深度小于5m的爆破作业。深孔爆破就是炮孔孔径大于75m m且深度在5m以上的采用延长药包的一种爆破方法。而中深孔爆破方法是介于浅孔爆破与深孔爆破之间的以专用钻凿设备钻孔作为炸药包埋藏空间一种爆破方法，其直孔径一般为50m m~350m m，孔深为5m~20m。这种爆破需要药包爆炸时对断面的冲击力较小，常常运用低猛度、低爆速、低密度为特点的炸药，以消除或削减炮孔周围形成的粉碎物质。在这种爆破中，通常要先进行爆破，结果是为了增大自由面或减小光爆时的抵抗效果。然后根据设计尺寸设计周边进行并联式一次起爆，但目前这种技术仍在进一步的进行验证。为工程爆破能源的炸药，蕴藏着巨大的能量。一公斤普通工业炸药爆炸时释放的能量为3.52×10的6次方焦耳，温度高达3000℃，经过快速的化学反应所产生的功率为4.72×10的8次方千瓦，其气体压力达几千到一万多兆帕，远远超过了一般物质的强度。在这种高温高压作用下，被爆破的介质（如岩石等）呈现为流体或弹塑性体状态，完全破坏了原来的结构。

三、结束语

目前在露天采矿矿岩分离爆破技术中应用露天浅孔爆破技术和逐孔起爆技术，有效的改变了露天采矿矿岩分离的理念和方法，为矿山的生产带来了可观的效益。而且在今后露天采矿矿岩分离技术的发展中，露天浅孔和逐孔起爆技术已成为今后露天采矿矿岩分离技术的发展方向，作为当前国内露天采矿矿岩分离爆破的新技术，其对爆破管理水平及技术水平的提高提供了可借鉴的成功经验，而且有效的提高了矿石和岩石的分离效果，为我国爆破技术的进一步深入研究奠定了良好的基础。

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[2]周志强，易建政，王波，汪金军.控制爆破技术研究现状及发展建议[J].矿业研究与开发，2010（6）.

[3]齐新.挤压爆破技术及其应用[J].甘肃水利水电技术，2011（7）.