双雷管下孔爆破的可靠性及成本控制

江云星 李 遥

(1.贵州新联爆破工程集团有限公司；2.毕节新联爆破工程有限公司；

3.武汉理工大学资源与环境工程学院)

双雷管下孔爆破的可靠性及成本控制

江云星1,2,3李 遥1,2

(1.贵州新联爆破工程集团有限公司；2.毕节新联爆破工程有限公司；

3.武汉理工大学资源与环境工程学院)

概述了拒爆的危害及产生的原因，通过采用双雷管下孔来降低孔内拒爆率，提高爆破的可靠性。结果表明，当单孔药量较小时，使用双发雷管下孔在下孔管出现拒爆时产生的每立方米岩石的爆破成本增量明显高于单发下孔，并随着单孔药量的增加而明显降低；当单孔药量较大时，双发雷管下孔的综合成本低于单发雷管下孔。上述结论对于在实际生产中选择下孔雷管具有一定的参考价值。

双雷管下孔爆破 爆破成本 拒爆 单孔药量

爆破作为矿山开采中一种高效而方便的作业手段，如何提高爆破能量的利用率以及破岩效率一直受到业内人士的广泛关注，在该方面的主要研究思路有：①优化孔网参数，在满足工程需要的前提下尽量使炸药平均分布于待爆岩体中，避免由于炸药分布不均所导致的过爆和欠爆；②改变炮孔装药结构，一方面改连续装药为分段装药使得炸药在炮孔轴向较均匀分布，避免由于装药段和填塞段炸药过度不均带来的过爆和欠爆[1-2]，另一方面改耦合装药为空气间隔不耦合装药，可以减小爆破冲击波的峰值压力，延长爆破作用时间，可以减小粉碎区及削弱粉碎程度使爆破能量更多地作用于破裂区以提高爆破能量的利用率和破岩效率[3-5]；③增加起爆器材和优化爆破设计[6-7]。在孔网参数以及装药结构等提高破岩效率的问题得到优化后，如何有效避免拒爆的产生仍值得深入探讨。

1 拒爆的危害与产生的原因

拒爆严重影响了爆破效果，增大了大块率，降低了挖运效率和爆破能量的利用率，由于需要二次爆破，增加了工程量，直接导致经济损失和工期延误；另外由于拒爆而残留于岩体内的爆破器材具有危害性和隐蔽性，给后期石方的挖运工作带来了重大的安全隐患[8]。

分别从爆破器材质量、爆破网路、装药结构、起爆方式、岩体结构面以及岩体裂缝等方面对拒爆产生的原因进行了系统分析，认为拒爆产生的原因主要有爆破器材质量不合格、爆破网路遭到损坏、装药结构不合理、起爆方式不合理、结构面的影响、裂缝的影响等[8]。

2 双管下孔爆破的可靠性分析

对导爆管雷管成品进行检测后发现，经检验合格允许出厂的批量雷管中并非每一个雷管都能正常起爆。通过增加起爆雷管数来提高爆破可靠性，降低孔内拒爆率，若同时采用多点起爆，在长药包中孔口附近和孔底分别放置药包，有助于提高炮孔利用率，减少岩石的块度，降低炸药消耗量和改善爆破作用的安全条件。

设雷管的拒爆率为η，则单发雷管下孔拒爆率为η1=η，双发雷管下孔拒爆率为η2=η2。二者的比例关系为

η2/η1=η2/η=η.

(1)

由式(1)可知，双发雷管下孔拒爆概率为单发雷管的η倍，且η是一个很小的值。通过增加下孔起爆雷管数可以有效降低因起爆雷管拒爆而引起的炮孔拒爆的可能性，从而起到提高爆破可靠性的作用。

3 双管下孔爆破成本控制

增加起爆雷管数能够提高爆破的可靠性降低孔内拒爆率，但也因此增加爆破成本，爆破成本主要由钻孔、炸材以及人工管理费组成。在单发下孔管的情况下，下孔管出现拒爆产生的每立方米岩石爆破成本增量主要为由盲炮导致的炸材成本损失以及钻孔成本的损失，每立方米岩石爆破成本增量W1为

(2)

式中，P1为炸药价格，元/kg；q为炸药单耗，kg/m3；P2为单发导爆管平均价格，元/发；Q为平均单孔药量，kg；P3为钻孔价格，元/m3；η为雷管拒爆率，‰。

在双发下孔管的情况下，下孔管出现拒爆产生的每立方米岩石爆破成本增量除了由盲炮导致的炸材成本损失以及钻孔成本损失外，还有由于每个孔增加1发下孔管所导致的成本增量，则每立方米岩石爆破成本增量W2为

(3)

贵州省毕节地区的爆破行情及价格参数见表1。

表1 爆破行情及价格参数

在平均单孔药量为1～200 kg的情况下，分别计算出单管下孔爆破成本增量W1、双管下孔拒爆破成本增量W2、双管与单管爆破成本增量比W2/W、双管下孔爆破成本增量率W2/P(P为爆破工程单价，(元/m3))等相关参数，结果见表2。

由表2可知，在单发下孔管的情况下，W1随Q增加而小幅度降低最后保持不变；在双发下孔管的情况下，W2随着Q的增加而显著降低；当Q<130 kg时，W2明显大于W1，并且随着Q的增加，二者差距越来越小；当Q较小时，双发下孔的孔内拒爆成本增量占爆破总成本比值较大，反之则很小。当Q≥130 kg时，W2明显小于W1，而且随着Q的增加，二者差距越来越大。在大型土石方爆破工程中，尤其当Q≥130 kg时，使用双管下孔比单管下孔更节约成本且更加可靠。

4 结 语

通过增加下孔雷管数可以大幅度降低孔内拒爆率，可以有效避免由于拒爆带来的安全隐患以及工期延误，但增加下孔雷管数势必会增加爆破成本。以贵州省毕节地区的爆破行情为例进行了计算分析，结果表明，当单孔药量较小时成本增量很大，不建议使用双管下孔；当单孔药量较大时，双发下孔成本增量比单发下孔小，使用双发下孔不仅能够降低拒爆率而且节约成本。

表2 爆破参数计算结果

[1] 赵忠信.分段装药爆破技术在龙门山石灰石矿生产中的应用与改进[J].轻金属，2004(9)：9-11.

[2] 吴从师，齐宝军，刘宇峰，等.边坡分段装药炮孔的压力变化与爆破效果[J].辽宁工程技术大学学报：自然科学版，2001，20(4)：414-416.

[3] 朱红兵，卢文波，吴 亮，等.空气间隔装药爆破机理研究[J].岩土力学，2007，28(5)：986-990.

[4] 吴 亮，朱红兵，卢文波，等.空气间隔装药爆破研究现状与探讨[J].工程爆破，2009，15(1)：16-19.

[5] 李 遥，吴 亮，钟冬望，等.空气间隔装药混凝土爆破试验块度分析[J].爆破，2014，31(1)：10-15.

[6] 张立国，于亚伦，费鸿禄，等.导爆管复式交叉起爆网路可靠性分析及应用[J].爆破，2003，20(3)：5-7.

[7] 陶怀修，叶兴平，朱 靖，等.宝山铁矿露天大爆破拒爆的原因分析及防止措施[J].采矿技术，2008(4)：139-140.

[8] 任艳民，池恩安，江云星，等.露天深孔爆破盲炮研究综述[J].工程爆破，2013，19(5)：49-53.

2015-01-12)

江云星(1988—)，男，助理工程师，硕士研究生，551700 贵州省毕节市环南路2号。