降低露天爆破炸药单耗有效途径探析

李兴叶

摘 要：露天岩体的爆破中，炸药是作业施工中的必须品。但一般情况下炸药损耗大，并且效果差，爆破后岩体大块物质过多，基本需要进行二次爆破，这就使得爆破炸药单耗过多，增加了开采成本。近年来，我国对于露天岩体开采一直进行研究，对于爆破的各项参数严格控制，优化技术，控制爆破炸药损耗。文章针对现有露天爆破技术，探讨降低爆破炸药单耗的有效途径。

关键词：露天爆破；炸药；途径

爆破的方法不同，爆破的参数也不尽相同。详细了解爆破参数是保证爆破炸药单耗的前提，并且露天岩体的爆破工程量大，所需炸药多，合理控制爆破炸药单耗是节约开采成本的表现。并且有效地控制爆破炸药单耗也可以降低露天开采的风险、提高安全指数。

1 工程实例

河北钢铁集团有四个露天矿场，其中一个IIIa矿场，采空区长360m，宽22m，高60m，体积约为48万立方米，由于长久开采，底部岩体松动。为防止岩体坍塌，而后的开采过程需要多段微差爆破，对于各项爆破参数要求精准。但是在后期开采中，爆破炸药单耗大，并且不能很好的维系安全性能。

1.1 爆破炸药单耗大的原因

1.1.1 孔网参数不合理

对于此项工程设计时的孔网参数，认定抵抗线1.6m，孔底距2m，密集系数1.2的方案，但是此种方法适合含量大的矿场，于此矿实际不符。根据现有探测，这种方式抵抗线大、密集系数大，致使每米爆破炸药单耗增大。

1.1.2 孔径过大增加消耗

根据已有抵抗线、孔底距的参数，按照公式d=w/（25～30）求得所用孔径空间为54～64mm，而现在所用孔径是60mm，孔径过大，致使装药量增多，增加了每米爆破炸药损耗。

1.1.3 装药结构不合理

原有设计采用孔底起爆的方式，但是却致使孔口堵塞，并且较之孔口起爆，它的起爆更长，爆破炸药单耗过大。并且这种装药方式在爆破的过程中，需要更多的孔底能量，但在运行时，难免造成能量不均，使得能量浪费，又增加了炸药的损耗。

1.2 改进措施

1.2.1 孔网参数修改

由于现有开采需要崩落基岩，所以孔底距不能过小，否则爆破时容易因炮孔太小出现事故，并且为了保持围岩的稳定性，应该减小抵抗线至1.2m，孔底距2m，这样可以不仅提高每米爆破量，也能增加安全性。

1.2.2 孔径最优

想要减少爆破炸药单耗，需要降低孔径，爆破的效果主要在炸药的瞬间爆发力。原有孔径装药量约3.5kg/m，减小孔径虽然会降低爆速，但只要保证炸药的瞬间爆发力，也可以取得良好的爆破效果，从而减少损耗。

1.2.3 完善装药结构

孔底起爆造成的堵塞可以通过改变装药方式进行改善，在边孔位置及中间孔进行分隔间缝装药。边孔装药多，其它孔装药少，中间间隔进行填充物堵塞，减少爆孔装药过度集中的情况，可以减少爆破炸药单耗量。

2 有效途径

2.1 孔网参数合理

孔网参数是爆破过程中首要计算的，想要降低炸药单耗，需要对爆破面积进行合理计算。因为各类岩体的结构参数不一，同等炸药爆破面积的效果不同（下表1是各类岩体适合的爆破炸药单耗量），并且根据对孔底距与抵抗线的调整，可以扩大应力波对岩体裂缝的压力，使得孔底爆破的时间增加，从而爆破面积更全面，岩体粉碎的彻底，爆破效果提高，从而降低炸药单耗。

2.2 微差爆破

这种方式通过雷管各段的起爆时间存在间隔，可以使底部先起爆，在造成一定的自由面后，以毫秒的时间延期爆破，有效地控制了爆破的效果。一般露天爆破都采用扇形中深孔爆破，如图1所示。这样可以使底部的爆孔先起爆，先起爆的地方造成的应力波冲击大，促使前面的爆孔继续引爆，并且在应力波的作用下开阔了岩体缝隙，使岩体发生分离，增加了爆破空间。而先引爆的炸药在余力仍未消失前，与后引爆的炸药的应力波相结合，可以增强破碎岩体的效果，减少大块物质，并且由于炸药的先后爆炸间隔，可以不断增加自由面，从而降低炸药单耗量。微差爆破主要优点就是在爆破时的应力波振动小，可以控制地震效应，稳定作业安全。

2.3 装药结构

一般露天岩体开采，采用中深孔爆破方式，原有装药方式是根据起爆顺序全孔装药，直接将炸药作为堵塞，这样不仅浪费炸药，而且由于爆破时应力作用的大小不一，爆破的能量也不同。孔底部分本应由很大爆破力来促进上层炸药的威力施展，但由于上层炸药过多，反而让孔底炸药阻抗大，能量不足，造成浪费。并且孔口炸药多但孔口破碎岩体的作用小，填充炸药实属浪费。而其它部分炸药虽然有很大的爆破力，但是由于过程重复爆炸，不仅爆破效果差，而且振动大，容易出现事故。

所以，要对爆孔填充一定长度的堵塞物。填充物一般在两米以上，这样可以使炸药不密集填充，在爆破过程中获得合理的爆炸能量，又减少了炸药单耗量，并且不会因为过大振动而造成安全问题。

2.4 严格管理

炸药在使用过程中要严格管理，首先，要确定炸药的用量不会造成坍塌等安全问题。并且对于炸药的管理人员要进行深入管理，确保炸药的存放地点无明火、无潮湿等情况，避免一些因细节造成的损失；其次，在装药结构中，要严格按照设计指示进行作业，对于实际操作中一些数据的不合理要及时修正，保证可以达到爆破要求；最后，严格布孔，使用精密仪器测量，保证爆孔位置正确，避免不必要的孔，保证炸药的合理使用率，避免不必要的浪费。

3 结束语

一般爆破炸药开采成本占据总成本的25%左右，可见爆破的成本过于高。通过有效措施降低露天岩体的爆破炸药成本，不仅能为企业提升经济效益，也能将节约的成本用于技术，提高开采过程的安全性。

参考文献

[1]邬艳礼.中深孔台阶爆破降低炸药单耗方法的探讨[J].江西建材，2015（17）.

[2]周楠，王德胜，吴应天，等.降低中深孔爆破炸药单耗方法的研究[J].现代矿业，2011（4）.

[3]胡勇辉，刘连生.基于BP神经网络的沉积岩型矿山爆破开采成本的预测与控制模型[J].中国矿业，2013（11）.

[4]罗金兰.朱家包包铁矿降低炸药单耗的措施[J].矿业工程，2014（5）.