浅析改善矿山露天爆破质量的有效方法

摘要：在实际的矿山露天爆破过程中，大块和根底的出现严重降低了爆破质量，而采用科学合理有效的方法能够减少或避免大块和根底的出现。文章分析了矿山露天爆破时产生大块和根底的原因，并在此基础上提出了相应的解决对策，为矿山路摊爆破质量提供了重要的保障条件。

关键词：矿山作业；露天爆破；爆破质量；大块；根底 文献标识码：A

中图分类号：TD164 文章编号：1009-2374（2016）08-0144-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.074

对于露天矿山而言，爆破是一项重要技术，其爆破质量不仅能够影响到矿山作业是否顺利开展，与整个矿山的经济效益有着十分紧密的联系，而且还影响着相应设备的工作效率。因此，提高矿山露天爆破质量，改善矿山露天爆破质量的有效方法是矿产行业需要进行重点研究的课题。

1 矿山露天爆破出现大块、根底的原因

根据大量的调查报告以及爆破的理论研究，我们发现矿山在进行露天爆破过程中，出现大块的主要部位有孔网参数过大的位置、盲炮附近、爆破之前没有堵塞的废孔周围、底盘抵抗线过大的台阶根部、临空面以及台阶上部的孔口位置等；而出现根底的主要部位有盲炮附近、孔网参数较大中间部位的台阶底部、炮孔超深不足的台阶岩体底部。出现大块和根部的主要原因包括以下五个方面：第一，在爆破过程中，由于某些炮孔超深比较大，降低了火药柱的重心，因此导致大块的出现。如果炮孔超深比较小，会抬高底盘，严重者就会出现根底；第二，在孔网参数比较大的情况下，会使得岩体中间位置受到的爆破力比较小，因而导致由于岩体受力过小出现大块，甚至还会出现根底；第三，由于在爆破过程中，容易受到各种因素的影响，因此会增加炮孔之间的距离，由于受力不均匀，造成受力小的部分比较容易出现大块甚至是根底；第四，在爆破炮孔的过程中，由于堵塞部分的长度过长，因此导致炮孔上部所面临空面以及炮孔上受到的力度比较小，容易出现大块；第五，在进行凿孔作业的时候，由于不符合设计要求，需要进行重新凿孔，如果在此过程中不能堵塞废弃的炮孔，会导致在爆破的过程中出现大块并产生飞石的现象，为工作人员的生命安全构成巨大的威胁。造成这一现象的主要原因是由于没有堵塞的费孔，在进行爆破的时候具有导向作用，从而无法充分发挥出火药的能量。

2 改善矿山露天爆破质量的有效方法

2.1 爆破参数的合理选择

首先，底盘抵抗线是重要的爆破参数之一，其主要是指台阶坡底线与第一排空心轴线之间的距离，其数值如果过大，将会导致比较大的根底出现，如果过小，将会增加火药用量，因此需要合理地确定底盘抵抗线。底盘抵抗线的确定需要在保证装药条件和安全的前提下，根据公式W=K×D进行选择，其中W代表的是底盘抵抗线；K代表的是系数，取值在20～30之间；D代表的是钻孔直径，单位为mm。

其次，根据孔径，可以计算出露天矿山的爆破炮孔的排距与孔距。其中排距的计算公式为b=（0.75-1）a，孔距的计算公式为a=（20-30）d。根据实际中大量的实践证明，正三角形布置炮孔应该在b=1.886a的条件下才能成功，这样可以在很大程度上提高岩石的破裂效果，特别是采用逐孔爆破的时候，每个方向的抵抗线其实都是一样，火药在每个方向的爆破力都是相等的，这样可以有效地改善破碎效果。

再次，超深的主要目的在于能够降低装药中心的高度，以此在最大程度上降低台阶底部的阻碍力，从而实现根底减低的目标。根据大量的实践经验表明，可以根据h=（5-10）d的计算公式计算超深。根据底盘抵抗线选择相应的数值，如果底盘抵抗线偏大的时候，可以选择较大的数值；如果底盘抵抗力偏小的时候，可以选择较小的数值。在实际应用的过程中，如果出现底盘抵抗线较大、台阶坡面较小的情况，应该考虑不再增大超深。这主要是由于在此种情况下，继续增大超深，将会增加火药和钻孔。

最后，如果炮孔的堵塞长度比较小，会导致气体爆炸物在爆炸过程中过早的冲出炮孔，从而不能充分有效地发挥出爆破力。因此，必须要科学合理地选择炮孔的堵塞长度，这具有十分重要的意义。在采用连续柱状的方式装药的时候，选择的炮孔堵塞长度应该是0.75倍的底盘抵抗线，并在应用过程中根据实际情况进行合理的调整。一般情况下，露天矿山的爆破孔堵塞长度都偏大，因此应该降低堵塞长度，以此减少大块的出现数量。根据实践经验表明，为了能够避免产生飞石的情况，炮孔的堵塞长度应该在20～25倍的孔径范围之内。

2.2 起爆方式的有效选择

在应用宽孔距爆破技术的过程中，最常用也是最经典的便是对角起爆技术。运用对角起爆技术，能够对四边形对角线方向的所有爆孔进行同时起爆，同时使用这种技术能够在一定程度上拉大孔之间的距离，还能降低抵抗线。对角起爆技术的运用原理与宽孔距差不多，装药量与炮孔数以及其他方法技术大体上是相同的，唯一的区别便是减少了抵抗线。在此过程中，孔距需要按照抵抗线减小的比例同比增大，这样的主要目的在于促使应力降低，拉大与起爆层之间的距离，从而有效地避免大块的出现。

2.3 对现有的药装结构进行优化

在采用垂直起爆的方式过程中，在底部阻力较大的情况下，必须要采用超深的方法，降低火药的重心，但是这种做法可能会导致台阶上的大块出现和增加，因此需要对现有的药装结构进行合理的优化。实际上比较常见的方法是采用中间气体间隔分段装药法，将炮孔中的火药分成三段左右进行填满，每段都需要采用相应的物体进行隔开，例如炮泥。这个时候应该尽量避免出现火药过于集中在炮孔底部的现象，从而有利于台阶的中部和上部的岩体，都能够得到相应的爆破力，防止大块的出现。除此之外，还可以采用混合装药的方法，将普通的火药装入在炮孔的上部位置，将密度高、威力猛的火药装入炮孔的下部位置，这样可以使得台阶的阻力与产生的爆破力是相同的，不仅能够有效避免台阶根底的出现，而且还可以减少台阶上部大块的出现。在实际的底盘坑底线较大的工程中，一般都会采用混合装药的方法，在炮孔的下部位置装入重铵油火药，在炮孔的上部位置装入铵油火药，取得的效果十分良好。

2.4 协控爆破的方式

通过以往实际中台阶深孔爆破效果的分析，可以清楚地知道，与垂直孔爆破的效果相比，斜孔的爆破效果更好。这主要是由于深孔上部与下部的抵抗线是相同的，岩体受到的爆破力也相对相同，破碎均匀，因此甚少出现大块和根底的现象。同时，斜孔爆破还可以充分满足台阶坡面角的要求，为下一步的穿孔爆破提供有利的条件。除此之外，斜孔爆破的钻机与台阶坡顶线的距离较远，可以在很大程度上避免工作人员和相应的钻机设备遇到各种风险。目前，在实际工程中，牙轮钻机的爆破与钻机钻孔的效率相对而言比较高，但是这种机器主要适用于垂直钻孔，斜孔采用的潜孔钻机工作效率较低，因此可以根据实际情况考虑斜孔爆破的方式。

3 其他改善方法

3.1 严格穿孔和爆破施工作业

为了充分保证矿山露天爆破质量，不仅需要按照相应的技术要求对爆破进行合理的设计，还应该根据设计要求进行施工，尤其是穿孔、装药以及填塞。针对于穿孔，在此过程中应该避免出现断钻、夹钻、掉钻等事故的出现，严格按照给定的孔位进行施工，这主要是由于废孔再补也无法保证原设计的孔位，影响了设计孔眼参数的组合匹配关系，从而降低了爆破质量。针对于爆破施工，在爆破施工进行过程中，必须要做好以下五点：第一，在装火药前，应该针对于现场中每孔的品种、质量、用量等进行仔细的检查，严格禁止在水孔中装不抗水炸药。装药后，对其余部分进行检查，查看其是否符合相应的要求；第二，根据设计要求，下放起爆体药包；第三，在装药过程中，需要合理做好炸药车压导爆管等爆破器材的工作；第四，在填塞的时候，保证填塞质量，对导爆管进行严格的保护，禁止出现砸断或砸坏的现象；第五，对起爆网路进行认真的连接和检查，避免出现漏连和错连的现象。

3.2 提高各种爆破器材的管理力度

为了促进露天矿山爆破工作的顺利进行，相应的工作人员应该注重各种爆破器材的管理，提高管理力度。第一，需要重视爆破器材的质量管理。爆破器材的质量在一定程度上影响到矿山露天爆破质量。因此在选择和购买爆破器材的过程中，应该核实生产厂家的资质，对其爆破器材进行认真的检查，预先测试爆破器材各个方面的性能，确定质量合格后，才能够进行购买和引进，在生产之前还应该进行试验。如果起爆器材的质量存在着一定的问题，将会出现大面积的盲爆，不仅阻碍了爆破工作的顺利开展，还影响了爆破质量。第二，充分保证火药的质量。如果火药的质量出现问题，将会产生半爆炸或拒爆的现象，从而导致大块和根底的出现。因此，相关的工作人员不仅需要严格掌握火药的配比，还需要严格管理其生产的工艺流程，对火药的各种性能进行定期的检查，以保证火药的质量，避免根底和大块的出现，从而提高矿山露天爆破质量。

4 结语

矿山露天爆破出现根底和大块的原因各种各样，相应的解决措施也有许多。但是在实际的操作过程中，必须要根据实际情况，例如矿石的性质、构成形态、矿山的地理位置、现场环境等，合理地确定爆破参数，选择最优的起爆方式，结合现有的装药结构，科学有效地采用斜孔起爆，提高穿孔和爆破施工的重视程度，加强对各种爆破器材的管理，从根本上提高矿山露天爆破的质量。

参考文献

[1]韦存敏.基于提高露天矿山爆破质量措施的研究[J].大科技，2015，（4）.

[2]李显利，张杰，孙殿兴.改善露天矿山爆破质量的有效方法[J].现代矿业，2010，（7）.

作者简介：夏柱（1980-），男，河北张家口人，唐山首钢马兰庄铁矿有限责任公司助理工程师，研究方向：露天爆破设计。

（责任编辑：秦逊玉）