浅谈特殊石料开采爆破方法

师东亮

【摘 要】根据需求方所需要的特殊石料，即含铁量比较低，在所指定的矿区进行开采，采用不同的爆破方法，分析各爆破方法利弊，同时分析爆破方法对后续特殊石料挑选进度和质量管控的影响。本文对不同的开采爆破方法进行了分析和探讨。

【关键词】特殊石料；爆破方法；利弊

一、项目概况

该矿山经过开采，目前自上而下已形成11个台阶，台阶高度10m。开采区域地质条件复杂，辉绿岩、破碎带及风化带夹层多，完整的含特殊石料的岩段极少，夹层多，挑选难度大。可用的特殊石料占比约为3%，开采计划工期6个月，开采挑选量5万m3。

二、开采区域地质情况概述

开采区内岩层主要为燕山早期的岩浆岩。岩性为黑云母二长花岗岩，块状构造，岩性均一，色率低，主要造岩矿物为长石、石英，次要矿物为黑云母，可能受岩浆后期热液影响岩石发生钾化，花岗岩局部出现钾长石含量增加。岩脉主要为辉绿岩脉，少量辉长岩脉及中-酸性岩脉，呈灰绿色-暗绿色，中-细粒结构，岩脉一般沿大型节理或断层侵入，走向受区域构造应力场决定，主要有北东向、北西-北北向、北东东-东西向。岩脉宽度一般在0.5-2m，最宽可达10m。

开采区断裂不发育，仅在局部发现明显的破碎带，为宽度2m厚的挤压破碎带，表现为近垂直的破裂面，岩石较为破碎，风化程度高，在附近出现小瀑布或冲沟。巨型节理从北西-北北西切割岩石，其次为东西-北东。

经取样分析，特殊石材分布较分散。受开采现状限制，特殊石材开采只能在西南侧区域，该区域属剥蚀高丘陵地，岩层主要为岩浆岩，地表覆盖层已剥离，区内岩体受构造影响，节理、裂隙较发育，风化岩、破碎带、辉绿岩带多。

三、爆破方法

（一）中深孔台阶爆破

1）炮孔布置方式

为减少爆破次数，提高一次爆破量，减少爆破作业对其它生产作业的影响，改善爆破效果，在可能的条件下，一般石料爆破尽可能采用多排微差爆破。但是，如果特殊石料区域和拟爆破区内部岩体分布尚不十分清楚时，最好一次爆破一排炮孔。

为简化布孔工作，提高布孔的准确性，一般石料爆破区域炮孔采用梅花形或矩形布置。穿孔时应尽可能保持炮孔孔底在同一水平上，以便减少根底，为后续的分采、铲装及台阶清理工作创造有利条件，并在爆堆铲装后能够形成一个平整的新台阶面，以方便下一个循环的穿孔作业。由于台阶高度较大（10m），因此，穿孔设计台阶炮孔也可采用斜孔，炮孔倾角75°。如果台阶坡面角较大时，也可以采用垂直孔，但应与不合格夹层倾角一致。

2）爆破参数确定

基本条件：台阶高10.0m，孔径φ=150mm，垂直孔，岩石为坚硬花岗岩，f=7～20，炸药用乳化炸药。爆破参数是根据台阶爆破理论和类似条件下的爆破实践经验确定的。由于岩体的赋存条件、岩石的物理力学性质千差万别，其它工程的经验不可能完全适用于本工程，因此，设计确定的爆破参数，在实施过程中须不断修正，特别是要根据现场实际爆破效果，对炸药类型、底盘抵抗线、孔间距、排间距及单位炸药消耗量等进行适当调整，进行大孔距小排距的孔网参数爆破试验，并根据试验结果选择最优的孔网参数，从而获得最佳的台阶爆破效果

3）炸药装填

根据当地炸药供应情况及气候条件，设计爆破采用乳化炸药。炮孔装药采用人工装填。

4）起爆网路

选用特制不含铁质非电导爆管起爆系统，采用电雷管引爆。

本爆破方法穿孔和爆破进度快，一次爆破量大；缺点是爆破后容易把一般石料和特殊石料混杂，后续挑选难度大，不易控制挑选质量，影响开采进度。

（二）预裂爆破

为避免一般石料混入特殊石料中，特殊石料爆破区域后排孔采用预裂爆破。同时为了边坡施工的质量要求，保证边坡光滑、平整、稳定，边坡也需进行预裂爆破。

1）靠近边坡和特殊后排的缓冲炮孔爆破参数

主炮孔采用潜孔钻机配高风压空气压缩机作穿孔设备、Φ100mm孔径、装Φ60mm筒状乳化炸药，多排毫秒延时台阶爆破技术，对爆破参数进行系统、全面的设计。

钻孔形式：倾斜孔布置形式，倾角稍大于边坡角。

2）预裂孔

预裂爆破钻孔采用孔径Φ100mm的阿特拉斯液压钻机，炸药药卷直径选用为Φ32mm。

本爆破方法能尽可能的保证一般石料混入特殊石料内，能很大程度的保证特殊石料质量；缺点是穿孔慢，一次爆破方量小，也影响开采进度。

（三）光面爆破设计

为了使特殊石与一般石材比较充分地分离，保证特殊石特殊石料的品位和质量要求，有些矿体较薄、夹层少的区域需对特殊石和一般石材交接带进行光面爆破，即特殊石与一般石材的分爆分采。

炮孔采用潜孔钻机配高风压空气压缩机作穿孔设备、Φ100mm孔径、装Φ32mm筒状乳化炸药，多排毫秒延时台阶爆破技术，对爆破参数进行系统、全面的设计。

钻孔形式：钻孔倾斜度α（°）本设计暂时按α=65°，实际施工中根据现场具体特殊石与一般石材交界线的倾角来确定。相应的辅助孔暂时按交接线形成65°进行设计，施工中根据交接线的实际情况进行辅助孔布设。

本爆破方法的优缺点与预裂爆破方法一致。

（四）破段分采技术

倾斜矿体较陡时（如图1所示）采取留柱分采，留柱宽度可以比较大，够一次爆破的，分采施工顺序如下：

（1）上盘岩石爆破、清运。

（2）矿带斜孔爆破、清运或用小钻分采。

（3）下盘岩石扇形孔爆破。

矿体中有中等厚度夹石时，先采上盘矿，剔除夹石，再采下盘矿。

本爆破方法的优缺点与预裂爆破方法基本一致。

（五）原位爆破技术

原位爆破技术的实质是爆破后特殊石料和巖石依然各自成堆，边界依然在爆堆断面中清晰可见。

具体做法可通过调整爆、挖作业程序、改变起爆方式、变更起爆顺序、时差、改变孔径、单耗等工艺过程来实现原位爆破。

这样做的结果是简化了采矿爆破工艺，不用分采和剔除，在装运过程中用小挖机选装，将岩石与特殊石料分装分运。开采中可采用以下几种方法：

1）压渣爆破；

2）排间起爆，第一排弱装药；

3）齐发起爆；

4）整体弱装药，成大块，减少抛散；

5）留脉爆破。

如特殊石料与一般石料界线明显时，可采用此方法。

（六）大块采矿法

当特殊石料矿脉复杂或矿脉较小时，可考虑大块采矿法，即将围岩炸碎，特殊石料炸成大块，便于挑出来，进行二次破碎，以减少损失。尽管多花了二次破碎钱，但特殊石料价值较高，剥采比较大时，在经济上还是合算的，具体作法是：

1）矿段堵塞

围岩段装药，矿段堵塞，炸碎岩石，特殊石料炸成大块，再二次破碎，实现采矿。如图2所示。

2）矿段弱装药

围岩段常规装药，矿段弱装药，炸碎岩石，特殊石料炸成大块后再二次破碎。

3）矿段空气间隔

围岩段常规装药，矿段空气间隔，炸碎岩石，特殊石料炸成大块后再二次破碎。

当然，如果矿块当中夹岩，也可以将矿爆碎，夹岩处堵塞（或弱装药、空气间隔），岩石炸成大块，便于分装剔除，减少特殊石料贫化。

此爆破方法可以最大程度的利用特殊石料。

四、结束语

根据特殊石料赋存的地质条件，选择不同的爆破方法，既能保证开采进度，又能提高特殊石料的开采质量，从而创造更好的效益。

【参考文献】

[1] 李萍丰，廖新旭，罗国庆等.大型采石场深孔爆破参数试验分析[J].爆破，2004，21（2）：28–30.