露天矿山爆破过程优化对降低开采成本效果探析

李峰

摘 要：矿山开采工作事关重要，因为矿山所蕴藏的资源均是不可再生资源，科学合理的矿山开采流程有助于对珍贵资源的保护，进而提升我国的能源利用率。在矿山开采过程中，露天爆破环节非常关键，不仅关系到开采效果，也直接影响着开采成本。基于此，本文对露天矿山爆破过程优化对降低开采成本效果进行分析。

关键词：露天矿山；爆破；开采成本

1 矿山开采爆破概述

所谓矿山开采爆破是利用炸药的能量将矿岩从矿石中分离开，然后按一定工序将其破碎成一定的粒块度的过程。在这里，炸药给矿山开采带来便利。但炸药在爆破时会产生有毒有害气体及扬尘、振动，所以对矿山的开采爆破必须进行有效控制。

2 露天矿山爆破研究

2.1 矿山工程地质勘查

工程地质勘查作为矿山爆破的重要部分，为爆破设计提供原始的技术资料，爆破设计前应对矿山地质地形条件、水文件地质条件、岩石坚固性、断层破碎带、裂隙及溶洞的分布等情况进行了解。以采取合理的爆破器材及爆破参数，为爆破设计和施工提供地质资料和相关数据，采用恰当的爆破设计及施工方案，使爆破工程与地质环境相适应以确保爆破安全、经济、防止因爆破作业对环境造成不良影响与危害。

2.2 矿山爆破效果

通过爆破的大块率、爆堆形态及产生根底情况来判断露天矿山爆破的效果好坏。调查显示，我国大部分矿山没经过爆破参数优化时其大块率基本保持在2.43%～2.32%之间。当经过优化参数后其大块率是在1.12%～1.03%之间，产生的根底也明显的减少，面对此种情况很多的矿山优化了爆破的参数，如采用宽孔距小抵线的方法，大块率数值及根底得到了明显的下降。大块率降低和根底的减少后可以很好地降低总成本。综上所述，我们通过爆破参数的优化，降低大块率及根底，从而实现爆破成本的降低效果。

3 露天矿山爆破过程中的优化对象及成本降低效果

3.1 优化台阶高度

通常情况下，台阶高度是由生产规模和挖掘设备技术共同决定的，在开采矿山的过程中，如果开采深度较大，台阶高度会对炸药用量产生直接影响，也就是炸药量会随着台阶的降低而减少，同时会造成穿孔长度的变化。通过实地考察我国的部分矿山情况可知，一般矿山的年产值可以达到260万t左右的石矿，如果按照每年一个台阶的下降速度，那么运输步骤应当是自卸式汽车、溜井以及胶带。站在成本角度来看，台阶高度的降低尤为重要，它既影响爆破成本，又影响运输工具的选择，因此，笔者认为，在保证安全操作的前提下，将台阶高度下降5m，会有助于爆破成本和开采总成本的降低。

3.2 优化装药结构

众所周知，通过优化装药结构，可以明显降低露天矿山爆破的成本，在装药结构的优化方面，应当尤其注意以下几点：①在装药结构中，尽量选择使用连续药装置，这是因为通过使用连续药装置，可以在最大化地利用炸药，避免浪费的同时，一方面保证炸药的便利性、连贯性和充足性，另一方面保障爆破人员自身的安全性，此外，运用连续药装置还有助于步骤的进一步简化和优化，因为如果不采用连续药装置，工作人员需要采取更多的步骤和安全措施来完成爆破，不仅更加复杂，而且更加冗乱；②尽量简化装药结构，从多个方面进行节约，这样有助于总成本的降低，还可以尽可能减少装药的时间。

3.3 优化爆破方法

选择不同的引爆方法，对露天矿山爆破效果产生的影响也各不相同，因此，保证起爆方法的科学性和合理性，是提升爆破整体效果的最佳方式。通常情况下，我们在起爆阶段主要依靠高精度导爆管，一方面应当注意控制孔内雷管的数量，不要过多也不要过少，另一方面在气保湿下选择起爆弹为最宜。需要特别强调的是，一定要尤其注意起爆弹的放置位置，一般情况下，起爆弹的最佳放置位置为与孔底存在一点距离的位置，这样可以保证雷管的聚能穴方向朝上，并且达到理想的爆破效果。

在选用高精度起爆管的过程中，应当注重孔和雷管的一一对应，当然，优化爆破方法重中之重就是起爆方式和起爆弹的位置，通过优化爆破方法，不仅可以避免雷管数量的浪费，也能避免起爆事故造成的损失，因此，起爆方法的优化能够有助于煤矿开采总成本的控制和降低。

3.4 优化炸药单耗

所谓炸药单耗，就是指1m3或者1t矿岩石爆破时需要的炸药量，炸药单耗的单位是千克每立方或者千克每吨，炸药单耗的高低直接关系到炸药成本，进而影响开采总成本，因此，应当对炸药单耗进行优化：①保证孔网参数的最佳性和最宜性，从而降低炸药单耗；②针对无水炮孔，尽量选择价格相对便宜的铵油炸药，以降低炸药单耗；③可以通过炮孔底部空气段聚能效益装置的采用来节省炸药量；④通过优化装药长度来降低炸药单耗。

3.5 选择先进的起爆网络

随着高精度雷管的發展，露天深孔爆破越来越多采用导爆管逐孔起爆技术，可有效的充分利用炸药能量破碎岩石，同时减小了一次最大起爆约量，降低了爆破振动危险。该技术在大型露天矿中得到广泛的应用。炮孔起爆采用反向起爆，也提高了爆破效果，降低了大块率。

综上所述，露天矿山爆破的各个环节都直接影响着开采成本，因此必须针对每一道工序进行优化，在保证安全并简化程序的同时降低成本，才能有助于整体成本的控制，当然，这也离不开技术人员操作的专业性和严谨性。

参考文献：

[1]张世琛.露天深孔台阶爆破的安全技术研究[D].太原：中北大学，2016.