中深孔采矿法在大型露天及地下矿山生产中的应用*

张紫阳，李强，王亚军

(1.西藏华泰龙矿业开发有限公司， 西藏 拉萨 850200；2.长沙矿山研究院有限责任公司， 湖南 长沙 410012;3.国家金属采矿工程技术研究中心， 湖南 长沙 410012)

国内外大型露天与地下矿山生产过程中，采矿方法的选择一直是一个难题，在保证矿山产能稳步提升、综合生产成本降低的同时还需要保证施工人员及设备的安全。中深孔采矿法目前在大型露天及地下矿山的生产中应用较广，且应用效果好。基于目前的应用状况，中深孔采矿法可以结合矿山的实际情况选择相应的生产设备，优化原有采矿工艺，助力矿山安全、经济、高效生产。

1 中深孔采矿法概述

中深孔采矿法是[1−5]涉及到中深孔爆破技术以及凿岩穿孔等开采方法，旨在不断优化大型露天及地下矿山的中深孔开采工艺，保障安全生产。

针对露天矿山不同的开采技术条件及生产能力要求，结合矿山资金投入状况，中深孔采矿法可以使用正规台阶、轻型潜孔钻调节，以及中深孔简易台阶等方式进行矿山的开采作业，其中爆破技术可以利用以非电起爆系统为核心的多段微差爆破方法。从实际应用的效果而言，不同模式的中深孔爆破开采技术[6−8]为各种条件的露天矿山开采提供了有利条件，通过先进的开采工艺及相关配套装备，有效保障了矿山生产过程的安全，提升了产能，提高了工作效率。

2 中深孔采矿法的具体应用

2.1 中深孔采矿法中掏槽技术的应用

中深孔采矿法在地下矿山开采中的应用主要体现在掏槽技术的应用方面。在地下矿山的开采过程中，先使用直眼掏槽爆破一些体积相对小一些的地方，以便于实现爆破力量的均衡分布。掏槽技术运用在地下矿山的日常生产过程中成果显著，因此其实际使用范围较广。由于槽眼中的不同几何形状对掏槽技术的使用有着不同程度的效果，为了进一步扩展其使用，结合实际爆破工作的需求，筛选出最为合适的结合形状。在多数的地下矿山开采过程中，掏槽技术选用三角柱式的应用较为广泛，可以最大限度地提升工作效率，实现良好的爆破效果，从而优化工作质量，保证地下矿山开采工作的顺利进行。

在掏槽技术的实际使用中，确定掏槽爆破的起爆方式是其中的关键环节。基于现行的地下矿山开采爆破方式，在爆破作业过程中主要采取反向爆破的方式进行爆破。通过优化凿岩爆破参数，综合评估其传爆能力，从根本上保证了中深孔采矿法的爆破效果。综合反向爆破的实际操作经验，反向爆破的起爆点应设置于炮孔的内部，这样可以充分发挥应力波的作用，延长其时效。同时，对爆炸气体的静作用时间也起到了一定程度的延长作用。由于反向爆破的应力波可以产生爆破速度的叠加，加剧岩体爆破效果，因此，其爆破效果得到了显著提升，有利于爆破工作的顺利进行。

2.2 中深孔采矿法中炮眼的设计

在利用中深孔采矿法进行地下矿山的开采时，与掏槽技术同样重要的是炮眼设计。通常来讲，炮眼的位置需要从多角度、多方面综合考量。需要结合爆破的掘进手段，了解井下矿洞的岩体特征，综合评估凿岩机的机械装置等因素，从而开展综合评估。通过对上述因素进行综合比对，结合实际的矿山开采需求，筛选出最合理的炮眼位置并开展爆破工作，这样才能实现炮眼的最优化设计，实现科学爆破。

以炮眼的设计位置为基础，对炮眼深度影响最大的是凿岩装置。结合多年的研究经验，炮眼的深度在2.5～3 m 之间最为合适，这个深度不仅便于爆破工作的开展，同时也能达到爆破的最佳效果。若炮眼深度较小，会影响爆破效果；若炮眼深度较大，则会对岩体造成十分猛烈的冲击，从而为排渣工作的开展增加难度，影响爆破效果。同时，为了保证爆破工作的顺利开展，应合理控制好炮眼之间的距离，从而提升地下矿山开采工作的效率[9−10]。

3 实际爆破过程中的拒爆原因及处理方法

3.1 拒爆原因

中深孔采矿法在实际应用中存在一定概率的拒爆现象，极易造成安全隐患[11]。中深孔采矿法中使用的雷管和炸药，一般都是经过国家专门的检验机构反复检查后才投入使用的，因此，基本不存在爆破材料不合格的情况。发生拒爆现象的主要原因可能由起爆装置引起。地下开采中使用的中深孔爆破起爆装置多数为防爆型电容式起爆器，若长时间的持续使用很可能会引发起爆器电容量下降，导致起爆装置的电压过低。其中也不乏起爆装置的电量不足直接造成拒爆现象的发生。

在拒爆问题中，电爆网路连线也是其关键问题之一。由于中深孔采矿法的网路连线多数使用串联的方式，若爆破电线的电阻较大、电流较小，就会直接造成网路连线中断的现象。如果连接过程中存在电线漏接或错接的情况，包括一些电线接触不良，都会直接造成电路无法工作。同时，电路也会受到潮湿环境的影响，引发雷管拒爆现象的发生。

除此之外，雷管脚线也是造成拒爆现象的因素之一。在中深孔爆破过程中，雷管脚线若出现断裂或连接不通畅等现象，包括脚线绝缘皮的破损，都会直接导致脚线接地从而影响电流的通过，产生拒爆现象。

3.2 处理方法

在中深孔爆破过程中，若出现拒爆情况，需要利用合理手段保证中深孔爆破工作的安全性，维持爆破工作的正常进行。首先，应弄清楚拒爆现象出现的具体原因，并结合爆破需求制定科学可行的处理方案。在中深孔爆破中，若发生拒爆现象，应当有当班负责人进行原因查明，探究可能导致拒爆现象出现的各种因素，并在第一时间将拒爆现象处理妥当。若当班负责人因为处理拒爆问题无法按时实现交接班，那么就需要与交接班的工作班组说明其情况，将拒爆原因详细的交代清楚，避免安全事故的发生。

对于部分由于线路连接不佳而产生的拒爆现象，应在第一时间将线路重新连接并爆破。在处理拒爆问题时，避免使用工具取出雷管炸药等爆炸药物，可以在距离炮眼30 cm 处施工新的炮眼，并与旧炮眼保持平行，随后开始新一轮的爆破。在处理好拒爆炮眼问题后，相关开采人员应对爆炸引发的石块进行及时的检查，并收集好尚未起爆的雷管炸药等[12−13]。除此之外，应杜绝在拒爆处理现场开展无关作业的现象，最大程度地避免危险事故发生，保障开采安全。

4 总结

工业化的快速发展、国家经济的快速发展离不开资源的支撑。因此，国家对矿产资源的需求也在逐年增加。由于大型露天矿山的数量不断减少，产能下降，我国正在积极推进大型地下矿山的开采，以满足国家经济发展的需要。中深孔采矿法的使用不仅提高了地下矿山开采的安全性，同时也有效提高了生产效率，降低了生产成本。开采过程中，应结合开采的实际需求，选择合适的中深孔采矿工艺及相关配套装备，严格遵照有关操作规范，在有效提高产能的同时保障施工人员及配套装备在生产过程中的安全。