数码电子管在大南湖二矿优化实践

沈君东，张雪城，丁 鹏

（新疆安顺达矿山技术工程有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

1 项目背景

大南湖矿区西区位于新疆维吾尔自治区哈密市南部约84km，大南湖二号煤矿位于大南湖矿区西区西北部，行政区划属哈密市管辖，建设地点在哈密市大南湖乡，隶属于国网能源哈密煤电有限公司。相互平行的哈罗公路和哈罗铁路从大南湖二号露天煤矿西北部穿过，新疆重要的运输干线兰新铁路和甘新公路（312 国道）自东南而西北由矿区北东侧经过，距矿区边界约60km。矿区交通十分便利。

大南湖二号露天煤矿位于残丘台地区，残丘山体低而散乱，山顶浑圆，相对高差不大，干谷宽阔，台地台面较平坦，地表被残积、坡积的岩屑层所覆盖，通称戈壁（南湖戈壁）。矿区及其它周边50km 范围内无地表水系。区内海拔高度+420～+567m，最低点位于矿田南中部ZK10-3孔附近，最高点位于矿田西北部。地势总体北部、西部高，中部及东南部低，地形高差最大147m，坡度15‰～30‰，属低山丘陵区。大南湖二号露天煤矿设计按6.0Mt/a生产规模编制采、运、排工程及其辅助附属工程。

我公司中标大南湖露天煤矿，按照公安机关要求现在起爆器材采用的都是电子雷管，电子雷管的优点是可以精确控制延期时间，为实现爆破设计意图提供了更好的条件，可以在起爆前进行网络在线检测，实现爆破终端监控，缺点是目前电子雷管价格较高，一发电子雷管价格接近40元，是非电导爆管雷管的3倍多，成本较高。为更好地服务于大南湖二号露天煤矿，利用先进的电子雷管技术，在大南湖项目部已有的爆破作业基础上，对孔间间隔时间和排间间隔时间进行实验，以确定更为合理的孔间间隔时间和排间间隔时间，在相同爆破参数下取得更好的爆破效果，降低爆破施工成本，起到降本增效的作用。

2 电子雷管延期实验方案

2.1 多种爆破影响因素实验方案

为了全面分析孔间间隔时间和排间间隔时间对爆破效果的影响，项目部采用实验法进行爆破实验，实验分两步走，第一步在现有爆破参数不变的情况下，实验选定上述2 个因素，每个参数选定2～3 个数据进行实验，通过实验结果确定排间间隔时间和孔间间隔时间与爆破效果的关系；第二步通过实验确定最优的间隔时间后，再反过来改变孔距和孔径做进一步实验，最后确定最优排间间隔时间、孔间间隔时间、孔距、孔径，实现降本增效目的。

Kt代表孔间间隔时间，Pt代表排间间隔时间，单位ms；A代表孔距，A=8m；B代表排距，B=5.0m；D代表孔径，单位mm，D1为120mm，D2为100mm；台阶高度H=10m。

项目部将以上述说明为依据进行爆破实验，在爆破实验过程中如发现爆破质量无法达标时应停止该因素的继续增大，并退回上一个参数进行下一组因素的爆破实验。在实验过程中，爆破质量由项目部、采剥单位及矿生产技术部共同进行评估，评估完成后再由项目部和矿生产技术部确定实验因素的进一步推进。

2.2 第一步方案

将排间间隔时间Pt确定为变量，在孔径D=120mm，孔距A=8m，排距B=5m 不变的情况下，孔间间隔时间Kt=17ms 时，排间间隔时间依次确定为50ms、75ms、100ms，进行爆破实验，对比爆破实验结果，确定最优的排间间隔时间Py1。

2.3 第二步方案

将Pt确定为变量，在孔距A=8m 和排距B=5m 不变的情况下，孔间间隔时间Kt=25ms 时，排间间隔时间依次确定为50ms、75ms、100ms，进行爆破实验，对比爆破实验结果，确定最优的排间间隔时间Py2。

2.4 第三步方案

将Pt确定为变量，在孔距A=8m 和排距B=5m 不变的情况下，孔间间隔时间Kt=35ms 时，排间间隔时间依次确定为70ms、105ms、140ms，进行爆破实验，对比爆破实验结果，确定最优的排间间隔时间Py3。第四步方案将A确定为变量，在孔间间隔时间确定为Ky和排间间隔时间Py不变的情况下，排距B=5m 不变，孔距A依次确定为8m、8.5m、9m，进行爆破实验，对比爆破实验结果，确定最优的孔距A。

3 实验项目评估

2022 年7～9 月，大南湖项目部根据爆破实验方案开展多种爆破影响因素实验，针对大南湖爆破作业现场各台阶不同岩性分为硬岩台阶和软岩台阶进行不同实验，确定最优排间间隔时间、孔间间隔时间、孔距等参数，实现降本增效目的。

3.1 软岩台阶实验

项目部软岩台阶爆破主要集中于采场工作帮+425～+455m台阶，该区域岩石多为灰白色泥岩，内部存在部分不规则硬块，目前爆破作业主要以松动为主，且部分地表区域可由采剥设备进行硬挖，项目部截至目前共计进行爆破实验5次，爆破实验参数为：作业部位：软岩台阶；孔距8.0m；布孔方式：梅花形；孔径120mm；排距5.0m；装药方式：连续耦合；钻孔角度90°；底盘抵抗线3.6～6.0m；装药种类：混装乳化炸药；平均台阶高度10.0m；边眼距2.0～3.0m；超深0.5m；孔深10.5～11.0m；起爆方式：正向。

3.1.1 实验结果

（1）孔间间隔时间Kt=17ms 时，排间间隔时间依次确定为50ms、75ms、100ms 时，爆破作业区域顶部存在较多大块，爆堆扑出不均匀，无根底产生，但爆破效果随排间间隔时间增加有一定的提高。

（2）孔间间隔时间Kt=25ms 时，排间间隔时间依次确定为50ms、75ms、100ms时，相比较孔间间隔时间Kt=17ms无明显变化，爆破作业区域顶部存在大块，爆堆扑出不均匀，挖运后无根底产生，但爆破效果随排间间隔时间增加有一定的提高。

（3）孔间间隔时间Kt=35ms 时，排间间隔时间依次确定为70ms、105ms、140ms，相比较孔间间隔时间Kt=17ms爆破质量明显提高，爆破后爆堆正常扑出，爆堆扑出均匀，大块较少，能够完全满足正常挖运要求，且爆破效果随排间间隔时间由70ms 增加至105ms 实验期间，爆破质量有一定的提高。

3.1.2 采剥单位意见反馈

软岩台阶工作帮+425～+455m台阶，爆破作业效果较好，满足正常挖运要求，作业后能够形成完整台阶面。

3.1.3 评估总结

上述爆破实验效果表明，在软岩台阶进行爆破作业，孔间延期时间宜为30～40ms，排间延期时间宜为80～100ms，爆破后质量较好。

3.2 硬岩台阶实验

项目部硬岩台阶爆破主要集中于采场工作帮+325～+395m台阶，该区域为煤层夹矸剔除爆破区域，岩石多为灰白色硬岩，目前爆破作业主要以深孔、浅孔松动为主，项目部截至目前共计进行爆破实验5次，爆破实验参数为：作业部位：硬岩台阶；孔距8.0m；布孔方式：梅花形；孔径120mm；排距5.0m；装药方式：连续耦合；钻孔角度90°；底盘抵抗线3.6～6.0m；装药种类：混装乳化炸药；平均台阶高度10.0m；边眼距2.0～3.0m；超深0.5m；孔深10.5～11.0m；起爆方式：正向。

3.2.1 实验结果

（1）孔间间隔时间Kt=17ms 时，排间间隔时间依次确定为50ms、75ms、100ms 时，爆破作业区域顶部存在较多大块，爆堆扑出不均匀，后排存在部分根底产生，随排间间隔时间增加大块率也有所增加。

（2）孔间间隔时间Kt=25ms 时，排间间隔时间依次确定为50ms、75ms、100ms时，相比较孔间间隔时间Kt=17ms效果提高明显，爆破作业区域大块率较低，爆堆扑出均匀，挖运后无根底产生，排间间隔时间70～80ms时爆破效果相对更好。

（3）孔间间隔时间Kt=35ms 时，排间间隔时间依次确定为70ms、105ms、140ms，相比较孔间间隔时间Kt=17ms爆破质量明显提高，爆破后爆堆正常扑出，爆堆扑出均匀，大块较少，能够完全满足正常挖运要求，且爆破效果随排间间隔时间由70ms增加至80ms实验期间，爆破质量更好。

3.2.2 采剥单位意见反馈

硬岩台阶工作帮+325～+395m台阶，爆破作业效果较好，满足正常挖运要求，作业后能够形成完整台阶面，但工作帮+325～+345m 台阶存在部分水孔，需加强水孔作业管控，保证爆破作业质量。

3.2.3 评估总结

上述爆破实验效果表明，在硬岩台阶进行爆破作业，孔间延期时间宜为25～35ms，排间延期时间宜为70～80ms，爆破后质量较好。

4 结论

本次对电子雷管在大南湖二矿不同岩性台阶进行爆破实验，得出爆破延期实验结论如下：①在软岩台阶最优爆破延期时间为：孔间延期时间宜为30～40ms，排间延期时间宜为80～100ms；②在硬岩台阶最优爆破延期时间为：孔间延期时间宜为25～35ms，排间延期时间宜为70～80ms；③实验调整过程中发现爆破作业孔间延期与排间延期最优爆破延期时间基本存在2.5倍关系，要达到最佳爆破延期时间，可选取最佳孔间延期时间，然后相应选取2.5倍时间作为排间延期时间，基本达到最优爆破延期时间要求，此参数选取可以为类似工程在使用电子雷管中设置孔间、排间延期时间做参考。