矿山开采中工程爆破技术的应用探讨

矿山开采中工程爆破技术的应用探讨

孙德意

【摘要】矿山爆破技术是在炮孔法、药室法、裸露药包法三种爆破方法的基础上，依据不同目的和要求，利用不同的药包布置形式和起爆方法，形成的现代爆破技术。比较常见的矿山爆破技术微差爆破技术、中深孔爆破技术、光面爆破技术和预裂爆破技术等。

【关键词】矿山开采；工程爆破技术；应用探讨

引言：

就我国目前爆破技术的应用现状来看，经过长时间的发展，已经趋于成熟，但随着开采工程具体情况的日趋复杂，爆破技术所呈现出来的问题也越来越多，这就要求企业相关部门需要结合开采工程的实际情况，对爆破技术进行不断优化与完善，同时要做好相应的安全管理。只有这样，才能够将爆破技术的优势在矿山开采中充分发挥出来，更好的促进煤矿企业的可持续发展。

一、工程爆破技术分析

1.1控制爆破

在开展爆破工作之前，在为了达到爆破目的的基础上，确保工作人员的人身安全，爆破工程师需要对爆破的实际情况进行全面、系统的分析，其中主要包括爆破对象、爆破环境以及爆破规模等，并根据具体情况对爆破过程中所涉及的噪音、方向、空气冲击波等进行有效控制。目前，常见的控制爆破方法主要有三种类型，即预裂爆破、微差爆破和挤压爆破。每一种爆破方法都有其各自的优缺点，爆破工程师应该根据具体情况来科学选择。

1.2地下采场爆破

由于地下采场爆破所涉及的炮孔数量比较多，且具有较大的爆破面积，所以，爆破工作的开展需要大量的炸药。这样一来，必然会给整个爆破计划的制定造成困难，所以，为了确保爆破工作能够顺利开展，做好组织准备工作是至关重要的。工程师应该严格按照要求来执行爆破工作，具体要求有：提高爆破工程的安全系数、矿石损失小、碎石块较小以及矿粉量较小等。

二、矿山爆破技术

矿山爆破技术是现代工程爆破技术的一种，在矿山作业过程中，无论是在井巷掘进的过程中，还是在露天开采、地下采场开采，都运用到了各种爆破技术。矿山爆破是把矿石从岩体中剥落下来和对矿体顶板围岩进行剥离，并按工程要求爆破成一定的爆堆，破碎成一定的块度，为随后的铲装、运输工作创造条件。比较常见的矿山爆破技术微差爆破技术、中深孔爆破技术、光面爆破技术和预裂爆破技术等。

2.1微差爆破

又称毫秒爆破，是40年代出现的爆破新技术。在雷管内装入适当的缓燃剂，或连接在起爆网路上的延期装置，以实现延期的时间间隔，这种系列产品间隔时间，一般以13～25毫秒为一段。通过不同时差组成的爆破网络，一次起爆后，可以按设计要求顺序使各炮孔内的药包依次起爆，获得良好的爆破效果。微差爆破的特点是各药包的起爆时间相差微小，被爆破的岩块在移动过程中互相撞击，使岩石破碎均匀。

2.2中深孔爆破技术

中深孔爆破技术是现在矿山爆破技术中普遍应用的技术，适合中、小型露天矿的开采。中深孔爆破技术是指钻孔直径大于75mm、钻孔深度大于5m的爆破技术，具有单个钻孔量小、产量高和利于机械化爆破、挖装、运输等作业。进行中深孔爆破，通常把开采范围按深度分成多个深为8～15m的区段，逐区段进行爆破作业，在每一区段，钻有垂直、水平或倾斜的钻孔，在钻孔内安放毫秒雷管控制爆破。区段要素为：区段深度H，前排孔底部抵抗线w1,排距即后排孔抵抗线w2,孔距α，钻孔直径d，钻孔深度L，超钻深度h，装药长度L1，孔口堵塞长度L2,区段上缘至前排孔口距离b，台阶坡面角度α1和钻孔角度α2等。前排钻孔超深是为了克服梯段底盘岩石的夹制作用，使爆不残留根底。超深量可按h=(0.12～0.30)w1确定，松软岩石取小值，坚硬岩石取大值（详见图1-1）。

图1-1

由于中深孔爆破技术的钻孔和爆破作业活动都是在一个比较平缓的台阶上操作，因此自动化程度较高，一次性爆破落矿量较大，爆破成本低，爆破噪音和震动小、产量高，速度快，工作安全性好，爆破进行时对开采边坡的影响较小，降低了矿山企业的生产成本。

2.3光面爆破技术

光面爆破技术是先爆破开采区域中心部位的较硬介质，然后再爆破开采区域边缘的介质，形成一个平整的开采面。要想爆破后壁面平整、轮廓线达到设计要求，需要正确选择爆破的参数和爆破方法。光面爆破技术的原理是炸药爆炸时产生的气体膨胀，冲击被爆破介质，使其产生裂缝，进而碎裂形成平整的碎裂面。光面爆破技术要取得良好的碎裂面，需要进行合理设定边缘钻孔的间距和孔径，保证钻孔的质量；边缘钻孔使用低爆速炸药，装药量要符合要求；合理设定起爆顺序等内容的严格控制。光面爆破主要参数有：光面爆破层厚度,一般为钻孔直径的10～20倍；钻孔距离，一般为光面爆破层厚度的0.7～0.90倍；钻孔直径及装药不偶合系数参照预裂爆破选用；线装药密度一般按照松动爆破药量确定。装药结构包括：堵塞段，作用是延长爆生气体的作用时间，且保证孔口段只产生裂缝而不出现爆破漏斗，对深孔爆破该段长一般取0.5～1.5m；均匀装药段，该段一般为轴向间隔不偶合装药，并要求沿孔轴线方向均匀分布。轴向间隔装药须用导爆索串联各药卷起爆。为保证孔壁不被粉碎，药卷应尽量臵于孔的中心。国外一般用炮孔中心定位器定位,国内一般是将药卷及导爆索绑于竹片进行药卷定位。为保证同时起爆，预裂爆破和光面爆破一般都用导爆索起爆，并通常采用分段并联法。

2.4预裂爆破技术

为保证爆破后保留介质按设计要求成形，并减少对周边介质的破坏，经常采用预裂爆破技术。预裂爆破技术就是先沿设计开挖轮廓线爆破边缘安放炸药的钻孔，形成一圈裂缝，再引爆爆破区域内的炮孔，粉碎岩石或其它介质的方法。

预裂爆破技术的原理是在爆破区域的边缘，先进行一次爆破，形成一条贯穿裂缝，裂缝在进行二次爆破时，会吸收二次爆破产生的应力，这样就极大地降低了对保留岩石或介质的破坏。预裂爆破技术应用主要影响因素有：被爆破介质的力学性质和开采区的地质条件；安装的炸药和钻孔壁之间存在的间隙；装药结构；一次爆破与二次爆破的间隔时间；钻孔质量；爆破区域的边缘钻孔的布局与位置等。

结束语

综上所述，在矿山开采工程中，爆破技术的有效应用不仅能够提高开采的效率，而且对企业经济效益的提升也具有重要意义。但是需要注意的是，由于爆破技术本身存在一定的特殊性，所以必须结合当前矿山开采工程的实际情况，做好相应的安全管理工作。只有这样，才能够将爆破技术的优势在矿山开采中充分发挥出来，更好的促进矿山企业的良性运作。

参考文献：

[1]曹彬.工程爆破技术在矿山开采中的应用分析[J].科技风，2013；12-56.

[2]黄鹏.探讨矿山爆破施工技术要遵循的原则[J].地球，2015；56-89.