大孔径采矿爆破及采场边界控制爆破技术研究

大孔径采矿爆破及采场边界控制爆破技术研究

王炜

国家能源准能集团生产技术部内蒙古鄂尔多斯010300

摘要：大孔径采矿的方法是采矿行业最常用的方法，因此，对大孔径采矿爆破方式进行探究是很有必要的，本文通过对大孔径采矿爆破的方法进行介绍，然后对采场的边界控制爆破技术进行阐述，从而促进大孔径采矿的效率。

关键词：大孔径采矿；爆破；采场边界控制爆破；技术；研究

大孔径采矿的方法是运用潜孔钻机，是在潜孔钻机使用的基础上才得以灵活运用的方法，现在，随着潜孔钻机越来越普及，大孔径采矿技术也日益得到了重用。我国在几十年前就开始使用大孔径采矿的方法，经过了多次采矿的实验，获得了很好地效果。现在，打孔机采矿的方法一般是在岩矿的结构比较稳定，而且眼眶的倾斜度大，眼眶的体积比较大的情况下使用，通过大孔径采矿方法的应用，可以提高采矿的效率，而且安全可靠。大孔径采矿技术是按照顺序进行开采，再加上穿孔和爆破技术都能够运用到采矿工作中，促进了采矿工作效率的提高。

1大孔径采矿爆破技术分析

1.1选择合适炸药类型，科学爆破实验

在施工过程中，影响爆破效果的主要因素是岩石的类型和炸药的性质。在选择炸药过程中，当岩石的阻抗和炸药爆炸后产生的冲击力相等之后，爆炸所产生的能量系数最高，对矿山产生的爆破效果最佳，但是在采矿爆破工程中，很多岩石往往都是高阻抗严重，而现阶段炸药所产生的阻抗较低，岩石和炸药之间的匹配很难达到理想效果，因此，在高阻抗岩石爆破过程中可以选择使用乳化炸药。

1.2崩矿方式和爆破规模

大直径深孔采矿技术应用过程中，所采用的崩矿方法通常有3种，一种是VCR法崩矿也就是下向倒斗崩矿，还有2种是VCR法切槽和全孔一次性侧向崩矿，如图1所示。

其中第一种崩矿模式在采场爆破频率高，但是整个施工作业量较大，作业成本较高，规模小。而后2种崩矿模式虽然爆破量较大，但是这2种爆破模式的爆破量难以控制，对采场的稳定性会造成严重影响，为此，为了更好的控制爆炸程度，并且更好提升爆破效果，可以采用VCR切槽和分阶段侧向崩矿的采场崩矿方式进行爆破。具体施工过程中，先使用VCR法形成竖向切割槽，然后以这个槽作为自由面，进行分阶段的侧向崩矿，通过控制这种崩矿方式的高度额和距离更好控制爆破的规模。通过爆破地震效应测试，应用上述爆破方法为了切实保证回采过程始终处于稳定阶段，采场炸药最大用量不能超过6t，最大单响炸药量不得超过800kg。而矿柱采场爆破最大规模用药量为4t，最大单响用药量不得超过300kg。

1.3切槽爆破和分段侧向崩矿

为了更深度分析切槽爆破和分侧向崩矿以及采场破顶爆破的地震效应对采场的影响，我需要我们对上述的3种爆破方式进行全面的地震效应测试，从而帮助我们确定合适的爆破规模和爆破参数。通过对这3种爆破技术的测试数据进行二元回归计算和方差统计分析，结果显示VCR切槽爆破技术初始质点的峰值震动速率最大，同时地震效应的衰退速率最快，爆破所带来的影响程度在单位面积内最大单响用药量的基础上，随着切槽面积不断增加而减小。而分段侧向崩矿技术的初始质点的峰值震动速率最小，但是其地震效应的衰退速率最慢。而采场破定爆破的地震效果和VCR切槽爆破技术基本相同。通过对上述3种崩矿方式进行研究分析，我们发现采场适合采用小断面的切槽模式，然后采用高分段侧向崩矿技术模，通过具体实验测试，切槽面积维持在9m2和16m2比较合适，而侧向崩矿分段距离维持在15m～28m之间在比较合适。矿柱采场现场适合采用大切面面积的切槽和小分段侧向崩矿模式，一般情况下切槽面积控制在100m2左右，侧向崩矿的分段高度一般控制在6m左右。在具体爆破过程中，VCR切槽爆破结构是炮孔下部堵塞0.8m～1.0m，整个炸药包重量为30kg，炮孔上部堵塞1.0m～1.2m。分段侧向崩矿的炮孔结构为下部堵塞0.8m～1.0m，单层炸药包重量为25kg作用，炮孔内空气间隔0.8m～1.0m之间，炮孔上半部分填埋湿润沙子1.2m～1.5m左右。在采矿进行爆破过程中，采用VCR法切槽和分段侧向爆破技术可以有效控制好爆破量和爆破规模，从而能够更好的控制采矿对采场边界的影响，并且还能够为边排孔实施控制性爆破奠定坚实基础，更有利于保证和采场的安全和稳定。

2大孔径采矿采场边界控制爆破技术分析

2.1做好光面爆破和强化松动爆破工作

在采场边排孔爆破过程中，其是影响采场边界整齐程度的关键性因素，并且还会对采场整体的稳定性产生影响。为此，在进行爆破过程中我们需要采用光面爆破技术，确保采场边界的整齐度和稳定性。同时还要在采场边界实行加强松动爆破技术，缓解边排孔进行光面爆破过程中对填充体造成的破坏。首先，做好光面爆破工作。这项爆破技术主要是沿着设计的开挖边界钻凿一排光爆孔，然后向其中添加少量的炸药，安装一般采用不耦合模式装配，在主体超前爆破之后，在爆炸孔中的每一个炸药包都有临空面，当炸药爆破之后能够形成一个平整的光滑面。在具体施工过程中，爆炸孔的直径一般维持在1.65m左右，每一个爆炸孔之间的间距为2.0m～2.2m之间，抵抗线维持在2.5m左右，不耦合系数维持在3.0左右，炸药装配密度维持在每米5.75kg左右。在采用这种爆破技术进行作业发过程中，有些矿体由于存在岩体弱面，当空去长时间暴露在空气下后，在岩壁会出现局部片落的现象，因此，在光面爆破完成之后，还要结合矿场实际地质环境，做好填充工作，尽量减少采场空区暴露在空气中的时间，确保整个采场能够正常稳定的开展开采工作；其次，加强松动爆破。在具体爆破过程中，考虑到光面爆破户对采场的矿柱产生一定的地震作用，导致矿柱出现严重的破坏现象，从而严重影响到周边岩体稳定性，使其遭受到严重的破坏现象。矿柱回采时，两侧主要为填充体，为了更好的保护两侧的填充体，需要按照相关原理，对边排孔实行松动爆破。通过实际工程测试我们发现，加强松动爆破之后，有效降低了爆破对两侧填充体所造成的破坏。

2.2引爆方式

现阶段，在大孔径采场中爆破方式主要采用非电起爆系统，起爆雷管是高精度等间隔毫秒雷管，段别间微差间隔时间为25ms。在爆破过程中如果采用VCR法切槽爆破，应该保证中心首响切槽炮孔所爆破的岩体是破碎的，并要保证在即将抛出时将后响炮孔引爆，一般情况下，合理引爆时间75ms～100ms之间，边孔间时间间隔应该控制在50ms以内。如果采用的分段侧向崩矿爆破模式，则应该保证采场中间炮孔采用群孔引爆，引爆模式采用一字型引导，引爆孔数量控制在3～4个左右，这样可以显著降低引爆过程中对采矿边界所造成的影响。

3结论

首先，在选择采矿爆破方式过程中，应该结合矿床地址类型，围岩结构是否稳固而综合确定，其中分段侧向崩矿技术具有操作稳定，灵活多变，应用性强的特点，在实际生产过程及具有较高的应用价值；其次，随着爆破技术的应用和发展，采场边界控制爆破技术逐渐应用成熟，在具体爆破过程最单响炸药量应该控制在800kg～1？000kg左右，矿柱采场最大用药量应该控制在400kg以内，在做好光面爆破工作的基础上，还要做好松动爆破，切实保证采场的稳定性。

参考文献

[1]池恩安，赵明生，梁开水，等.自由面数量对爆破地震波时频特性影响分析[J].爆破，2013（2）：16-20.

[2]孙鹏伟.光面爆破在凡口铅锌矿间柱深孔爆破中的应用[J].采矿技术，2012（4）：84-86.

[3]姚曙.异质界面控制爆破技术在凡口铅锌矿的应用[J].采矿技术，2012，12（1）：90-91.