矿产开采中爆破技术的应用

矿产开采中爆破技术的应用

朱南南

安徽江南爆破工程有限公司庐江分公司231500

摘 要：现阶段我国采矿工程的爆破技术仍然处于发展阶段，但现阶段矿区结构更为复杂，如缺少一种科学的方法统一标准，将难以保证建设的安全性。就目前来看，爆破技术及其施工处理还具有一定困难，该问题如不及时解决将会对煤层的稳定性造成影响，并且会引发矿产开采工作出现问题。为此，下面将对矿产开采中爆破技术的应用进行分析，并提出了具体策略，以期为相关人员提供参考。

关键词：采矿工程；爆破技术；施工安全；管理

前言：

由于矿产施工作业量的增加，常常会发生矿产灾害，其中爆破技术应用不当及管理不当是我国矿产发生灾害的主要原因之一，因此在工程开展中如何配合爆破技术是现代矿产开采需要着重关注的问题。爆破技术是影响施工质量和施工安全以及工程进度的关键，在实际工作开展中要细化施工爆破参数及支护，做好采矿掘进的合理控制，为整体施工环境提供安全保障，进而使掘进工作更为方便，使其不会受到周围环境场地因素的影响，从而防止各类灾害发生。

一、矿产开采及爆破技术概述

（一）矿产开采

在我国矿产开采事业逐步发展的过程中，但矿产开采需要不断加大空间，使得覆岩层遭到了一定程度的破坏，如减小覆岩层的强度、弯曲带中的岩石裂缝缓慢消失等情况，这样的问题导致岩石大面积出现运动和变形迹象，进而对整个地质情况造成影响[1]。由于部分地区无序开采，导致地下岩层结构被破坏，产生很多数量不明、位置和大小不明的区域，且由于问题的隐蔽性较强，分布没有任何规律，如不做好技术应用可能会导致巷道产生煤层自燃的现象，因此应对地址特征处理方案进行科学选择，考虑岩石之间受到应力的作用，使地质平衡慢慢恢复。

（二）爆破技术

随着我国当前时代科技的不断发展，为矿产开采爆破技术及支护技术研究带来了方向。由于当前对矿产开采的实际需求增多，导致在进施工过程中对爆破参数的要求也在不断增加，因此为了保证矿产开采的稳定性，就要确保施工过程中爆破技术应用合理，做好全过程控制，为整体施工环境提供安全保障。爆破技术应随着当前时代的发展而不断改进，从而为开采工作提供便利，每次爆破过程中在装药前、放炮前、放炮后都必须由爆破工、班组长和瓦斯检查员联合检查，保证技术应用不会受周围环境场地因素影响，防止各类问题的发生[2]。

二、矿产开采中爆破技术的应用策略

（一）考虑间隙效应

炸药爆炸时，通过在惰性(例如空气)介质中产生的冲击波引起另一处炸药爆炸，在炮孔内如果药柱与炮孔孔壁间存在间隙，常常会发生爆轰中断或爆轰转变为爆燃的现象，这种现象称为间隙效应或管道效应，为此需要分析主动装药能诱导被动装药爆炸的最大距离。间隙效应的产生与炸药性能、装药不偶合值(炮眼直径与装药直径之比)和岩石的性质有关，为此要将传播长度控制在600~800mm左右，超过此长度的装药易产生拒爆，避免因间隙效应而影响煤矿开采[3]。

（二）设置爆破掏槽

直眼掏槽通常会应用到中深孔爆破中，并且直眼掏槽也根据爆破方式的不同划分成阶段直眼掏槽与分段直眼掏槽，两种不同的方式深度也有所不同。阶段直眼掏槽处于不同平面，由浅入深来实现爆破；二分段式直眼掏槽是处于同一平面内，将爆破炸药进行隔断，各段间由炮泥阻隔，从外向内按照特定顺序起爆炸药，从而达到爆破实际效果。在该爆破工程中，选择阶段直眼掏槽，一阶段掏槽先爆破形成爆破漏斗为二阶段掏槽爆破创造自由面并在岩体内产生裂隙，二阶段掏槽继续加深爆破深度并增加煤岩体的破碎程度，从而提高爆破效率。

（三）分析爆破落煤

炮眼角度要求(分水平角、仰角和俯角三种)+1)水平角，炮眼与煤壁的水平夹角，其大小影响到工作面一次爆破推进度，炮眼水平角一般取50°~80°，软煤取大值，硬煤取小值。应使水平方向的最小抵抗线朝向两柱之间，以避免崩倒支架。仰角炮眼在垂直煤壁的立面上与顶板的夹角，一般取5~10°，视煤质软硬及粘顶情况而定，顶板不稳定时，顶眼应与顶板平行，距顶0.4~0.5m，顶板较为稳定，仰角取值大一些,眼底距顶板距离可小一些,使顶煤能够得到充分爆破。

（四）控制辅助眼参数

在当前时代中，使用最为广泛的是光面爆破工艺，辅助眼能否提高周边挖掏槽眼的爆破效果，并且对光面爆破工艺的影响十分巨大，光面爆破层的厚度应保持均匀，并且需要降到最小抵抗线，进而提高整体爆破效果。在掏槽眼设计完成后应对辅助眼参数进行合理化设计。辅助眼可以将掏槽眼的作用发挥到最大，进而扩大破岩的实际应用效果。为了使光面爆破效果发挥到最大，应合理设计周边眼参数，在选择时应作用于孔壁的压力，保证不耦合系数低于抗压强度[4]。

（五）设计起爆时差

起爆时差的设计不仅需要兼顾围岩损伤，还需要兼顾爆炸效果，通过创造自由面形成应力叠加，使微差爆破技术的实际应用效果发挥到最大。同时，起爆时差在进行设计前，应先形成固定掏槽，在固定掏槽爆破结束后再进行周边掏槽及辅助掏槽爆破，在产生自由面后再进行起爆，可以提高光面爆破效果，如岩石的爆破抵抗线处于500mm~700mm 时，破延时间隔可设定为 50ms~75m，微差爆破可以应用跳段排列或雷管爆破的方式达到 40ms~75mm 的延期。

（六）考虑采矿适配

爆破技术需要与开采进行适配，在同一平面内的支撑整体浇筑成型，采取分段施工作业，使支撑断面的施工缝保持垂直，保障接缝的严密。在爆破开展时应按照相关工艺要求合理预埋监测点，按照要求相关的监测单位进行实时监测，确保岩壁变形时刻处在可控范围内，并对检测项目的检查频率也行以工程实际情况进行综合性考虑，当监测数值稳定时可适当的减少监测频率。

结束语：

通过对矿产爆破技术的研究不难看出不，方案将直接影响煤矿开采施工的质量和安全，因此需要根据具体过程以及区域地质特征进行优化调整，采用科学合理化的手段加强管理，有效将各类安全问题进行处理，使采矿工程的整体效率全面提升，以此达到采矿工程的质量标准，避免因此而对后续工作造成影响。

参考文献：

[1]吴礼军,徐文彬. 邻近高陡边坡采矿爆破振动规律及边坡稳定性分析[J]. 工程爆破,2022,28(4):113-119.

[2]张西良,仪海豹,韩寒,等. 延时间隔对爆破破岩的影响机制及应用研究[J]. 金属矿山,2022(7):73-79.

[3]阎要锋,王公忠,严敏嘉,等. 地下巷道对近区爆破动荷载的响应特性研究[J]. 爆破,2021,38(3):75-81.

[4]党志超. 地下铁矿掘进爆破施工技术、开采技术探讨及应用[J]. 中国金属通报,2022(5):19-21.