露天采矿中深孔爆破技术的应用

露天采矿中深孔爆破技术的应用

黄晓东

本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司歪头山铁矿，辽宁本溪117000

摘要：在矿业大型露天矿生产过程中，露天矿台阶挖沟、开堑、剥离、回采等作业都需要利用到深孔爆破技术。该技术一次爆破量大，爆破次数少，安全性较高，能有效地提高大中型露天矿的生产效率。本文将针对深孔爆破技术的应用实践局限进行分析，为提高技术应用的合理性提出一些建议。

关键词：露天采矿；深孔爆破技术；应用控制

深孔爆破的孔深在5m以上，直径在75mm以上，其爆破方量大，威力强。能够有效满足现代化经济建设对矿产资源的开发需求。但是，该爆破技术仍旧有着应用局限，受到矿山选址合理性以及爆破设施管理效果的影响，其安全稳定性、资源产量以及人的生命财产安全都会受到一定的威胁。因此，需要认真研究并选取相应控制措施提高爆破的稳定性。

一、露天采矿中深孔爆破技术的应用意义

（一）有效作用

深孔爆破技术的应用对于提高爆破整体质量具有极为重要的意义。一方面，其针对岩石的碎石效果较小，可以降低爆破时的碎石危险。同时可以形成松散的爆破堆积形式、有利于装载处理。另一方面，通过合理控制最小抵抗线全面降低有效效应从而减少爆破危害。因此对于提高爆破指标、产量、减少炸药消耗等具有较好的作用。

（二）施工优势

与传统爆破技术相比，该技术的施工优势体现在以下三个方面。一是深孔爆破可以进行多孔微差爆破，实现分阶、分段作业，从而减少矿山台阶部分产生坠落、坍塌、飞石打击等事故的产生[1]。二是该技术可以规避多孔、多排、分台阶技术难点，从整体上提高作业安全性。三是可提过作业效率。该技术改善了开采作业方式，可以提高矿山事故的预防效果，降低作业强度、整合相关资源，从而产生更高的经济效益和环境效益。

二、露天采矿中深孔爆破技术的应用局限

（一）矿山选址合理性限制

当前，我国许多露天采矿工程在生产过程中，对于矿山选址的制约影响缺乏综合性的考量。这就容易导致生产安全性问题，如与村庄间距过小，与其他露天矿山工程间距过小，容易对周围村庄或施工人员、设备安全造成安全隐患，深孔爆破技术应用不能放手展开，因而效果也难以完全发挥。

（二）技术规范与制度的不足

当前，深孔爆破技术的应用还缺乏系统性、专业性、权威性的操作规范和应用制度。露天矿生产相关爆破人员往往是根据自身工作经验来完成作业，其主观性大，爆破作业效果对人员技术和经验的要求高。而一旦不能保证爆破人员的技能和素质，则会在很大程度上降低开采作业的安全性以及开采质量与效果，甚至造成人员或设备安全事故。因此，露天采矿深孔爆破技术人员不仅要具备专业的爆破技能，还要严格遵守操作规范与制度、结合工程项目实际，做到不盲目套用经验，如此才能保证爆破安全与质量。

三、露天采矿中深孔爆破技术的应用控制措施

（一）掌握边坡地质状况

在设置工程爆破基础设施时，要对边坡地质状况进行有力的掌控，从而保障边坡的稳定性。如果可以实现对爆破边坡稳定性的准确把控，不仅可以保障施工的安全性，还能够提高施工效率[2]。为此首先要进行边坡稳定性预测，对矿岩结构面展开详尽的调查，可采用测线法对采石的裂隙、破碎带分布等进行调查，获得岩石硬度、种类等详尽的指标，据此划分岩体块区，绘制边坡稳定块度分区图，选择合理的爆破方法。其次，炸药爆炸过程具有应变大和应变率效应，因此在边坡稳定性研究中要选用带有应变率效应的模型。同时要考虑岩体性质以及岩体承受荷载对岩体破坏程度的影响，根据爆破粉碎区内外岩体受力不同的情况测试岩体的抗冲击力、拉应力和压应力，避免拉伸破坏。最后，要对边坡稳定性进行试验，在确定孔网参数后选择合适的爆破降震手段就基本可以得出深孔爆破对边坡稳定性的影响。

（二）合理选择孔网参数

矿山地质复杂，平整度一般较低，使用的钻孔设备型号繁多。现场穿孔爆破技术人员仅仅利用文献资料中的理论公式去套算孔网参数并不现实，需要根据工程实际进行计算。以台阶高度为10m的工程为例：首先确定相邻深孔中心线之间的距离。公式为：α=(0.9～1.1)×Wd=4.8～5.6（m），其中Wd底盘抵抗线的确定需要根据穿孔设备运行环境进行控制。该工程设备为KQ150型潜孔钻机。Wd=C+H·ciga=2.5×10×ctg75°=5.2（m）其中H为台阶高度，C为台阶坡顶线与前排炮孔间的安全距离。a=75°是指台阶坡面角度[3]。

（三）爆破整体稳定性控制

在应用露天采矿深孔爆破技术时，要对整个炮眼以及其周边环境进行控制。其控制要点包括：位置、深度、方向等。只有这样才能有效发挥深孔爆破技术低爆速、低密度以及高威力等功能优势。与此同时，炸药布置应采用分条与分层的方式，以此避免松动与塌方现象的产生。在进行预裂处理之前，首先要确保爆破作业产生的杂物得到彻底清理，从而降低工程地形的复杂程度。预裂处理是指利用装载机和挖土机的合理配合，形成对预裂爆破的有效控制。此外，施工技术人员首先要保证对爆破岩石厚度以及整个山体的地质稳定性有着详尽的了解，从而能够采取多元化的控制方式，对整个处理起到良好的带动性。

（四）飞石安全防控

对飞石进行防控首先要了解产生飞石的原因。针对孔口而言，装药过多会造成堵塞长度不足，产生飞石。堵塞不严造成冲炮以及松动也是常见原因。针对前排飞石而言也有两类常见原因。一是临空面不平，二是裂缝和炮孔贯通。孔口飞石的主要预防措施是在孔口位置加放砂包，提供缓冲，减小冲炮现象。同时还能够减少孔口松动飞石以及大块石的产出率。这种方法不仅效率高同时简便易操作。前排飞石的预防措施主要包括两种。一是采取多排微差爆破减少飞石发生频次数。二是根据前排结构面以及前排抵抗线实际情况，用堵塞岩粉增强抵抗线相对薄弱位置，同时采用间隔装药方式。若有炮孔和贯通裂缝，则堵塞该段炮孔，采取分段装药方式。若铵油大量渗入裂缝，则先注水溶解后回填石沫堵塞裂缝[4]。

结束语：综上所述，露天采矿中深孔爆破技术的应用值得推广，与此同时，针对其应用极限的相关研究也需要不断进行创新，针对不同岩石环境以及项目环境进行科研分析，进一步提高孔网参数计算、地质稳定性预测试验、爆破稳定性控制、飞石安全防控等措施的科学性和有效性。

参考文献：

[1]张平发.浅析矿山地下开采中深孔爆破工艺技术的优化[J/OL].世界有色金属,2019(07):133-134[2019-06-24].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2472.tf.20190619.1723.168.html.

[2]陈二虎.浅析中深孔爆破工艺技术的优化[J].酒钢科技,2019(01):26-28+25.

[3]罗红.中深孔高台阶爆破在某露天铁矿开采中的应用[J].采矿技术,2018,18(03):1-3+11.

[4]曹勇.露天采矿生产中深孔爆破技术与实际地形、地质结合所采取控制措施的探讨[J].世界有色金属,2018(01):213+215.