浅谈矿山爆破施工技术的基本原则

浅谈矿山爆破施工技术的基本原则

黄梦年

黄梦年

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摘要：矿山的施工爆破技术被广泛的应用在矿山开采中。在矿山的开采过程中，无论是井巷挖掘，还是露天开采、地下开采等都用到了爆破施工技术。文章主要介绍了矿山爆破的施工技术类型、矿山爆破中井下挖掘的技术方法、及地下开采中常使用的爆破手段进行探讨，总结出矿山爆破施工技术的基本原则，希望能够提供一些借鉴。

关键词：矿山爆破；施工技术；基本原则；探讨

自改革开放以来，矿山的爆破技术已经历了几十年的历史，随着技术的改革创新，其施工技术根据技术人员多年的施工经验已经取得了一定的成功经验，成为了一项有自己领域的专业的科学技术，并且受到广泛应用。矿山爆破施工技术的基本原则就是将矿石从山体上剥离出来，并按照施工技术的基本原则将矿山爆破成一定的块堆，并将其破碎成一定块度，为运输创造条件。在矿山的建设和生产中，矿山爆破的基本原则就是施工技术的重要手段。总之，矿山爆破施工技术在矿山的建设和生产过程中起着重大作用。

一、矿山爆破施工技术的基本原则

（一）根据炸药的包装形式分类。

1、集中药包法。从原理上讲，这种药包的形状是球形体，起爆点从球体的中心开始，爆轰波按辐射状以球面形式向外扩张，即爆炸作用以均匀的分布状态作用到周围的介质上。然而在工程实际中，这几乎是不可能实现的，通常将炸药包装成正立方体或长方体形状，长方体的最长边不超过最短边的6倍。这是的炸药包裹可以叫做集中药包，通常把集中药包法的爆破叫做药室法和药壶法。

2、延长药包法―柱状药包。把药包作成长条形，可以是圆柱形状也可以是方柱状，但一般的情况下均为圆柱状。炸药一旦被激发爆炸，所产生的爆轰波的波阵面形式为圆柱状，即爆炸后形成的爆轰波以柱面波的形式向四周传播并作用到周围介质上。通常把药包长度大于最短边或直径6倍的药包叫做延长药包。在实际工程应用中，深孔法、炮眼法和药室法爆破中的条形药包爆破法都属于延长药包法。

3、平面药包法。这种药包的爆破不同于前两种方法，它既不用钻孔也用挖硐室，而是直接将炸药敷设在介质表面，因此爆炸作用只是在介质接触药包的表面上，大多数能量都散失到空气中去了，所产生的爆轰波应看作是平面波。例如，在加工机械零部件时采用圆饼状的药包，爆破时包覆在介质的表面，这就是加工机械零部件的爆炸加工法。但是，在硐室爆破中的平面药包法，则与此不同，它是以等效作用的集中药包或条形药包按一定间距布成一个装药平面，爆破时产生的爆轰波也近似于平面波。

（二）根据装药方式与空间形状的不同分为三类：

1、药室法这是大量土石方挖掘工程中常用的爆破方法。它的优点是施工机具比较简单，不受地理条件和气候限制，工程数量越大工效越高。一般说来，药室法爆破根据在岩体内开挖药室体积的大小，还可以分为大型药室法、小型药室法和条型药室法3种，每个药室装入的炸药的容量，小到几百公斤，大到几百吨，条形药室的容量可以达到几千吨，我国曾进行过多次千吨和万吨级的大爆破。

2、药壶法。在普通炮孔的底部，装入小量炸药进行不堵塞爆破，使孔底经多次爆破扩大成圆壶形，以求达到装入较多药量的爆破方法。药壶爆破法属于集中药包类，适用于中硬岩石的爆破，能在工程数量不大，钻孔设备不足的施工条件下，以较少的炮孔爆破，获得较多的土石方量，目前这种爆破方法只在个别条件下使用。

3、炮眼法。通常根据钻孔孔径和孔深的不同，把孔深不小于5m，孔径不小于50mm的炮孔叫做深孔爆破，反之称为浅孔爆破和炮眼法爆破。从装药结构上看属于延长药包一类，是工程爆破中应用最广泛、数量最大的一种爆破方法。

二、井巷掘进爆破

井巷掘进爆破包括平巷、竖井、斜井、天井和隧道等各种地下通道的爆破，其共同特点是在单自由面条件下，受掘进断面制约，每次爆破进尺一般只有1～3m。为形成一定的井巷断面形状，必须在工作面上布置不同类型的炮眼。掘进爆破要严格保证巷道的规格和方向，要满足爆堆集中、块度均匀的要求，炮眼利用率高、周边平整，材料消耗少。

井巷掘进爆破参数包括：炮空直径、单位炸药消耗量、孔距、孔深、炮孔数目、装药量以及填塞长度等。特别要介绍的是天井深孔爆破掘进中，一次钻孔分段爆破掘进天井是从五十年代发展起来的一项爆破技术。其特点在于，有凿岩硐室中一次沿天井全高钻凿深孔，爆破时将其划分为若干个爆破段，由下向上逐段进行，爆下岩块借自重下落，炮烟则经由深孔通向上部水平巷道排出，其装药、填塞、起爆等作业都在上部水平巷道或凿岩硐室中完成。与一般的掘进方法相比，深孔爆破掘进具有效率高、操作安全、劳动条件好等优点。它可适用于天井、溜井、充填井等垂直或急倾斜的井巷掘进。天井深孔爆破掘进平行空孔爆破方案的爆破参数包括：深孔数目、分段高度等。

三、地下采场爆破

（一）地下采场爆破方法分类。与井巷掘进爆破比较，地下采场爆破的特点是，具有两个以上的自由面，炮孔数量多，崩矿面积和爆破量都比较大，一次爆破用药量大，炸药单耗低，爆破方案的选择和起爆网路的设计比较复杂，所以爆破时的组织工作显得更为重要。对地下采场爆破的质量要求是，爆破作业安全，每米炮孔崩矿量大，大块少，二次爆破；量小，粉矿少，矿石贫化和损失小，材料消耗量低。地下采场爆破按孔径和孔深的不同可分为浅孔、中深孔、深孔和洞室爆破四种方法。

（二）采场浅孔爆破采场浅孔爆破采场浅孔爆破采场浅孔爆破。浅孔爆破是指抛空直径不超过50mm，炮孔深度不超过5m的炮孔爆破。浅孔爆破适用范围很广，如矿山井巷掘进、中厚一下矿体的回采、道路石方开挖工程中少量石方的破碎，工业场地平整和清理，大块石的二次破碎及孤石爆破，沟、渠及桥涌基础开挖中的石方爆破，清刷石质边坡和处理危石等，是目前我国小、中型矿山中适用的主要爆破方法。爆破参数有：炮孔直径和深度、最小抵抗线和炮孔间距、单位炸药消耗等等。浅孔爆破按炮孔方向不同，可分为上向炮孔和水平炮孔两种。矿石比较稳固时，采用上向炮孔，矿石稳固性较差时，一般采用水平炮孔。

（三）中深孔爆破。中深孔爆破与浅孔爆破法比较，具有每米炮孔的崩矿量大、一次爆破规模大，劳动生产率高，矿块回采速度快，开采强度高，作业条件和爆破工作安全，成本低等优点；但是大块较多。所以，中深孔爆破在冶金矿山广泛用于地下矿的中厚矿床回采、矿柱回采和空区处等工作。中深孔爆破参数包括深孔的直径、孔深、最小抵抗线、孔间距、邻近系数和单位炸药消耗量。炮孔排列形式主要有平行排列和扇形排列两种。

（四）深孔爆破。严格意义上来讲，地下采矿场使用的中深孔崩矿和深孔崩矿比较，从爆破本质上讲，没有严格区别。但是，深孔爆破在其炮孔布置形式、孔深等方面有其特点，于是，把用潜孔钻机钻凿孔深大于15m，孔径大于80mm的平行深孔、水平扇形深孔等归入深孔爆破。在冶金矿山，深孔爆破常用于阶段崩矿法、分段崩矿法、阶段矿房法、深孔留矿法等采矿方法和矿柱回采。

总结：

综上所述：对各种矿山爆破的施工技术的基本原则进行全面掌握，既要科学。合理的掌握有关的力学、化学。物理学等方面的相关知识，又要拥有一定的实践经验。作为施工的技术人员一定要了解各物质之间的力学原理、爆破的基本原则、爆破参数等方面的知识，这样才能有利于矿山工程的发展。

参考文献：

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[2]林德余.矿山爆破工程[J].河北冶金工业出版社，2007.

[3]顾毅成，史雅语，金骥良.工程爆破安全[J].合肥中国科学技术大学出版社，2009.

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