露天采場中深孔爆破技術的優化
發布時間：2020-12-26 11:02所屬分類：工業設計加入收藏
【摘 要】隨著深孔鉆機設備的出現和不斷完善，爆破技術的發展以及裝運設備的改進和完善，露天采礦生產中深孔爆破技術在提高爆破質量、保障生產安
【摘 要】隨著深孔鉆機設備的出現和不斷完善，爆破技術的發展以及裝運設備的改進和完善，露天采礦生產中深孔爆破技術在提高爆破質量、保障生產安全以及提高經濟效益等方面的優越性明顯引起了人們的重視。爆破工程貫穿了露天采場采礦生產的各個環節。所以，露天采場中爆破技術直接影響著露天采場采礦的生產、安全和工作質量。本文對露天采礦生產中深孔爆破的技術優勢、露天采礦生產中深孔爆破技術現狀及優化進行了分析和探討。
【關鍵詞】露天;采場;深孔;爆破;技術
目前在我國，中深孔爆破技術被廣泛應用在礦山剝離、采礦、水利工程和鐵路開挖等工程中，尤其是在中小型露天礦山的開采中占據著重要地位。在露天采場應用中，中深孔爆破技術和開場技術同鑿巖穿孔等設備可以改善中小型露天采場生產的安全性，降低生產事故發生的頻率。然而，隨著市場經濟的不斷發展，市場競爭日趨激烈，中深孔爆破技術已經不能滿足露天采場的生產經營需求，因此必須對中深孔爆破技術進行相應優化。
1、露天采礦生產中深孔爆破的技術優勢
與傳統的爆破和開采技術相比，深孔爆破技術在保障礦山開采安全、提高礦山開采效率等方面具有明顯優勢。
1.1深孔爆破技術能夠使礦山安全生產狀況整體改變。與淺孔爆破技術相比，深孔爆破技術有效解決了淺孔爆破技術在露夭礦山開采中，分臺階和多孔多排爆破的技術難題。這就從整體上改變了露天礦山的安全生產狀況。
1.2深孔爆破技術能夠有效預防和避免安全事故的發生。露天礦山開采過程中所發生的爆破事故，大多是礦山因不分臺階開采造成的高處坍塌、墜落、爆破浮石與飛石打擊事故。在開采過程中深孔爆破技術的應用，，實現了礦山分階開采與多孔微差爆破，能夠有效預防傳統開采和爆破方式不分臺階開采以及淺孔爆破所產生的安全事故。
1.3深孔爆破技術能夠使礦山爆破安全與從業人員安全得到有效保障。深孔爆破技術通過多孔微差爆破技術的應用，能夠有效減小爆破振動，均勻爆破作用力，降低爆破次數，提高爆破量，從而達到集中爆堆，減少爆后邊坡浮石的效果，從根本上保證了爆破效果與爆破安全。
1.5深孔爆破技術能夠明顯提高礦山綜合生產效率。露天采礦生產中深孔爆破技術的推廣與應用不僅改變了傳統的礦山開采和爆破方式，能夠有效的預防和控制礦山事故。同時因其爆破量大、爆破效果好的優勢，深孔爆破技術的推廣應用對于降低勞動強度，優化生產條件;整合礦產資源，實現規模生產;降低生產成本，提高經濟效益;保護周邊生態環境等方面具有良好效果，從而明顯提高礦山生產的綜合效率。
2、露天采礦生產中深孔爆破技術分析
2.1起爆網路安全起爆技術
使用電爆網路時，需要綜合考慮爆區的氣象水文條件，爆破成本、要求等因素，預防射頻電、雜散電流以及雷電等的影響，選用合適的電雷管，以提高電爆網路的可靠性與安全性，防止早爆事故的發生。導爆管網路因其操作簡單，成本低、能夠實現等間隔微差起爆，并且炮眼與起爆段數不受雷管段數限制，受外來電影響較小的特點得到了廣泛的推廣和應用;同時還應認識到導爆管網路所具有的爆前無法儀表檢查;網路在爆區太長時，易被地震波、空氣沖擊波以及飛石破壞等缺點。
2.2爆破沖擊波防護技術
為降低爆破產生的沖擊波破壞，可從防止強烈空氣沖擊波的產生，以及利用各種條件削弱已產生的沖擊波兩方面采取措施。通過確定合理的爆破參數，采用合適的填塞長度以及最小抵抗線，避免產生沖天炮現象;選擇科學的微差起爆方案與起爆間隔時間，消除產生夾制爆破的條件;采用反向起爆，避免高壓氣體由孔口沖出;盡量避免高能起爆索的使用措施，提高爆炸能量的利用率，避免產生強烈的空氣沖擊波。盡量避免被保護物處在爆區的正面，無法避免時可將建筑物門窗打開，必要時還可搭設防護架，以減小空氣沖擊波所產生的破壞作用。
3、露天采場中深孔爆破開采現狀
以我曾經工作做過的某個露天采場中深孔爆破技術在開采中的實際應用作為分析樣本。該露天采場礦區開采臺階高度約為 15 m，底盤的抵抗線4 m;沒有對礦區巖礦的可爆性進行檢測分區或分級，全部采用3.5 m×6.7 m 梅花形布孔方式;礦區中全部采用多排孔微差起爆方式，在裝藥結構中連續單一的類似柱形的裝藥形式，炸藥消耗量為 0.32 kg/m3，爆破 10 000 t 礦巖需要消耗1280 kg炸藥，一般情況下每次爆破需要消耗的炸藥為 7-9 t。該露天采場中深孔爆破技術在開采中仍存在一些問題，例如，爆破崩落后的塊徑礦石所占的質量分數合格率較低，部分爆破出的礦石堆里邊依然有很多大塊礦石，而部分爆破礦堆的礦石被爆成了粉末;爆破出礦石堆里礦石大小不均勻，礦堆下粉碎礦石較多，爆破震動較大等。
4、露天采場中深孔爆破技術優化
通過簡單介紹該露天采場中深孔爆破技術實際運用情況，深入分析影響中深孔爆破效果的因素，提出優化中深孔爆破技術的措施，從而提高露天采場的爆破質量。
4.1 合理分區礦巖，采取不同的孔網參數
從上文的實際研究情況可以看出，該礦區的穿孔設備和開采臺階是固定的，無法改變。我們可以根據露天采場礦區的地質對礦巖進行合理的分區或分級，在各礦巖區域內確定炮孔密集系數，從而調整中深孔爆破技術的孔網參數。對礦區礦巖進行分區時，結合了礦區的實際地質特征，并根據露天采場爆破工程的破碎系統要求，將露天采場的采礦區分為南、北兩個區域。南部采取的解理(解理是指礦物晶體受力后沿一定方向破裂并產生光滑平面的性質)裂隙發育程度較高，其礦巖略為松軟，層面較多，且層面間的間距較小，礦巖的炮孔排面和主體結構面的走向趨于平行，此處的炮孔密集系數取 2.0;北部采區則有兩個巨大的斷層穿過其中，其礦巖的密度和硬度都較大，解理裂隙發育程度較小，炮孔密集系數取值為 1.7.
4.2 利用逐孔起爆方式起爆
逐孔起爆技術是將爆破區域內處于同一排的炮孔按照爆破需求設計一個相應的延期時間，從起爆點開始逐一起爆，同時，爆破區域內排間炮孔按照另一個延期時間逐一向后傳遞爆破，這樣可以使爆破區域內相鄰的兩個炮孔起爆的實際時間錯開，使逐孔起爆技術炮孔起爆的順序流程呈現出一個分散的螺旋狀圖。這種方式也被稱為單孔延時的起爆方式，是逐孔起爆技術的技術核心。為了讓單孔延時起爆方式的結果更加精確，需要采用非電高精度毫秒導爆管雷管。通過非電高精度毫秒雷管，可以成功實現在爆破區域內任一炮孔爆破時都按照一定的起爆順序進行，從而為每個炮孔準備更加充足的自由面(爆破的巖石或介質與空氣接觸的表面)。
4.3 優化裝藥的結構
傳統中深孔爆破技術使用的是連續單一的類似柱形的裝藥形式結構，由于該結構在孔口部分并沒有充填炸藥，且柱形裝藥結構的深度范圍過小，導致易受到相鄰爆破的影響，這樣就很容易產生大塊礦巖。為了杜絕大塊礦巖的出現，我們采用分段裝藥技術，也就是分段裝藥的結構。對于根底問題，可以采用炮孔底部裝高威力炸藥，上部裝普通炸藥來解決。而為了解決爆破后礦石堆底部的礦巖粉礦率過高的問題，我們通過采用間隔裝藥技術，在底部裝藥的時候先放入 0.5～0.8 m 的毛竹柱之后才進行裝藥工作，成功地杜絕了底部礦石過于粉碎的問題。
5、結束語
隨著科學技術的不斷發展，許多新型爆破器材被應用到露天采場開采中，其中，中深孔爆破技術正處于不斷發展和優化中。它的應用不僅提高我國露天采場中礦山開采的爆破質量，同時也保障了爆破工程的精確度和安全。
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