摘要：在實(shí)際的礦山露天爆破過程中，大塊和根底的出現(xiàn)嚴(yán)重降低了爆破質(zhì)量，而采用科學(xué)合理有效的方法能夠減少或避免大塊和根底的出現(xiàn)。文章分析了礦山露天爆破時(shí)產(chǎn)生大塊和根底的原因，并在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的解決對(duì)策，為礦山路攤爆破質(zhì)量提供了重要的保障條件。

關(guān)鍵詞：礦山作業(yè)；露天爆破；爆破質(zhì)量；大塊；根底 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD164 文章編號(hào)：1009-2374（2016）08-0144-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.074

對(duì)于露天礦山而言，爆破是一項(xiàng)重要技術(shù)，其爆破質(zhì)量不僅能夠影響到礦山作業(yè)是否順利開展，與整個(gè)礦山的經(jīng)濟(jì)效益有著十分緊密的聯(lián)系，而且還影響著相應(yīng)設(shè)備的工作效率。因此，提高礦山露天爆破質(zhì)量，改善礦山露天爆破質(zhì)量的有效方法是礦產(chǎn)行業(yè)需要進(jìn)行重點(diǎn)研究的課題。

1 礦山露天爆破出現(xiàn)大塊、根底的原因

根據(jù)大量的調(diào)查報(bào)告以及爆破的理論研究，我們發(fā)現(xiàn)礦山在進(jìn)行露天爆破過程中，出現(xiàn)大塊的主要部位有孔網(wǎng)參數(shù)過大的位置、盲炮附近、爆破之前沒有堵塞的廢孔周圍、底盤抵抗線過大的臺(tái)階根部、臨空面以及臺(tái)階上部的孔口位置等；而出現(xiàn)根底的主要部位有盲炮附近、孔網(wǎng)參數(shù)較大中間部位的臺(tái)階底部、炮孔超深不足的臺(tái)階巖體底部。出現(xiàn)大塊和根部的主要原因包括以下五個(gè)方面：第一，在爆破過程中，由于某些炮孔超深比較大，降低了火藥柱的重心，因此導(dǎo)致大塊的出現(xiàn)。如果炮孔超深比較小，會(huì)抬高底盤，嚴(yán)重者就會(huì)出現(xiàn)根底；第二，在孔網(wǎng)參數(shù)比較大的情況下，會(huì)使得巖體中間位置受到的爆破力比較小，因而導(dǎo)致由于巖體受力過小出現(xiàn)大塊，甚至還會(huì)出現(xiàn)根底；第三，由于在爆破過程中，容易受到各種因素的影響，因此會(huì)增加炮孔之間的距離，由于受力不均勻，造成受力小的部分比較容易出現(xiàn)大塊甚至是根底；第四，在爆破炮孔的過程中，由于堵塞部分的長(zhǎng)度過長(zhǎng)，因此導(dǎo)致炮孔上部所面臨空面以及炮孔上受到的力度比較小，容易出現(xiàn)大塊；第五，在進(jìn)行鑿孔作業(yè)的時(shí)候，由于不符合設(shè)計(jì)要求，需要進(jìn)行重新鑿孔，如果在此過程中不能堵塞廢棄的炮孔，會(huì)導(dǎo)致在爆破的過程中出現(xiàn)大塊并產(chǎn)生飛石的現(xiàn)象，為工作人員的生命安全構(gòu)成巨大的威脅。造成這一現(xiàn)象的主要原因是由于沒有堵塞的費(fèi)孔，在進(jìn)行爆破的時(shí)候具有導(dǎo)向作用，從而無(wú)法充分發(fā)揮出火藥的能量。

2 改善礦山露天爆破質(zhì)量的有效方法

2.1 爆破參數(shù)的合理選擇

首先，底盤抵抗線是重要的爆破參數(shù)之一，其主要是指臺(tái)階坡底線與第一排空心軸線之間的距離，其數(shù)值如果過大，將會(huì)導(dǎo)致比較大的根底出現(xiàn)，如果過小，將會(huì)增加火藥用量，因此需要合理地確定底盤抵抗線。底盤抵抗線的確定需要在保證裝藥條件和安全的前提下，根據(jù)公式W=K×D進(jìn)行選擇，其中W代表的是底盤抵抗線；K代表的是系數(shù)，取值在20～30之間；D代表的是鉆孔直徑，單位為mm。

其次，根據(jù)孔徑，可以計(jì)算出露天礦山的爆破炮孔的排距與孔距。其中排距的計(jì)算公式為b=（0.75-1）a，孔距的計(jì)算公式為a=（20-30）d。根據(jù)實(shí)際中大量的實(shí)踐證明，正三角形布置炮孔應(yīng)該在b=1.886a的條件下才能成功，這樣可以在很大程度上提高巖石的破裂效果，特別是采用逐孔爆破的時(shí)候，每個(gè)方向的抵抗線其實(shí)都是一樣，火藥在每個(gè)方向的爆破力都是相等的，這樣可以有效地改善破碎效果。

再次，超深的主要目的在于能夠降低裝藥中心的高度，以此在最大程度上降低臺(tái)階底部的阻礙力，從而實(shí)現(xiàn)根底減低的目標(biāo)。根據(jù)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，可以根據(jù)h=（5-10）d的計(jì)算公式計(jì)算超深。根據(jù)底盤抵抗線選擇相應(yīng)的數(shù)值，如果底盤抵抗線偏大的時(shí)候，可以選擇較大的數(shù)值；如果底盤抵抗力偏小的時(shí)候，可以選擇較小的數(shù)值。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，如果出現(xiàn)底盤抵抗線較大、臺(tái)階坡面較小的情況，應(yīng)該考慮不再增大超深。這主要是由于在此種情況下，繼續(xù)增大超深，將會(huì)增加火藥和鉆孔。

最后，如果炮孔的堵塞長(zhǎng)度比較小，會(huì)導(dǎo)致氣體爆炸物在爆炸過程中過早的沖出炮孔，從而不能充分有效地發(fā)揮出爆破力。因此，必須要科學(xué)合理地選擇炮孔的堵塞長(zhǎng)度，這具有十分重要的意義。在采用連續(xù)柱狀的方式裝藥的時(shí)候，選擇的炮孔堵塞長(zhǎng)度應(yīng)該是0.75倍的底盤抵抗線，并在應(yīng)用過程中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的調(diào)整。一般情況下，露天礦山的爆破孔堵塞長(zhǎng)度都偏大，因此應(yīng)該降低堵塞長(zhǎng)度，以此減少大塊的出現(xiàn)數(shù)量。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，為了能夠避免產(chǎn)生飛石的情況，炮孔的堵塞長(zhǎng)度應(yīng)該在20～25倍的孔徑范圍之內(nèi)。

2.2 起爆方式的有效選擇

在應(yīng)用寬孔距爆破技術(shù)的過程中，最常用也是最經(jīng)典的便是對(duì)角起爆技術(shù)。運(yùn)用對(duì)角起爆技術(shù)，能夠?qū)λ倪呅螌?duì)角線方向的所有爆孔進(jìn)行同時(shí)起爆，同時(shí)使用這種技術(shù)能夠在一定程度上拉大孔之間的距離，還能降低抵抗線。對(duì)角起爆技術(shù)的運(yùn)用原理與寬孔距差不多，裝藥量與炮孔數(shù)以及其他方法技術(shù)大體上是相同的，唯一的區(qū)別便是減少了抵抗線。在此過程中，孔距需要按照抵抗線減小的比例同比增大，這樣的主要目的在于促使應(yīng)力降低，拉大與起爆層之間的距離，從而有效地避免大塊的出現(xiàn)。

2.3 對(duì)現(xiàn)有的藥裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化

在采用垂直起爆的方式過程中，在底部阻力較大的情況下，必須要采用超深的方法，降低火藥的重心，但是這種做法可能會(huì)導(dǎo)致臺(tái)階上的大塊出現(xiàn)和增加，因此需要對(duì)現(xiàn)有的藥裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化。實(shí)際上比較常見的方法是采用中間氣體間隔分段裝藥法，將炮孔中的火藥分成三段左右進(jìn)行填滿，每段都需要采用相應(yīng)的物體進(jìn)行隔開，例如炮泥。這個(gè)時(shí)候應(yīng)該盡量避免出現(xiàn)火藥過于集中在炮孔底部的現(xiàn)象，從而有利于臺(tái)階的中部和上部的巖體，都能夠得到相應(yīng)的爆破力，防止大塊的出現(xiàn)。除此之外，還可以采用混合裝藥的方法，將普通的火藥裝入在炮孔的上部位置，將密度高、威力猛的火藥裝入炮孔的下部位置，這樣可以使得臺(tái)階的阻力與產(chǎn)生的爆破力是相同的，不僅能夠有效避免臺(tái)階根底的出現(xiàn)，而且還可以減少臺(tái)階上部大塊的出現(xiàn)。在實(shí)際的底盤坑底線較大的工程中，一般都會(huì)采用混合裝藥的方法，在炮孔的下部位置裝入重銨油火藥，在炮孔的上部位置裝入銨油火藥，取得的效果十分良好。

2.4 協(xié)控爆破的方式

通過以往實(shí)際中臺(tái)階深孔爆破效果的分析，可以清楚地知道，與垂直孔爆破的效果相比，斜孔的爆破效果更好。這主要是由于深孔上部與下部的抵抗線是相同的，巖體受到的爆破力也相對(duì)相同，破碎均勻，因此甚少出現(xiàn)大塊和根底的現(xiàn)象。同時(shí)，斜孔爆破還可以充分滿足臺(tái)階坡面角的要求，為下一步的穿孔爆破提供有利的條件。除此之外，斜孔爆破的鉆機(jī)與臺(tái)階坡頂線的距離較遠(yuǎn)，可以在很大程度上避免工作人員和相應(yīng)的鉆機(jī)設(shè)備遇到各種風(fēng)險(xiǎn)。目前，在實(shí)際工程中，牙輪鉆機(jī)的爆破與鉆機(jī)鉆孔的效率相對(duì)而言比較高，但是這種機(jī)器主要適用于垂直鉆孔，斜孔采用的潛孔鉆機(jī)工作效率較低，因此可以根據(jù)實(shí)際情況考慮斜孔爆破的方式。

3 其他改善方法

3.1 嚴(yán)格穿孔和爆破施工作業(yè)

為了充分保證礦山露天爆破質(zhì)量，不僅需要按照相應(yīng)的技術(shù)要求對(duì)爆破進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，還應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，尤其是穿孔、裝藥以及填塞。針對(duì)于穿孔，在此過程中應(yīng)該避免出現(xiàn)斷鉆、夾鉆、掉鉆等事故的出現(xiàn)，嚴(yán)格按照給定的孔位進(jìn)行施工，這主要是由于廢孔再補(bǔ)也無(wú)法保證原設(shè)計(jì)的孔位，影響了設(shè)計(jì)孔眼參數(shù)的組合匹配關(guān)系，從而降低了爆破質(zhì)量。針對(duì)于爆破施工，在爆破施工進(jìn)行過程中，必須要做好以下五點(diǎn)：第一，在裝火藥前，應(yīng)該針對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)中每孔的品種、質(zhì)量、用量等進(jìn)行仔細(xì)的檢查，嚴(yán)格禁止在水孔中裝不抗水炸藥。裝藥后，對(duì)其余部分進(jìn)行檢查，查看其是否符合相應(yīng)的要求；第二，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，下放起爆體藥包；第三，在裝藥過程中，需要合理做好炸藥車壓導(dǎo)爆管等爆破器材的工作；第四，在填塞的時(shí)候，保證填塞質(zhì)量，對(duì)導(dǎo)爆管進(jìn)行嚴(yán)格的保護(hù)，禁止出現(xiàn)砸斷或砸壞的現(xiàn)象；第五，對(duì)起爆網(wǎng)路進(jìn)行認(rèn)真的連接和檢查，避免出現(xiàn)漏連和錯(cuò)連的現(xiàn)象。

3.2 提高各種爆破器材的管理力度

為了促進(jìn)露天礦山爆破工作的順利進(jìn)行，相應(yīng)的工作人員應(yīng)該注重各種爆破器材的管理，提高管理力度。第一，需要重視爆破器材的質(zhì)量管理。爆破器材的質(zhì)量在一定程度上影響到礦山露天爆破質(zhì)量。因此在選擇和購(gòu)買爆破器材的過程中，應(yīng)該核實(shí)生產(chǎn)廠家的資質(zhì)，對(duì)其爆破器材進(jìn)行認(rèn)真的檢查，預(yù)先測(cè)試爆破器材各個(gè)方面的性能，確定質(zhì)量合格后，才能夠進(jìn)行購(gòu)買和引進(jìn)，在生產(chǎn)之前還應(yīng)該進(jìn)行試驗(yàn)。如果起爆器材的質(zhì)量存在著一定的問題，將會(huì)出現(xiàn)大面積的盲爆，不僅阻礙了爆破工作的順利開展，還影響了爆破質(zhì)量。第二，充分保證火藥的質(zhì)量。如果火藥的質(zhì)量出現(xiàn)問題，將會(huì)產(chǎn)生半爆炸或拒爆的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致大塊和根底的出現(xiàn)。因此，相關(guān)的工作人員不僅需要嚴(yán)格掌握火藥的配比，還需要嚴(yán)格管理其生產(chǎn)的工藝流程，對(duì)火藥的各種性能進(jìn)行定期的檢查，以保證火藥的質(zhì)量，避免根底和大塊的出現(xiàn)，從而提高礦山露天爆破質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

礦山露天爆破出現(xiàn)根底和大塊的原因各種各樣，相應(yīng)的解決措施也有許多。但是在實(shí)際的操作過程中，必須要根據(jù)實(shí)際情況，例如礦石的性質(zhì)、構(gòu)成形態(tài)、礦山的地理位置、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等，合理地確定爆破參數(shù)，選擇最優(yōu)的起爆方式，結(jié)合現(xiàn)有的裝藥結(jié)構(gòu)，科學(xué)有效地采用斜孔起爆，提高穿孔和爆破施工的重視程度，加強(qiáng)對(duì)各種爆破器材的管理，從根本上提高礦山露天爆破的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[2]李顯利，張杰，孫殿興.改善露天礦山爆破質(zhì)量的有效方法[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2010，（7）.

作者簡(jiǎn)介：夏柱（1980-），男，河北張家口人，唐山首鋼馬蘭莊鐵礦有限責(zé)任公司助理工程師，研究方向：露天爆破設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）