胡召響

摘 要：深孔微差爆破技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，提高了爆破的產(chǎn)能。即使大坡度的露天礦，也可以應(yīng)用大型的開采設(shè)備，低風險投入，高效益和安全操作，在中小型的礦場中也可使用。本文從微差爆破的原理和實際操作采礦、爆破的多項工作等研究在露天礦山的開采過程中，研究應(yīng)用中深孔微差爆破的幾點影響要素；根據(jù)實際起草的爆破計劃，參數(shù)設(shè)置，最小的排距，裝藥方式，堵塞的深度以及需爆破礦石的特點等。經(jīng)過多次的實踐檢驗，改進爆破方法，提高效率，降低礦山企業(yè)開采的成本，對同類地質(zhì)下其他礦山開發(fā)，有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：微差爆破控制；深孔爆破；露天石礦

中圖分類號：TD235.37 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0230-02

1 微差爆破的實驗原理

微差爆破，又名毫秒延時爆破，以毫秒為單位的時間間隔控制藥包爆炸的先后次序。這種因為時間差的爆破，創(chuàng)造附加的自由面，增強其輔助功能；爆炸的應(yīng)力波，相互影響，開采的石塊大小相近，兩個波源的相互作用，減弱對工作平面的震動，降低破壞，利于維護。

2 礦石特點對爆破效果的作用

差異的地質(zhì)環(huán)境形成不同的巖石結(jié)構(gòu)，具有不同的特點。礦石爆破就會對不一樣的礦石產(chǎn)生的效果不同。巖石爆破性，是特定巖石在外在爆炸中的表現(xiàn)能力。是巖石固有的物理力學(xué)特征，炸藥的化學(xué)反應(yīng)和爆破技術(shù)的整體作用效果反應(yīng)。它是巖石特有的內(nèi)在的本身屬性，是巖石多屬性的整合體、表現(xiàn)為巖石在爆炸中抵抗能力，并決定爆破的成效。

2.1 礦石組成部分、晶體的內(nèi)聚力和縫隙對爆破的影響

礦石都是由固體顆粒形成，顆粒之間存在縫隙。一旦礦石受到高溫高壓高沖擊的時候，礦石的物理形態(tài)和內(nèi)部顆粒排列發(fā)生改變，也就是礦石特點的改變。通常來說小顆粒大密度的礦物，形成的礦石硬度大，比較堅韌，其爆破性越差，也會耗費藥包。當巖石密度變大，巖石硬度和爆破的抵抗作用就變大，爆碎以及拋移同一批的礦石，所需要的能量會更多。而沉積巖相對于一般礦石有所不同，不僅受到礦物的組成部分影響，更多的與膠結(jié)物，以及顆粒體積有關(guān)。膠結(jié)成分的性質(zhì)則影響著礦石的可爆破性。比如，在沉積巖的膠結(jié)成分含有硅質(zhì)，比含有鐵氧化物，碳酸鈣，常見黏土的巖石，其爆破性更差，礦石結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固，更不容易被開采。當然這也與膠結(jié)物的含量有關(guān)，含量高的鐵氧化物有可能會比低含量的硅質(zhì)更難爆破。另外，礦石也是經(jīng)過時間積累和自然力量的改變，巖石會風化，變質(zhì)，結(jié)構(gòu)更緊密，硬度更強，這樣的礦石同樣不易被爆破。從礦石的各個成分來說，每種成分具有不同的結(jié)晶骨架，而成分之間的排列結(jié)構(gòu)，整體對外表現(xiàn)。化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的成分，其分子內(nèi)在聚力比較強。晶體分子相互的內(nèi)聚力，結(jié)構(gòu)排布和晶體性質(zhì)的不足，決定了礦石的硬度。一般來說，成分晶體的內(nèi)力弱于分子內(nèi)部化學(xué)鍵的聚力。晶體顆粒較大，其內(nèi)力越不穩(wěn)定，爆破發(fā)生時，比分子更容易破壞。

礦石的形成必然滲入其他的雜質(zhì)，形成縫隙，氣泡，細微的裂口。內(nèi)部的細小缺陷決定礦石的特質(zhì)，明顯的縫隙就直接破壞礦石的穩(wěn)固，有利于爆破。當然這種縫隙不僅說的是礦石形成過程中的間隙，還含有做工生產(chǎn)，延時爆破疊加產(chǎn)生的裂縫，像斷層，褶面，紋理，巖層的連接面等。

礦石的形成必然滲入其他的雜質(zhì)，形成縫隙，氣泡，細微的裂口。內(nèi)部的細小缺陷決定礦石的特質(zhì)，明顯的縫隙就直接破壞礦石的穩(wěn)固，有利于爆破。當然這種縫隙不僅說的是礦石形成過程中的間隙，還含有做工生產(chǎn)，延時爆破疊加產(chǎn)生的裂縫，像斷層，褶面，紋理，巖層的連接面等。

2.2 巖石重度和孔隙率以及巖石物理力學(xué)性質(zhì)對爆破的作用

巖石容重（重度）是在地心引力下的單位體積下巖石的重量，當然單位體積包含內(nèi)部的縫隙雜質(zhì)水泡。因此巖石的密度，各成分的堆積都會直接影響容重。巖石孔隙率，指的是塊狀巖石中空隙（所有非固態(tài)的部分）的體積在自然狀態(tài)下占巖石表面總體積的比率。是單位巖石儲存流動物質(zhì)的能力表述，用百分比來記錄表示。一般情況下巖石的孔隙率為5%到48%。巖石受到外界壓迫時候，會減少空隙或者流體的體積，其孔隙率會降低。重度較大的巖石需要更大的沖擊力量破壞其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，克服地心的吸引力。孔隙率變大時候，應(yīng)力波的傳遞就會受到影響，爆破作用減弱。

因為爆破最直接就是力的作用，不同的巖石在力作用下表現(xiàn)不同的特性，彈性，脆性抗壓性抗拉性等。塑性彈性的巖石在強力作用下，會變形，要想將其爆破，需要很大的能量。脆性的巖石則相反，很容易就被破壞，效果徹底，容易爆破。巖石的強度也影響著爆破結(jié)果。巖石強度主要體現(xiàn)在抗壓，抗粘和抗拉幾個方面。礦石的爆破主要是高壓和扭曲沖擊，通常高壓下的拉伸沖擊是主要部分，所以抗壓對爆破的影響作用較弱，在實際生產(chǎn)中可以忽略。

2.3 爆炸產(chǎn)生的氣體也有影響

巖石爆破產(chǎn)生的應(yīng)力波和衍生氣體，加強應(yīng)力波的傳播和縫隙的擴張，縫隙和巖石層面的各種缺陷相互影響形成網(wǎng)面裂紋，使得巖石破壞成大小相近的小塊。所以說，爆炸產(chǎn)生的氣體在爆破過程中很重要。因為氣體比應(yīng)力波施加影響的時間長，并且具有相對穩(wěn)定的壓力值，可以說氣體在爆破過程是一個相對靜態(tài)的過程。這樣就可以根據(jù)參數(shù)設(shè)置，設(shè)計出不同的爆破模型實驗生產(chǎn)。

3 爆破參數(shù)的設(shè)置對爆破效果的作用

3.1 排距如何影響爆破

針對同批同質(zhì)的礦石爆破，巖石結(jié)構(gòu)，埋藥深度，位置以及炸藥的質(zhì)量數(shù)量相同，爆破效果將由抵抗線的設(shè)置和孔距的大小決定，不同的參數(shù)，將產(chǎn)生很大不同的結(jié)果。當前排距參數(shù)過大，爆破中容易造成根底遺留，大塊的碎石較多，反沖影響較大。當然，要是太小，就會造成碎塊容易拋，甚至飛石，也會消耗更多的炸藥，增加鉆孔的操作難度。因此在排距的選定時候，不能隨意，選取合理的長度。根據(jù)巖石的特性，層理和間隙的大小，當前排線方向上的阻礙較小時，應(yīng)選擇長一點的排距，節(jié)省藥包，爆破易于操作；阻力較大時，選擇短一點的排距，作用效果直接。當然在實際工作時，也要考慮到臺面的規(guī)則程度，大小，臺階和炸藥的質(zhì)量效果。

3.2 雷管的裝藥結(jié)構(gòu)如何影響爆破

孔內(nèi)如何裝藥也會直接影響礦山爆破的效果。根據(jù)炸藥藥包的直徑和炮管直徑關(guān)系，分為耦合（直徑相等，沒有間隙）不耦合裝藥（直徑不同，有空隙）；根據(jù)炸藥在炮管里的放置方式可以為連續(xù)（連續(xù)裝滿，無間隙）間隔裝藥（分段填藥，存在間隙或其他間隔物）。

當炮孔直徑等于藥包直徑時候，叫偶合。藥包爆炸后形成波紋壓縮圈，作用于礦石，礦石的小顆粒也集中來源于壓縮圈之內(nèi)。不耦合裝藥，其縫隙也會產(chǎn)生波，和爆炸的沖擊波有所抵消，就會減弱壓縮圈效果，小顆粒的開采量減少。因此，根據(jù)開采礦石的目的，來確定需要小顆粒或者減弱小顆粒的生產(chǎn)量。

微差爆破技術(shù)生產(chǎn)應(yīng)用中，因級配受限，炮孔之間的距離應(yīng)略小。如果采用連續(xù)無間隙的裝藥方式，堵塞就要取得較大數(shù)值，如此在炮口的頂部容易大塊料堆積，礦石尺寸不均。鑒于這種情況，我們考慮間隔裝藥，避免頂部的大塊不均。有時，遇到泥夾帶，難度大的曲層分布，我們用間隔裝藥，藥包上下爆破，巖粉末填充泥夾帶，避免爆破能量的浪費。

現(xiàn)實礦石爆破，為了減少炮孔頂部的飛石，和增強爆生氣體和應(yīng)力波的作用效果，我們考慮加長炮孔堵塞的長度。然而，一旦孔塞太長，占用炮孔較大，就會使孔口處大塊過多；孔塞太短，易飛石。所以我們要根據(jù)排距的長度計算出合理的孔塞長，一般是2.5～3m之間。

4 小 結(jié)

由以上從礦石本身特性和爆破參數(shù)設(shè)置以及爆破過程的空氣，應(yīng)力波等因素分析，我們更好把握爆破的可控因素。除外，還要考慮到實踐中的爆破工藝，礦山真實情況等，制定科學(xué)的方案設(shè)計，提高爆破效率。

參考文獻

[1]蔡 翔.露天礦臺的控制爆破技術(shù).低碳地產(chǎn)，2015（19）.

[2]梁為民.不耦合裝藥對爆破的影響因素.北京理工大學(xué)報，2012，32（12）.

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[4]田云生.露天采礦微差爆破技術(shù)的實驗研究.礦業(yè)研究與開發(fā)，2005（6）.

收稿日期：2018-6-15