李 斌,吳紅云,李文相,常呂奎
(永善金沙礦業(yè)有限責(zé)任公司,云南 昭通 657309)
在采礦作業(yè)時(shí),需要按照不同的規(guī)劃區(qū)域有針對(duì)性地應(yīng)用爆破技術(shù)提高為采礦的效率和質(zhì)量提供保障,同時(shí),對(duì)于爆破中的安全保障工作,也要引起充分的重視[1]。只有在有很好的安全保障的前提下應(yīng)用技術(shù),才能達(dá)到相應(yīng)的施工效果。
(1)概述。從應(yīng)用的普遍性上來(lái)講,預(yù)裂爆破技術(shù)屬于一類比較常用的礦山開(kāi)采技術(shù)類型。從爆破技術(shù)的應(yīng)用歷史的角度分析,可知在采礦業(yè)的工作開(kāi)展中,礦業(yè)公司對(duì)于爆破技術(shù)的應(yīng)用頻率是非常高的,例如,在巷道的開(kāi)采施工中,光面爆破技術(shù)就是比較常見(jiàn)的技術(shù)類型之一,而關(guān)于預(yù)裂爆破技術(shù),則通常應(yīng)用在露天礦的爆破過(guò)程中,其應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)在于,提高了邊坡的穩(wěn)定度,降低了爆破施工的風(fēng)險(xiǎn)和成本,另外,在預(yù)裂爆破中,深孔差動(dòng)爆破技術(shù)也是常用的技術(shù)類型,有利于提高礦井的生產(chǎn)能力[2]。通過(guò)分析可見(jiàn),爆破技術(shù)的類型和適用范圍具有一定的廣泛性特征,需要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)選應(yīng)用。
(2)設(shè)計(jì)要求。在預(yù)裂爆破過(guò)程中,需要貫通裂縫寬度應(yīng)當(dāng)根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)硬度進(jìn)行合理控制,如對(duì)于中硬度巖體結(jié)構(gòu),預(yù)裂爆破預(yù)留開(kāi)裂寬度應(yīng)當(dāng)達(dá)到10.0mm以上;對(duì)于堅(jiān)硬巖體結(jié)構(gòu),預(yù)裂爆破開(kāi)裂寬度應(yīng)當(dāng)達(dá)到5.0mm以上;對(duì)于松軟巖體結(jié)構(gòu),預(yù)裂爆破開(kāi)裂寬度應(yīng)當(dāng)達(dá)到10.0mm以上。在滿足這一基本原則的前提下,預(yù)裂爆破設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)著重關(guān)注如下幾個(gè)方面的問(wèn)題:首先,預(yù)裂縫爆破面的平整度將直接影響爆破設(shè)計(jì)參數(shù)和鉆井參數(shù)的合理性。提示在預(yù)裂爆破施工前必須安排專人對(duì)鉆孔孔口周邊殘留松散石渣進(jìn)行徹底清除,以免石渣落入鉆孔內(nèi)對(duì)裝藥結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響預(yù)裂爆破的最終效果;第二,預(yù)裂爆破工作面上爆破孔標(biāo)記的保留率應(yīng)達(dá)到80.0%以上;第三,預(yù)裂爆破操作過(guò)程中,炮孔直徑建議控制在50.0mm~200.0mm范圍內(nèi),深度較大的鉆孔應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高孔徑參數(shù),炮孔間距也應(yīng)當(dāng)根據(jù)孔徑參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),以8倍~12倍孔徑為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)松軟巖體結(jié)構(gòu),應(yīng)當(dāng)取較大值作為設(shè)計(jì)參數(shù);四,建議將預(yù)裂縫爆破線裝載密度控制在250.0g/m~400.0g/m;第五,充電結(jié)構(gòu)將直接影響預(yù)裂效果。目前,廣泛采用的UAN充電結(jié)構(gòu)將藥卷分段后綁扎于毛竹片上,并將其與爆炸線捆綁固定。分段藥卷間距按照20.0cm~50.0cm控制,同時(shí)于鉆孔底部適當(dāng)增加裝藥量,按照2倍~5倍標(biāo)準(zhǔn)增加線裝藥密度,為了保證孔內(nèi)預(yù)裂效果的平衡。
(1)光面爆破技術(shù)。關(guān)于光面爆破,這里以平滑爆破技術(shù)為例及西寧討論,這種爆破方法是在炸藥爆炸的過(guò)程,在通過(guò)氣隙后產(chǎn)生,可降低深孔的壓力值。另外,有利于減少對(duì)周邊孔壁的破壞。因此,它只能沿著連接幾個(gè)光面的線形成裂縫,并且在需要折疊的一側(cè)破壞巖石。該作用使得通過(guò)孔和孔之間的間隙形成平坦的斷裂表面。目前,光滑爆破有兩種技術(shù)措施:一種是在斜線或輪廓線上打孔,然后在孔中插入一個(gè)小動(dòng)力輥,在這種施工背景下,前期還需要巖層的支持,并且?guī)r層厚度保持在爆破孔間距的1.2倍。爆破后,一半的爆破孔標(biāo)記將留在孔壁上;另一種方法是預(yù)裂爆破。此種爆炸產(chǎn)生的效果,主要體現(xiàn)在可以沿炮眼中心位置形成破裂表面,并且防止地震波在爆破期間的產(chǎn)生。同時(shí),也可以阻止應(yīng)力波對(duì)保留表面巖體的破壞。
(2)等離子爆破技術(shù)。對(duì)于電容器組而言,大量的電能在引爆過(guò)程中只需要其極短的時(shí)間。并且同時(shí)完成將位于封閉口底部的電解質(zhì)的快速升溫,形成高壓電離子和等離子。而這段時(shí)間內(nèi)可以產(chǎn)生高達(dá)200MPa的壓力。在離子的快速膨脹的作用下,達(dá)到爆破的效果。
(3)無(wú)線分段起爆網(wǎng)路技術(shù)。無(wú)線分段起爆網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)應(yīng)用,主要是為了滿足爆破點(diǎn)多,且需要同時(shí)爆炸的作業(yè)要求。由于多點(diǎn)爆炸,實(shí)際上是容易產(chǎn)生很嚴(yán)重的安全隱患的。在無(wú)線分段起爆技術(shù)的支持下,通過(guò)引爆不具有導(dǎo)電性質(zhì)的爆管網(wǎng)絡(luò)。對(duì)爆破孔的內(nèi)外組合效果產(chǎn)生延遲影響。從而達(dá)到爆破效果,且在應(yīng)用前不需要借助儀器設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確度的檢測(cè)。因此,在可以充分有效地保證發(fā)起網(wǎng)絡(luò)傳播的準(zhǔn)確性的條件下,需要通過(guò)側(cè)網(wǎng)絡(luò)傳輸外部網(wǎng)絡(luò)。
(4)電子雷管爆破技術(shù)。這種爆破技術(shù)的應(yīng)用,其主要原理是應(yīng)用微電子定時(shí)電路的特點(diǎn)和功能,達(dá)到爆破延遲的效果。在具體應(yīng)用方面,需要以雷管的拓展序列為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)其進(jìn)行編號(hào),以便有序地完成爆破工作。另外,相鄰雷管的科學(xué)編號(hào),可以起到延遲間隔爆轟的效果??梢匀藶榈卮_定這種擴(kuò)展,并且在雷管過(guò)程期間有效地完成設(shè)置。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō),對(duì)電子雷管來(lái)講,不同的雷管結(jié)構(gòu)中,都有一個(gè)保護(hù)濾波器裝置,可與其內(nèi)部的環(huán)形電路配合應(yīng)用。不但有利于降低安全隱患,也能夠提高爆破的精確度。
(5)光纖及激光起爆系統(tǒng)。這兩種爆破系統(tǒng)在特點(diǎn)上具有一定的復(fù)合性,是由控制環(huán)節(jié)和爆轟環(huán)節(jié)組成的。首先由激光裝置完成控制工作,隨后再完成爆轟工作。這種系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是功能的新穎性較強(qiáng)。且對(duì)于激光資源能夠做到充分有效的利用。從實(shí)際應(yīng)用效果的角度分析,可知其可以提高雷管的引爆能力,并不同避免雜散的電流對(duì)爆震系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響。因此,有效降低了事故引發(fā)的事故概率。另外,這種技術(shù)還能完成激光點(diǎn)火效果,并且通過(guò)連續(xù)燃燒提高資源的利用率和爆破的安全系數(shù)。
(6)中深孔爆破技術(shù)。這種爆破技術(shù),主要適用于中小型礦山的開(kāi)采。其主要有點(diǎn)也在于在節(jié)約成本額基礎(chǔ)上,達(dá)到提高安全系數(shù)的優(yōu)點(diǎn)。另外,通過(guò)對(duì)小型安全平臺(tái)采礦技術(shù)的改進(jìn),提高了淺孔爆破的應(yīng)用效果。但實(shí)際應(yīng)用時(shí),仍然需要注意以下幾方面要點(diǎn)。第一,對(duì)于安全平臺(tái)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),其規(guī)模不適合太大;第二,從后部計(jì)量和前部計(jì)量的排放標(biāo)準(zhǔn)角度,后部應(yīng)當(dāng)大于前部;第三,需要從投擲效果的角度考慮對(duì)爆破效果的優(yōu)化。
(7)精確爆破技術(shù)。以長(zhǎng)江三峽大壩為例,需要使用深孔,預(yù)裂和光滑爆破技術(shù)。該技術(shù)首先在主爆炸區(qū)爆破之前沿設(shè)計(jì)輪廓爆破一定寬度的貫穿裂縫。在緩沖和預(yù)裂紋完成之后,不能傳遞爆破振動(dòng)波,從而可以有效地避免對(duì)斜面的損壞,同時(shí)也使邊坡的安全獲得充分有效的保障。此外,光滑的表面技術(shù)意味著在爆炸后,保留一層保護(hù)層,打開(kāi)一排防爆孔,并采取進(jìn)一步的吹氣措施。在中國(guó),對(duì)于精密爆破技術(shù),其開(kāi)發(fā)速度相對(duì)較快,并已充分應(yīng)用于大壩工程的施工過(guò)程。
通過(guò)分析可知,雖然爆破技術(shù)在采礦業(yè)中廣泛得到應(yīng)用,但從技術(shù)應(yīng)用規(guī)范和效果的角度分析,其還存在許多需要改進(jìn)和優(yōu)化的環(huán)節(jié)和技術(shù)類型,應(yīng)當(dāng)通過(guò)及時(shí)的改進(jìn)和完善,取得更好的爆破作業(yè)效果。