影响露天矿山中深孔爆破成本因素及降低爆破成本的措施分析

影响露天矿山中深孔爆破成本因素及降低爆破成本的措施分析

左济华

（西南科技大学环境与资源学院采矿0802班20081098 四川绵阳）

摘要：从露天矿山中深孔爆破设计的需要，来确定合适的爆破参数等方面入手降低爆破成本的措施分析。借助于所学的理论和现有的参考资料，对降低爆破成本的措施分析。

关键词：中深孔爆破、爆破参数、爆破成本

Abstract:from the open pit mine blasting design to determine the suitable blasting parameters and other aspects of reducing blasting cost measure analysis .With the help of the theory and the existing reference data ,to reduce blasting cost measure analysis.

Key word: medium and deep hole blasting blasting parameters blasting cost

前言：在露天开采总成本中，爆破工程的成本不仅在总成本中占有重要位置，而且还将直接或间接的影响采矿生产各个工艺环节；爆破工作的好坏，在很大程度上决定着露天矿的生产、安全和工作质量。中深孔控制爆破技术在改善矿岩破碎质量，减少爆破危害，以及实现机械化作业和快速施工，提高挖、装、运效率等方面有着显著的优势，是现代爆破工程中应用最多的岩土控制爆破技术之一，已在我国很多的工程中得到广泛应用。但是很多工程在运用中深孔爆破的时候，其中因为出现了不少的浪费的地方，从而增加了成本。本文从中深孔爆破设计参数方面入手确定最优参数，继而采取降低爆破成本的措施，减少爆破成本，增加爆破经济收益。

一、露天矿山中深孔爆破成本因素

1、钻孔直径

钻孔直径的选择受矿岩特性、要求破碎程度、台阶高度的影响，继而影响每爆13

m钻孔费用。

当钻孔直径较小时，平均单耗可以比较低，但是钻孔和起爆的费用通常比较高，而且装药、填塞炮孔和连线作业耗时且劳动强度大。如果孔径他太小，这些缺点与较低爆破能量单耗的优点相比，将是弊大于利。如果孔径太大，炮孔排列相应增大，将导致岩石破碎不良，特别是有宽间距张开节理的岩石里的爆破更是会这样的。

2、垂直孔和倾斜孔

我国爆破绝大多数都是钻凿垂直孔，但是倾斜孔与垂直孔爆破比较，倾斜孔爆破通常可提高岩石的破碎度和爆堆的松散度；可十分有效地消除过大的前排孔的底盘抵抗线；可减少台阶面以下的岩石破坏以及台阶以下的凿岩难度；留下光滑完整的新工作面。

图1垂直孔图2 倾斜孔当炮孔与垂直面的角度由0o增至30o时，可减少高压气体沿前排孔药包的顶部过早的遗漏到大气中，前排孔的底部可快速移动，从而取得较好的爆破效果。

通过比较可以看出倾斜孔爆破比垂直孔爆破节约了许多成本。

3、钻孔的精度

钻孔的精度在中深孔爆破中对爆破效果有着较大的影响。根据我国钻机操作水平，一般能控制在钻孔偏差在3%以内。有的钻孔因钻孔偏差太大，使爆破效果难以控制，从而可能使整个爆破失败，达不到预期的效果，最终提高了爆破成本。

利用经验法可以推出钻孔的精度在一定的范围里越高，爆破的成本将越低；钻孔偏斜率越大钻孔爆破的成本就越大。

4、布孔形式

中深孔爆破的常用布孔形式有方形、长方形和梅花形布孔的凿岩方案。从长期的实践经验来看。交错排列的梅花形布孔形式具有更好的爆破效果越来越明显；梅花形布孔形式的起爆顺序和起爆方向的可变度都比较高。

图3方形和长方形布孔图4梅花形布孔

在爆破坚硬的岩石的时候，采用交错排列的布孔方案，它的优点就显得比较明显；在爆破软弱的岩石时，采用方形布孔和长方形布孔也能比较容易的获得比较好的爆破效果。

5、抵抗线、孔距和排距

在爆破设计中，一般取抵抗线等于排距，如果在保证较好的爆破效果的

前提下，适当的增加排距或者抵抗线的长度，这样会大大的降低单位体积岩石的穿爆费用，对整个爆破的成本也会大大的降低。

如果要在坚硬的整体岩层或者块状岩层爆破中获得较好的爆破效果，孔距和排距就应当适当的调小一点。当岩石的破碎好坏不是很重要的时候，或者再爆破有严重的裂隙的岩层时，采用比较大的孔网，钻大直径孔，也能得到预期的爆破效果。

图5抵抗线、排拒炮孔图

总之，通过长期的实践经验数据可知：在已定的一组爆破参数条件下，设置一个最优的抵抗线可使适度的破碎和松动的岩石的体积最大，而且底部岩石的破碎和松动也会令人满意。设置的最优抵抗线应该是能保证气体在进入空气之前，已消耗完其大部分的能量。

6、炮孔堵塞

炮孔堵塞效果的好坏直接影响到了内保持整个爆破过程的效果好坏。炮孔填塞效果好就可以在较长时间内在炮孔内保持较高的气体压力。利用较长的填塞柱和良好的堵塞质量来获得较好的填塞效果，便可提高药包的有效做功量。这样便

可增大孔网从而减少凿岩爆破费用达到同样的爆破效果，而且不会增加爆破后的各种工序作业的综合费用。

对炮孔堵塞材料来说，通常认为比较粗的菱形碎石要比比较细的钻屑的效果好。但是钻屑的应用比较广泛，因为钻屑的应用方便，钻屑的堆放位置最优，其他任何材料都需要运送至炮孔。在许多的露天矿山中，工作人员综合考虑各方面的因素，在一般情况下经济效益不是很明显的时候，通常仍用钻屑作堵塞材料。

最优的堵塞长度是随着岩石实际强度的减少而增加。如果岩石的裂隙比较密，可以采用比较长的堵塞，只要药包有足够的能量爆下台阶面下部的岩石，堵塞段附近的岩石实际上可在自身重力的作用下塌落。塌落的岩石在塌落期间所受的力可使岩石获得满意的破碎效果。

7、装药结构

中深孔爆破常用的装药结构有连续装药、分段装药和不耦合装药。连续装药因为容易施工作业，而广泛应用于很多的爆破中。当台阶高度小于60倍孔径时，药包长度小于40倍钻孔直径时采用连续装药；当台阶高度大于60倍孔径时，采用分段装药和不耦合装药不但能保证爆破的效果，而且还能大大的降低爆破成本。

通过大量的试验证明在爆破工程中使用的分段装药，在保证相同的爆破装药效果时，可以减少炸药的使用量，减少了爆破成本，从而取得了不少的经济效益。不耦合装药又称为空气间隔装药，采用不耦合装药爆破，也能减少爆破装药量，很好地控制起爆，在达到爆破要求的效果下，降低了大块率，远区地震强度也大大的降低了，从而提高了边坡稳定性。

8、单位炸药消耗量

爆破单位矿石所需要的炸药量称为单位炸药消耗量，单位炸药消耗量是影响爆破质量和爆破成本的重要技术经济指标。在实际的中深孔爆破工程中，单位炸药消耗量设置的是否合理直接影响到了爆破的效果和爆破的成本。所以设置一个最优的单位炸药消耗量是保证爆破效果的前提下，节约爆破成本。

9、大块率

大块率是指每循环崩落矿石中大块矿石所占的比例。大块率是衡量爆破效果的一个重要的指标。大块率与每米炮孔崩矿量或者单位炸药消耗量是相互矛盾

的。一般而言，孔网参数越大，每米炮孔崩矿量就越大，而大块率就越高，反之每米炮孔崩矿量就越小，而大块率就越低。过高的大块率增加了二次破碎的成本，从而使整个爆破的成本增加。

二、降低爆破成本的措施

1、合理设置钻孔的直径

药包的直径随着孔径的直径的增加而增加，从而可以使炸药具有比较高的爆速，而且还可以获得比较高而又可靠的改善岩石的破碎的能量效率。当岩石破碎度保持不变，增加孔径就一定会提高炸药的爆炸能量单耗。对块体岩石提高的爆炸能量单耗较大；而裂隙发育的岩石比较小，完整岩石要求的爆炸能量单耗的增量在前两者的范围之内。如果岩石破碎程度要求较低时，用比较大的钻孔直径可以取得比较的经济效益。

总之，在达到要求的爆破效果的前提下，根据矿石的岩性合理的设置钻孔的直径，是爆破的成本降低。

2、加大力度使用倾斜孔

在技术条件能达到钻倾斜孔的时候，应该尽量钻倾斜孔。加大使用倾斜孔的爆破工程使用量。从前的介绍我们已经可以知道，在获得相同的爆破效果，使用倾斜孔爆破比使用垂直孔爆破节约了大量的成本。

3、提高钻孔精度

加大工人的培训，努力提高工人的操作水平。根据矿山使用钻机和工人操作的情况，尽量减少个人失控钻孔，直至没有。经过精细的培训后，使工人的钻孔精度大大提高，减少不要的孔的数量，减少了钻孔的成本。使钻孔的精度达到合理的范围内，有利于爆破的控制，减少甚至避免爆破产生的安全事故。最终达到使整个爆破工程的成本降低。

4、合理设置布孔的形式

在爆破设计的时候，应该多考虑使用交错排列的梅花形布孔，提高爆破效果。综合多方面的因素，在确定爆破的费用最低的条件下在比较方形、长方形和梅花形布孔的优势后，合理设置布孔的形式。

5、合理设置抵抗线、孔距和排距

在爆破设计的时候，应尽量根据岩石的坚硬性、倾斜度和整体性，合理的设置抵抗线、孔距和排距，在获得较好的爆破效果的前期下，减少炸药的使用量，增大了炸药的爆破效率。使爆破的成本降低，增大了经济效益。

6、提高炮孔堵塞的质量

提高炮孔堵塞的质量，有利于获得较好的爆破效果，较少爆破能量损失，提高了药包的做功有效率。炮孔堵塞的时候，在使用各种堵塞材料费用相近的前提下，尽量使用较粗的菱形碎石，提高炮孔堵塞的质量。

7、设计最优的装药结构

中深孔爆破常用的三种装药结构有连续装药、分段装药和不耦合装药。在满足设计要求的前提下，设计最优的装药结构以减少爆破的成本。在矿上中大多数爆破都使用分段装药和不耦合装药，这两种装药结构不但能获得较好的爆破效果，而且能大大较少爆破的成本。

8、提高单位炸药消耗量

提高单位炸药消耗量是减低爆破成本的一个重要的措施。在矿山爆破中，经过试验测试出较好的单位炸药消耗量，再运用于爆破中，对整个爆破成本肯定会有所减少。

9、减少大块率的产生

减少大块率的产生，是减少了二次破碎的成本，从而使整个爆破的成本减少。减少大块率的产生，有利于减少爆破后的其他工序，从而使矿山的经济效益有所提高。

10、有效预防和控制事故，减少爆破成本

露天矿山中深孔爆破技术必须分台阶自上而下开采，使用潜孔钻穿凿炮孔，并实行多排多孔控制爆破。因此，露天矿山实行中深孔爆破，解决了露天矿山不分台阶开采和浅孔爆破两大问题，有效预防和控制事故，能够整体改变矿山安全生产状况。为矿山提高了更多的经济效益，减少了爆破的成本。

有效预防和控制事故，促进矿山安全生产形势稳定好转起着至关重要的作用。露天矿山事故，多数是因不分台阶开采而造成高处坠落、坍塌、浮石打击和爆破飞石等事故。中深孔爆破开采技术，改变了传统的开采方式和爆破方法，实现分台阶开采和多孔微差爆破，预防因不分台阶开采和浅孔爆破造成的事故。目

前，已经推行中深孔爆破开采技术的地方，露天矿山安全事故都有不同程度的下降。实践证明，推行露天矿山中深孔爆破技术，对于预防和控制事故，促进矿山安全形势好转，降低了爆破的成本。

总之，降低爆破成本的主要措施：是在中深孔爆破设计时，合理的设计各种爆破参数，使各种的参数的设计值尽量达到最优；有效预防和控制事故，减少爆破成本。

参考文献:

【1】韦爱勇控制爆破技术.电子科技大学出版社,2009.

( Wei Aiyong controlled blasting techniques University Press, 2009.) 【2】王玉杰.爆破工程.武汉理工大学出版社, 2010.

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（Zheng Bingxu. Construction engineering blasting. Metallurgical Industry Press, 2005-10-1）

【4】田新邦爆破工程课件，2011.

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