分段装药技术在矿山中深孔爆破中的应用

分段装药技术在矿山中深孔爆破中的应用

摘要：目前，中深孔爆破技术在露天矿山中被广泛应用，同时也日趋成熟。由于开采石料的用途不同对石料粒径的要求也不尽相同，所以大块率的问题就成为一个亟须解决的问题。随着施工竞争的日益激烈，火工品、油料等原料价格的不断上涨。如何通过施工降低生产成本，同时确保安全生产和石料质量，成为一线工程技术人员所面对的难题。

一、大块率的产生及解决方法

大块率产生的主要原因有以下几个方面为了克服底盘抵抗线的阻力，炸药主要集中在炮孔的中、底部，使其沿炮孔轴线方向分布不均匀，孔口就会产生大块（炮孔直径140mm堵孔最少4.5m，孔越深堵孔高度越大，越容易产生大块）。台阶前部的临空面爆破时前部可能整体震落，爆区边缘也可能被震落产生大块。

一般解决大块率的方法有3种办法：一是选取合理的孔网参数；二是选取与作业岩石相匹配的炸药和改变装药结构；三是采用良好的爆破技术适当提高装药的高度。实践表明装药结构是影响大块率的重要因素之一，在以往的爆破工程中装药主要采用药包集中在炮孔下部的模式。这种装药的优点在于施工快捷、单孔装药量少、在对矿石大块率要求相对宽松的条件下其爆破成本较低。综合分析六横项目的实际情况，决定采用分段装药的方式。

二、分段装药技术与微差爆破技术的应用

分段装药是在不改变爆破参数的条件下，通过改变装药结构，使炸药能量能够得以合理分配。避免其过于集中在炮孔下部，从而使中部和上部岩体也能承受炸药爆炸不同程度的直接作用，使炸药能量充分利用，获取更为理想的破碎效果。

分段装药一般将大部分炸药装在梯段爆破阻力最大的地方，孔中不装药部分要选择在抵抗线小的地方或爆炸气体可能沿弱面逸出的地方。装填长度及间隔长度取决于炸药的类型及周围介质的结构和强度。上部装药的作用是解小，其填塞长度不能小于孔边距，间隔段不宜过长，一般为0.5w（w为中间段的抵抗线，且大于4m）。间隔装药中间不装药部分一般用砂、岩粉、黄土等填塞（也可以不填塞，以空气间隔）。

对于分段装药取得良好的破碎办法有很多。为了充分利用爆炸能量，使炸药爆炸能量在炮孔内均匀分布。可以将孔与孔、排与排间隔位置前后左右错开。若有三排孔，可第一排与第三排装填高度相同，第二排可以加大药量或者提升装药高度以取得良好的爆破效果。

将微差爆破技术与分段装药结构联合使用能够大大改善爆破效果和质量。

微差爆破的原理：

1、微差爆破相邻间隔时间为25-50ms，先爆破的孔位为相邻的后续孔增加了自由面，岩石的夹制作用减少，提高了岩石的破碎程度，减少了前冲和后冲作用。

2、各组炮孔产生的应力波相互叠加，加强了爆破效果。

3、各组炮孔爆破后，石块间相互碰撞产生补充破碎并提高

爆破集中度。

所以微差爆破技术也具有减少大块率、降低炸药单耗、降低爆破震动等作用。同时还能减少后冲且爆堆集中便于快速挖运。

浙江公铁六横小郭巨石料开采工程，山体爆破开挖量为300万m3。开挖山体石质为中微风化熔结凝石灰岩和凝灰质砂岩，属于次坚硬岩类。开采的石料主要用途为修筑海堤。

主爆山体石质坚硬，台阶高度大，采用中深孔爆破方式，产生大块比较多，二次解小使成本上升而且对管理带来诸多不安全因素。

以一次爆破作业进行分析，本次爆破方式采用分段装药，每个孔用3发雷管，具体孔位布置及参数设计如下：

·

本次爆破采取分段装药的方式，最大单响药量576kg，后排拉裂距离1.5m，爆区高度下降1m，无飞石。从本次爆破爆堆整齐，根底、大块率很少，石料级配比较好，可以肯定分段装药技术的成果。而且双排孔处粒径比较均匀，拉裂距离大，石料松散，没有根底，效果明显好于单排。

三、分段装药结构的应用条件

尽管分段装药结构有诸多的优点，但是并不是所有的分段爆破作业都能够有效的减少大块率。分段装药结构未能在矿山作业中得到广泛推广，也反映出它有很多的弱点：一是装药结构复杂，费时、费力给爆破程序带来很多麻烦，目前还不适合大范围使用。二是没有确定的装填高度，这些参数掌握不好又会适得其反，带来很多麻烦。

四、结论

综合分析分段装药结构一般运用于下列情况：

1、当设计计算出的炮孔装药量远小于炮孔最大可能装药量时，为了使炸药在孔内沿轴线方向均匀分布。通常采取分段装药结构，以取得较好的爆破效果。

2、当采用大孔径深孔爆破时，计算出的填塞长度超过6m（一般孔深大于15m），通常采用分段装药结构。

3、采用光面爆破方式修筑边坡的时，通常也采用分段装药结构。