露天矿山开采中深孔爆破技术应用

浅析露天矿山开采中深孔爆破技术的应用摘要：文中从露天采石场开采现状入手介绍了中深孔爆破技术原理、使用优点，分析当前矿山实际应用该技术中遇到的问题和解决的办法，列举了如何提高中深孔爆破技术采取的办法。

关键词：露天采石场；中深孔爆破技术；应用

我市石灰岩资源丰富，区内拥有众多的露天采石场矿山。矿山普遍存在问题是整体规模小、设备简陋，由于爆破技术采用浅孔爆破，采场常见形成“一面墙”、“伞檐”，给后期的爆破、铲装等工作构成了严重的威胁，极易引发高处坠落、坍塌、山体滑坡等事故。采用中深孔爆破技术是目前国内露天采石场广泛采用的主要爆破方式，其技术较先进、实用,其钻孔和爆破作业都是自上而下依次在台阶上进行，具有机械化程度高，一次爆落矿量大，大块率低，爆破成本低，生产效率高，施工进度快，采矿作业条件安全，工作环境好，爆破时对开采边坡和周边环境的影响小等优点。因此我市有关部门对采石场推荐扩大使用以中深孔爆破技术为主，淘汰落后的浅眼爆破和抽底式爆破方法。

一、露天矿山的中深孔爆破技术

中深孔爆破法是介于浅孔爆破与深孔爆破之间，一般炮孔直径50-110mm，孔深5-20m。它的应用建立是采矿必须遵循自上而下的开采顺序，凿岩爆破运输必须分台阶组织生产，在平台上铲装运输矿石。

1、采石场中深孔爆破技术的基本参数：

（1）孔径d：采用轻型支架式潜孔钻机或牙轮钻，其一般孔径在75-110mm；

（2）孔深l：一般为12-15m；

（3）炮孔排数：一般取2-6排，视平台宽度定；

（4）孔距a：a=mw, m取1-8不等, a经验取值3-7m；

（5）排距b：以三角形或梅花形布置， b=(0.9-0.95)w，经验值3-4m左右；

（6）底盘抵抗线w：其大小与各参数有关，经验公式：

w=0.024d+0.85；

（7）超钻深度l’:(0.15～0.35)w；

（8）填塞长度l2：一般经验公式l2=(15～30)d；

（9）炸药单位耗量q：按工业普通硝铵炸药，取(0.15～

0.6)kg/m3，根据岩石软硬强度等取不同值。

（10）炮孔装药量：采取连续装药方式，公式：

q=kqv=qawh(kg)，多排炮前排不用k，k为后排系数取1.1-1.2，h 为台阶高度10-20m。

以上参数应根据在实际运用过程中作适当调整，以达到理想的爆破效果。某采石场中深孔爆破采矿设计图（图1、2）。

2、中深孔爆破起爆方式及网路

采用非电导爆管系统、毫秒微差非电雷管、起爆器引爆。推荐使用新型导爆管发射四通多闭合起爆网路。传统起爆网路在外界影响下传爆性能表现欠佳，而该网路与传统起爆网路有所不同，具有以下优点：(1)整个起爆网路呈网格状多通道，传爆方向四通八达，个别雷管或导爆管的缺陷不影响整个起爆网路的准爆性;(2)对于

每个雷管至少有两个方向传递爆轰波，起到双保险作用，可取代或减少复式导爆管起爆网路形式，节省起爆器件;(3)整个起爆网路中只要有一个结点被击发，即可使整个网路引爆;(4)网路联接操作简单，便于检查；(5)起爆雷管不受限制，可以把封闭的网路无限扩展然后单点或多点击发，以起爆整个网路。起爆网路见图3。

3露天中深孔爆破与浅眼爆破、其它爆破方法相比具有的优点：（1）生产人员站在平台上，采矿作业条件安全，工作环境好。

（2）中深孔爆破对大、中型机械设备的采用，尤其是潜孔钻机、小型牙轮钻机、勾机、翻斗汽车配套使用，大幅提高了开采能力和产量。

（3）中深孔爆破利用多排微差爆破，一次爆破量大，飞石少，减少爆破次数和时间，提高采场设备作业利用率10-15%，减少爆破器材来往次数配送管理方便。改善岩石破碎质量，大块率有效控制在8%以下，比单排爆减少40%左右，爆堆料石破碎均匀、集中；同

时还能明显降低爆破噪音、冲击波等有害因素。综合效益明显。

（4) 中深孔爆破可以控制爆堆的塌散方向、范围、爆堆高度和松散程度保证机械安全作业并提高挖装效率。同时还能减少平台上根底，保证装运平顺。

（5）中深孔爆破容易取得爆破设计参数数据，能大幅提高钻孔的延米爆破量，降低单位采石成本，提高经济效益。

二、当前露天矿山中深孔爆破技术的应用

1、浅眼爆破到中深孔爆破的过渡

我市采石场现状是矿山多数处在地势较陡、高差较大的山坡，如现阶段用正规的自上而下台阶式开采前期前期需要较大的资金投入，对小企业一时难以负担及实行，而全部淘汰小矿山又不太现实。基于这种状况，根据部分采石场实际情况，将现有落后的抽底式爆破过渡到浅孔排炮安全小平台开采方法。即开采坡面从上到下分成若干小台阶，依次用浅孔孔排炮将台阶岩石爆破崩落至采场底部，车辆到底部平台装载矿石，在开采坡面上形成一个小平台。此类方法理论外延即为中深孔爆破，其相对资金投入少、方法简单易行，生产凿岩和爆破效率较高，也能有效避开上方有悬顶浮石等，人员在小平台上作业环境相对比较安全。

2、露天中深孔爆破的几个施工问题

①露天山体爆破时有时因钻孔平台平整度等条件较差，从而影响布置炮眼孔排距、钻孔质量以及装载运输效果。②生产中钻机打

倾斜孔比打垂直孔难度要大，凿岩人员只凭经验一般打出80-90°，很难按理论上的倾斜炮孔打。③易形成岩墙、岩帽：因爆破器材或起爆网络出现问题使前排无法正常起爆，后排容易产生岩墙、岩帽；或因个别孔深达不到设计要求，边孔控制不好，个别排孔不在同一平面上及高度不同，致使形成岩墙、岩帽。这些有待于采矿中总结和完善。

3、如何提高露天中深孔爆破控制技术

在露天中深孔爆破技术实际应用中，主要面临问题是 (1)安全方面。产生飞炮、冲击波、地震波等;(2)大块率较高、粉矿多、根底大或平台松散、后冲现象等;(3)单位爆破成本高，单耗药量大等。因此，提高露天采石场中深孔爆破控制技术是生产中最重要组成部分，也是技术含量较高的部分，可以通过以下途径来实现解决：

①首先根据该次爆破参数、规模等计算出爆破地震波、冲击波、飞石等安全距离，并根据周边环境和被保护物情况采取防护措施，适当调整炸药单耗、一次最大爆破药量、传爆方向等，计算结果和防护措施必须符合国家安全规程规定。

②充分利用比较成熟其它爆破技术，如空气间隔装药爆破技术，其爆破横波能量分配得增强，纵波能量降低，减少飞石和单耗药量，破碎更均匀，粉矿减少，提高成块率。采用多段微差、“v”型起爆顺序等技术手段，使爆破能量充分释放加强碰撞和挤压在岩块间传递，提高破碎质量，减少爆堆宽度，降低爆破振动。