爆破效果影響因素分析

陳毅

(承德銅興礦業(yè)有限責(zé)任公司，河北 承德 067250)

引言

眾所周知，爆破是采礦工藝的重要環(huán)節(jié)，爆破效果的好壞對礦山的生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用?！按笈谝豁?，黃金萬兩”就是對爆破作用的最好寫照。爆破后，礦石的損失關(guān)系到礦山資源的流失；礦石的貧化決定了出礦品位的高低；礦石的大塊產(chǎn)出率則直接影響到二次單耗的成本和出礦效率的高低[1-2]。而爆破事故的發(fā)生更會嚴(yán)重地影響礦山生產(chǎn)的正常秩序。因此認(rèn)真深入地探討分析影響爆破效果的因素，并采取相應(yīng)的措施是非常必要的。

1 采礦大孔的設(shè)計

爆破作業(yè)的對象是采礦大孔，因此炮孔的設(shè)計是回采設(shè)計的一個重要步驟，設(shè)計的好壞直接關(guān)系到礦石的回采效果。提高礦石的回收率、降低貧化損失，炮孔設(shè)計是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在設(shè)計中應(yīng)首先加以考慮。對整個采場的爆破方案、爆破順序、炮孔參數(shù)及排面、炮孔的布置等，都要進(jìn)行全面細(xì)致地考慮[3]。在設(shè)計之前，對整個采場要進(jìn)行全面調(diào)查，了解采場的巖性，掌握第一手資料，所以設(shè)計必須在技術(shù)上合理，在施工中可行。

1.1 炮孔的排位設(shè)計

在設(shè)計炮孔排位平面時，首先要考慮爆破空間、爆破順序。在空間允許的情況下，一次盡量多爆，以減少爆破次數(shù)。但要有足夠的爆破空間，爆破空間補(bǔ)償系數(shù)按下式計算[4-6]：

K=(V1+V2)/V2≥1.2

K-爆破空間補(bǔ)償系數(shù)；V1-補(bǔ)償空間；V2-待爆體，即爆破空間不小于20%。

1)拉槽的平面布置

利用切井拉槽只有2.0 m寬的一個自由面，為保證把槽拉好，先布置1～2排孔，把切井?dāng)U成為2.0 m寬、3～4 m長的窄槽；然后沿窄槽的長度方向平行布置炮孔排位，把槽拉到所需寬度；最后布置將槽全部拉開的炮孔排位。

一般來說，拉槽排面應(yīng)盡量寬拉一些，約占礦房寬度的1/3，排距為1.2～1.6 m，排位采取多次換向，以保證拉槽的爆破效果。

2)正排炮孔的平面布置

正排炮孔的平面布置要進(jìn)行總體考慮。炮孔的方向要盡量垂直礦體走向，不垂直礦體走向時可加束狀扭轉(zhuǎn)方向，使礦體排位垂直礦體走向。這樣布置有利于崩礦，防止落茬。

在布置排位時還要考慮上下分層關(guān)系，考慮給點(diǎn)誤差和施工誤差可能產(chǎn)生的后果。有時可能將下一分層的孔底破壞；有時可能將上一分層的底板破壞，造成掉底，使下次爆破不好裝藥。所以在設(shè)計中上一分層的回采要超前下一分層一排為好。一般正排排距為1.8 m。

此外，根據(jù)劃分的爆破順序和爆破步距，每個爆破步距的前排后1.0～1.2 m處設(shè)計加強(qiáng)排，以增加裝藥量，保證前排孔有足夠的能量崩動前面3.0 m的抵抗線的礦石。這樣即使上次爆破有少量的落茬，或前排有個別炮孔被破壞，也可以保證崩下而不至于再加孔。爆破步距的最末一排炮孔也應(yīng)加密，這樣爆后空區(qū)邊緣較整齊，有利于下次崩礦。爆破步距的首排與末排間距加大到3.0 m，裝藥時末排孔口充填3.0 m，這樣可以保護(hù)巷道尾線，減少爆破噴毛壓住后排炮孔，從而減少下次爆破的準(zhǔn)備工作量。

1.2 炮孔設(shè)計

我礦采用大密集系數(shù)布孔，根據(jù)礦石的可爆性，不同類型的礦石選用不同的爆破參數(shù)。針對難崩礦石，適當(dāng)增加一次爆破藥量，可取得較好的爆破效果。

1)拉槽孔的布置

采場的拉槽，初始空間小，夾制性大，較難崩好。在設(shè)計炮孔時，不能局限于孔底距和炸藥單耗的限制，應(yīng)將炮孔密集系數(shù)控制在1～1.8，一次單耗提高到0.6～0.7 kg/t，用加大一次炸藥量來保證爆破效果。這樣一次炸藥略偏高，但崩礦量少，大塊產(chǎn)出率可降到5%左右，二次單耗明顯下降，提高了生產(chǎn)能力。對于韌性大、難崩礦石，初始拉槽炮孔設(shè)計成垂直平行孔，拉槽效果更為理想，形成的空區(qū)槽整齊且礦石塊度小。

2)正排炮孔的布置

正排炮孔布置孔底距一般為3.2～3.4 m，采用三角形交錯布置法，即前后排交錯布置形成三角形，并嚴(yán)格控制邊角孔，以保證爆破效果。三角形布置法可充分利用炸藥的能量，有效地破碎礦石，減少大塊產(chǎn)出率。

3)礦體邊部和突出部位的炮孔布置

對于礦體趨于尖滅的邊緣地帶和礦體的突出部位，在平面上可以布置束狀孔，這樣在采準(zhǔn)時可以節(jié)省工程，也可減少損失貧化。束狀孔的炮孔布置采用平面投影法，將各排的炮孔孔底投影到平面上，使炮孔布置合理。如果不利用平面投影法布置，往往會造成炮孔布置過密，既造成炮孔浪費(fèi)，又給施工帶來困難。

4)特殊地帶的炮孔布置

對于特殊地點(diǎn)，炮孔可以采取特殊的布置手段。在分段錯位布置切井時，有時排位在地井處，即所需打眼處沒有底板，如把排位錯過井，抵抗線增大，有可能崩不下來，這時可以正常布置，在設(shè)計說明中要求，可以把大桿橫支，達(dá)到設(shè)計要求。有時遇到礦體邊部傾角很大，上大下小，在這種情況下，可以在設(shè)計中有意將排面傾斜，一般不超過10°，使炮孔沿礦體邊界打至上一分層。

5)窄礦體和薄礦體的炮孔布置

對于窄礦體，情況類似拉槽，可按拉槽孔參數(shù)布孔。在礦體較薄、礦石較硬時，若采用大密集系數(shù)布孔，由于炮孔淺，孔底距大，裝藥量小，當(dāng)炸藥在孔內(nèi)爆炸時，每孔在孔口處產(chǎn)生爆破漏斗，礦石不能沿礦體邊界崩落。所以對于薄礦體不宜采用大密集系數(shù)布孔，應(yīng)適當(dāng)控制孔底距。

此外在采用分段鑿巖爆破時，上下分層炮孔圖單獨(dú)設(shè)計情況下，要查準(zhǔn)上下分層標(biāo)高，并考慮下分層炮孔與上分層炮孔的銜接問題。忽視這一點(diǎn)，往往造成上下分層炮孔交叉或局部產(chǎn)生沒有炮孔的死角。

2 采礦大孔的施工

有了合理的設(shè)計，對于施工管理也不能放松。由于打眼機(jī)工的水平不同，所打的炮孔難免出現(xiàn)錯誤，與設(shè)計不符，關(guān)鍵的炮孔甚至影響整個采場的爆破。所以經(jīng)常深入現(xiàn)場，檢查炮孔的施工質(zhì)量，及時糾正錯誤也是一項(xiàng)重要工作。因此嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)，也是降低損失貧化、減少大塊產(chǎn)出率的一個有效方法。

2.1 施工中易出現(xiàn)的錯誤

1)機(jī)器中心

機(jī)器中心是根據(jù)設(shè)計需要確定的，現(xiàn)場施工必須按設(shè)計中心施工，否則有的炮孔就會打出礦體邊界線，造成貧化，有的打不到礦體邊界造成損失。特別是拉槽孔不按設(shè)計中心施工，就會造成該打眼的地方?jīng)]打眼，不該打眼的地方打了眼，其后果可能造成槽拉不開，也可能破壞其他孔，所以在施工中嚴(yán)格掌握機(jī)器中心具有重要意義。

2)機(jī)高

機(jī)高也是炮孔設(shè)計的參數(shù)之一。一般鑿巷打上向扇形孔時機(jī)高1.6 m，在耙道打上向孔時1.4 m，下向孔機(jī)高1.0 m，使用機(jī)臺木打平孔機(jī)高0.6 m。在施工過程中，鑿眼機(jī)工有時為了省力，打大角度孔時把機(jī)器起高，打小角度孔時又把機(jī)器落低，這樣一起一落，孔底距就發(fā)生了變化，尤其60°以下的孔更明顯。前一個孔機(jī)高很高，后一個孔機(jī)高很低，原為3.4 m的孔底距就可能變?yōu)?.4 m，這也是產(chǎn)生大塊的原因之一。

3)方向

設(shè)計的排面一般都是互相平行的，不平行的地方經(jīng)扭轉(zhuǎn)后也都是互相平行的。在施工中掌握排面的平行很關(guān)鍵，束狀孔要掌握與設(shè)計方向平行，特別是孔較深時，排面不平行造成的后果更為嚴(yán)重，有時后排的孔底超過前排的孔底。炮孔施工方向達(dá)不到設(shè)計要求，是產(chǎn)生大塊的主要原因之一。

造成炮孔排面不平行的原因有兩個：一是測量給點(diǎn)的誤差；二是施工誤差。發(fā)現(xiàn)給點(diǎn)誤差要及時糾正。施工中盡量保證對點(diǎn)施工，由于某些原因?qū)Σ簧宵c(diǎn)，也要保持與點(diǎn)的方向平行，否則就會造成前后排交叉。爆破時如果前后排不同段，前排就會帶響后排，達(dá)不到預(yù)期效果，大塊產(chǎn)出率增加。所以開孔時，必須放平機(jī)器、找正，對點(diǎn)施工。

2.2 采礦大孔設(shè)計與施工的矛盾

采礦大孔設(shè)計與施工的矛盾，突出體現(xiàn)在束狀孔上，因此束狀孔上發(fā)生的錯誤遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于正排。設(shè)計束狀點(diǎn)排位，是以中心點(diǎn)作放射排位，但在施工中使用大桿時，每排孔的中心都不在一個點(diǎn)上，炮孔方向在小圓的切線方向上。要保證所打炮孔與設(shè)計方向一致，在管理上比較麻煩，也容易打錯。對大桿沒有支到中心點(diǎn)時，就更難掌握，如對點(diǎn)打，就會有的孔打入廢石、有的孔打不到礦體邊界，造成損失貧化。

為此在設(shè)計束狀孔時，把原來的一個中心改為兩個中心，這樣既便于管理，又能提高炮孔質(zhì)量。但要求施工單位把大桿支到中心點(diǎn)上，施工時可以對點(diǎn)打。設(shè)計中要說明機(jī)器在大桿的哪邊打。這樣設(shè)計也有誤差，但比原設(shè)計方法小的多，且容易施工。

影響炮孔質(zhì)量的因素很多，但主要的是人，沒有對產(chǎn)品質(zhì)量有高度認(rèn)識的人，就打不出高質(zhì)量的炮孔。另外，作業(yè)條件、使用設(shè)備等也影響炮孔的質(zhì)量。

3 爆破作業(yè)管理

當(dāng)采礦大孔施工完畢，爆破作業(yè)成為影響爆破效果的又一因素。其中以不嚴(yán)格執(zhí)行爆破設(shè)計技術(shù)要求和裝藥質(zhì)量差等人為因素為主。由于一些工區(qū)和新工人參加爆破次數(shù)少，不了解爆破知識，不能嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)要求，以至達(dá)不到預(yù)期的爆破效果；而另一些老工人，他們經(jīng)驗(yàn)豐富，但質(zhì)量觀念不強(qiáng)，裝藥不到位，或孔內(nèi)出現(xiàn)空位，對質(zhì)檢、技術(shù)人員蒙混欺騙，導(dǎo)致礦石損失或大塊率高產(chǎn)。

針對上述人為因素，必須強(qiáng)化管理措施。一是對職工加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)和思想教育，使他們了解爆破知識，提高質(zhì)量觀念；二是技術(shù)交底要做到全面、詳細(xì)，保證爆破人員對爆破有足夠的了解；三是要加強(qiáng)質(zhì)檢工作，嚴(yán)把裝藥質(zhì)量關(guān)，消除一切不符合技術(shù)要求的因素。

4 結(jié)論

影響爆破效果的因素很多，除上述幾個方面外，還有炮孔驗(yàn)收、爆破網(wǎng)路合理選擇等。要想提高爆破效果，必須抓好每一個環(huán)節(jié)的工作。

[1] 陶頌霖. 鑿巖爆破[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社,1986.

[2] 采礦手冊編輯委員會. 采礦手冊第二卷[M]. 北京： 冶金工業(yè)出版社,1990.

[3] 龔德林. 壽王墳銅礦深孔采礦的選優(yōu)和經(jīng)濟(jì)效益[J]. 有色金屬：礦山部分,1986,38(2)：4-5.

[4] 寧恩漸. 采掘機(jī)械[M]. 北京： 冶金工業(yè)出版社,1991.

[5] 朱嘉安. 采掘機(jī)械和運(yùn)輸[M]. 北京： 冶金工業(yè)出版社,1992.

[6] 于亞倫. 工程爆破理論與技術(shù)[M]. 北京： 冶金工業(yè)出版社,2008.