爆破技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用探析

黃偉

摘要：爆破采礦技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，可以有效提高采礦的效率，減少工作人員的工作壓力，推動采礦行業(yè)的發(fā)展。同時，為了保證采礦的安全進(jìn)行，要對爆破采礦技術(shù)可能引發(fā)的安全隱患進(jìn)行細(xì)致分析，并采取必要的預(yù)防措施，提高爆破采礦的安全性和可靠性，為各行各業(yè)提供充足的礦產(chǎn)資源，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：采礦工程；爆破技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：D922 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、爆破技術(shù)的概述及原理

爆破作為一門科學(xué)技術(shù)應(yīng)用很廣，最常見的是在采礦開山，修鐵路、公路用鉆爆法來開掘隧道。它是利用炸藥爆炸產(chǎn)生的巨大能量破壞某種物體的原結(jié)構(gòu)。特別是石方開挖、礦山開采等工程中尤為不可缺。目前，我國常用的爆破采礦技術(shù)中應(yīng)用的炸藥有硝銨類炸藥、硝化甘油炸藥、水膠炸藥等，其中硝銨類炸藥的應(yīng)用最為廣泛。常用的起爆器材有電雷管、導(dǎo)爆索、導(dǎo)爆管等。

爆破采礦技術(shù)的基本原理為：炸藥在外力的作用下發(fā)生爆炸，同時釋放出大量熱量并形成高熱氣體，利用炸藥爆炸時產(chǎn)生的沖擊力擊破礦石。由于炸藥爆炸時很容易造成安全事故，所以必須按照爆破的技術(shù)操作規(guī)范進(jìn)行，并采取相應(yīng)的安全防護(hù)措施。

二、爆破采礦技術(shù)中存在的安全隱患

1、地震

在一般情況下，位于地下深處或者是具有特殊地質(zhì)條件的才會使用爆破采礦技術(shù)。所以在爆破中選擇的位置不當(dāng)可能會造成巖層結(jié)構(gòu)破壞，嚴(yán)重的會造成地質(zhì)災(zāi)害。

2、飛石

飛石可以說是在采礦中最危險的原因，在炸藥爆炸沖擊力的影響下，飛石的動能也是巨大的，可以說就像子彈一樣，而且在爆破中產(chǎn)生的飛石是很多的，方向也是不確定的，嚴(yán)重的威脅工作人員的生命，必須要有嚴(yán)格的防護(hù)措施。

3、沖擊波

炸藥爆炸的一瞬間釋放的能量是極為巨大的，在相對狹小的礦井環(huán)境中，會產(chǎn)生巨大的沖擊波，如果沒有采取必要的防護(hù)措施，可能造成設(shè)備的損壞和人員的受傷。

4、噪音

噪音是爆破施工不可避免的問題，但相對而言也是威脅最小的問題。一般情況下，采礦作業(yè)都在人跡罕至的野外環(huán)境中，噪音可以造成的影響微乎其微，采礦人員只需要做好自身的防護(hù)工作，就可以完全避免噪音的危害。

三、爆破采礦技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

1、無限分段起爆網(wǎng)路技術(shù)

在爆破采礦技術(shù)的應(yīng)用中，經(jīng)常出現(xiàn)多個爆破點同時保證的現(xiàn)象。為消除礦山開采工作的隱患，現(xiàn)代爆破采礦技術(shù)普遍采用無限分段起爆網(wǎng)路技術(shù)，即將非電導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)路起爆，并呈現(xiàn)炮孔內(nèi)外結(jié)合延時。由于無限分段起爆網(wǎng)路技術(shù)起爆前無法使用儀器設(shè)備檢查，所以為確保起爆網(wǎng)路傳播的準(zhǔn)確性，孔外要采用連側(cè)網(wǎng)路傳導(dǎo)。

2、等離子爆破技術(shù)

等離子爆破技術(shù)屬于新型的高端爆破技術(shù)，其基本操作十分簡單：首先，在巖體上開出一個孔洞，向孔洞內(nèi)部注入電解液，將一個可以重復(fù)利用的電極插入孔中。然后，通過電容器發(fā)出的脈沖功率，將電解液轉(zhuǎn)換為高溫高壓的等離子火焰，對巖石進(jìn)行爆破。這種爆破技術(shù)在實際運用中，有兩種模式：其一，將設(shè)備放置在可以移動的二次碎石車上，對爆破后體積較大的石塊進(jìn)行二次爆破，主要用于地下礦和露天礦。其二，可以用來進(jìn)行連續(xù)開采硬巖的爆破。例如，在對礦井通道進(jìn)行清理時，可以使用攜帶爆破設(shè)備的礦車，沿礦道進(jìn)行逐步清理，避免石塊體積過大影響正常運輸。

3、堵塞爆破技術(shù)

堵塞爆破技術(shù)在采礦的爆破中發(fā)展和運用的時間較長，傳統(tǒng)的堵塞物質(zhì)都是巖石的粉末和砂土，主要目的就單純是為了堵塞炮孔，在爆破的效果和質(zhì)量的提升上沒有起到明顯的作用。結(jié)合相應(yīng)的研究和實驗表明，將堵塞物質(zhì)換成為水，不僅能夠提升爆破的質(zhì)量和效果，還能夠降低爆破的成本。在對該技術(shù)進(jìn)行運用時，要對水炮孔的實際情況進(jìn)行勘察和研究，如果出現(xiàn)了封堵現(xiàn)象，可以將經(jīng)過防水處理過的炸藥包放到爆孔中，將里面的的水?dāng)D壓出來，讓炸藥包和炮孔壁保持緊密的貼合，而如果炮孔中沒有出現(xiàn)封堵，可以將防水炸藥包放入到炮孔內(nèi)，在向炮孔中注如水，直到合適的堵塞位置，例如，在對挖爆破孔的時候，可能出現(xiàn)較大的空隙，這樣會影響爆破的質(zhì)量，在這種情況下就可以使用堵塞爆破技術(shù)，用水對空隙進(jìn)行堵塞，提高爆破效果。

4、水膠炸藥爆破技術(shù)

目前我國采礦行業(yè)使用的炸藥，一般都是錢油炸藥，憑借其低廉的價格和良好的性能獲得了廣泛的應(yīng)用。但是，錢油炸藥在爆炸時，具有極高的可燃性，可能引燃爆炸產(chǎn)生的粉塵，造成安全事故，尤其是對于硫含量較高的礦床進(jìn)行開采時，引燃的機(jī)率更大。因此，需要對其進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，降低炸藥的相對引燃性。使用水膠炸藥，可以滿足這一要求，避免二次爆燃事故的發(fā)生。例如，在對含硫量較高的煤礦進(jìn)行采集時，可以采用水膠炸彈，從而避免燃燒事故，保證煤礦開采的安全性。

5、精確爆破技術(shù)

在我國建設(shè)長江三峽大壩時，要從山中開挖出一條水道，這個開挖的方量在4000多萬立方左右，工程量巨大，因此采用的是深孔、預(yù)裂和光面爆破技術(shù)。該技術(shù)就是在主爆區(qū)爆破之前，沿設(shè)計輪廓線先爆出一條具有一定寬度的貫穿裂縫，緩沖、預(yù)裂開以后，爆破振動波就傳不過去了，不會對坡面造成危害，也可以保護(hù)那邊坡的安全。光面技術(shù)，就是炸了以后，預(yù)留一圈保護(hù)層，打一排爆炸孔，把它炸掉。在我國，這種精確爆破技術(shù)發(fā)展很快，已經(jīng)普遍應(yīng)用與大型水壩的建設(shè)中。

6、電子雷管爆破技術(shù)

電子雷管和普通雷管存在區(qū)別就是，普通雷管在引爆之前使用化學(xué)物質(zhì)的燃燒來延遲爆炸時間的，而電子雷管在設(shè)計制造中已延時的順序進(jìn)行編程處理，在進(jìn)行爆破的時候，電子雷管就會根據(jù)編好的程序相鄰的順序號中進(jìn)行延時間隔起爆。電子雷管的延時可以人為的設(shè)定在起爆器中。每一發(fā)電子雷管都有一個防護(hù)濾波器，濾波器都會和環(huán)行線一起進(jìn)行工作，能夠?qū)Ρ片F(xiàn)場一些機(jī)械產(chǎn)生的雜散電流和無線電波進(jìn)入到雷管電路帶來的爆破影響和安全隱患進(jìn)行有效的控制。電子雷管爆破精度較高而且安全性很高。

7、激光和光纖起爆系統(tǒng)

激光和光纖起爆系統(tǒng)盡管由兩部分構(gòu)成，但是是由同一臺激光裝置控制。通過對光纖母線和光纖腳線進(jìn)行照射，從而引爆。作為一種新型的起爆系統(tǒng)，激光與光纖起爆系統(tǒng)的優(yōu)勢在于引用激光來做雷管起爆的能力，減少了雜散的電流對起爆系統(tǒng)的不良影響，從而減少了因為漏電造成的誤爆事故。同時，人群不易受到激光照射的不良影響，進(jìn)行遠(yuǎn)距離起爆也是這種起爆方法的優(yōu)點之一。激光點火、續(xù)燃的功能較好，安全性能較高，現(xiàn)場不易產(chǎn)生火藥殘留的現(xiàn)象，而且效果與電雷管的效果基本一致，值得廣泛提倡。

四、提高爆破技術(shù)效率的對策

首先要選擇合理的爆破方式，起爆方式對于爆堆的分布狀態(tài)、爆堆塊度的均勻程度有著極大的影響。要根據(jù)現(xiàn)場爆破的實際情況、地理環(huán)境、巖石情況、氣候因素等選擇合理的起爆方式；其次要制定出適當(dāng)?shù)难悠跁r間，比如露天采礦的深孔爆破技術(shù)通常采用較短的延時起爆；還要注意對飛石的安全控制，在采礦過程中，飛石主要產(chǎn)生于孔口與前排位置，所以，對于這兩個位置要做好相應(yīng)的防護(hù)措施；最后，要加強(qiáng)爆破現(xiàn)場的管理措施，通過強(qiáng)化管理手段，能夠有效的提高爆破的裝藥質(zhì)量，能夠更好的控制爆破的每一個環(huán)節(jié)，從而提高整個爆破工作的施工質(zhì)量。

結(jié)束語

爆破技術(shù)廣泛應(yīng)用于采礦工程，在國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)中占有重要的地位。爆破技術(shù)在漫長的發(fā)展過程中，也逐步得到完善，隨著新型爆破技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，現(xiàn)代爆破采礦技術(shù)的安全性也得到了顯著的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]葛德志.爆破技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用探析[J].黑龍江科技信息，2013，29：136.

（作者單位：重慶市地勘局205地質(zhì)隊）