煤礦采礦工程中逐孔起爆技術(shù)的應(yīng)用

張金寶

摘要：現(xiàn)階段，在露天煤礦的生產(chǎn)工作中經(jīng)常需要使用到爆破技術(shù)，因為爆破技術(shù)的效果好壞直接影響到生產(chǎn)成本、經(jīng)濟(jì)效益和采礦效果，所以實際上各單位都在積極改進(jìn)自身的爆破技術(shù)，而逐孔起爆技術(shù)就是現(xiàn)階段較為理想的起爆方法。因為逐孔起爆方法可以充分的利用炸藥所產(chǎn)生的能量，減少地震波的作用，有效降低成本，所以該方法在目前已經(jīng)取得了較好的爆破效果，得到了業(yè)內(nèi)的肯定?；诖耍疚闹靥接懨旱V采礦工程中逐孔起爆技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤礦采礦;逐孔起爆;應(yīng)用;對策

1、前言

逐孔起爆技術(shù)是目前在露天煤礦中效果較好的起爆方式，最近幾年隨著各采礦單位或企業(yè)的研究發(fā)現(xiàn)，逐孔起爆技術(shù)相比于傳統(tǒng)的起爆技術(shù)來說使用的炸藥量并不多，并且其爆炸產(chǎn)生的地震波也很小，一方面可以較好的維護(hù)露天礦區(qū)的邊坡穩(wěn)定性，而另一方面也有效減少了成本投入，提高安全性。因為逐孔起爆技術(shù)的優(yōu)勢，現(xiàn)階段很多單位都開始針對于該技術(shù)進(jìn)行研究，這使得逐孔起爆技術(shù)技術(shù)已經(jīng)逐漸成為露天煤礦爆破的主要發(fā)展方向，本文就以此為核心來展開探討。

2、逐孔起爆技術(shù)的相關(guān)概述

2.1逐孔起爆技術(shù)概述

所謂逐孔起爆技術(shù)，其實際上歸類于微差爆破技術(shù)，因為所有的爆破彈藥都是相對獨(dú)立的，當(dāng)起點(diǎn)的炸藥開始引爆，而隨著一定延時和傳播，后續(xù)炸藥也會隨著引爆，先爆炸的炸藥為后爆炸的炸藥提供了一定的自由面，這使得爆破產(chǎn)生的應(yīng)力波將會不斷的在新的自由面上進(jìn)行反射和傳播，這種反復(fù)利用爆炸所產(chǎn)生的引力波的流程將進(jìn)一步擴(kuò)大炸藥的使用效果，也就意味著其將使用比傳統(tǒng)爆炸方式更小的炸藥量而達(dá)到相似或者更強(qiáng)的爆炸效果。當(dāng)然，因為其主要利用的是在不同自由面之間反射的引力波來進(jìn)行爆破，所以實際上其所產(chǎn)生的振動也并不大，這就使得被爆破的巖石互相之間更加碰撞，達(dá)到了較好的爆破效果[1]。

2.2逐孔起爆技術(shù)的作用原理

逐孔起爆技術(shù)的應(yīng)用中，相鄰炮孔之間的延期時間以毫秒記，而這種時間差內(nèi)的爆破將會產(chǎn)生能量場疊加效應(yīng)，同時增加的自由面更是優(yōu)化了爆破效果，提高減震效果。以三排炮孔的逐孔起爆方法為例。起點(diǎn)處的爆炸可以看成是單孔的漏斗爆破，而在爆炸產(chǎn)生應(yīng)力波和氣體的引發(fā)下，巖層之中也會產(chǎn)生爆破漏斗，在巖石本身的縫隙下，引力波和氣體將會持續(xù)作用并擴(kuò)大縫隙，進(jìn)而引發(fā)巖石之間的分離。當(dāng)然，在起始爆炸所產(chǎn)生的的巖石分離情況下，炮孔內(nèi)的高溫高壓氣體還無法引發(fā)巖石的顯著移動，所以該階段只是產(chǎn)生大量縫隙。在后續(xù)炮孔被相繼引發(fā)后，自由面的增多使得爆破引力波方向的破碎作用被增大，增大了破碎作用，巖石將進(jìn)一步被破碎。當(dāng)然，因為逐孔起爆在毫秒級，所以應(yīng)力場的疊加將進(jìn)一步加大對巖石的破碎效果，而因為破碎的巖石塊有充足的動能，在各自之間的平碰撞之間又加大了破碎力度，進(jìn)而達(dá)到爆破效果[2]。

3、實現(xiàn)逐孔起爆的方法

3.1孔內(nèi)延期逐孔起爆

根據(jù)具體的工程情況，施工單位在炮孔內(nèi)設(shè)置好高精度導(dǎo)爆管雷管，這樣可以有效的達(dá)到延期的效果，確保炸藥可以順次起爆。通過孔內(nèi)延期逐孔起爆可以避免使用地表雷管，也就意味著其在地表的爆破網(wǎng)絡(luò)相比于其他方法來說更加簡便，爆破網(wǎng)絡(luò)在發(fā)散和銜接時也就更加方便，提高了容錯率。炮孔之間的先后起爆順序全部都根據(jù)孔內(nèi)的高精度導(dǎo)爆管雷管來完成，所以高精度導(dǎo)爆雷管質(zhì)量必須要較好，并且保證每一段長度的設(shè)計都和炮孔之間的延期時間相匹配。

3.2孔外接力逐孔起爆

相比于孔內(nèi)延期逐孔起爆來說，孔外接力逐孔起爆的各個延期雷管都安排在孔外，設(shè)置地表延期雷管來實現(xiàn)銜接，而孔內(nèi)的導(dǎo)爆管雷管具有相同的延期時間，或者是通過瞬發(fā)雷管來引爆。該方法不需要注意雷管的段位，因為其使用的雷管都是相同的，這也就意味著其在使用和裝藥上更加方便。當(dāng)然，孔外接力逐孔起爆的問題在于其接力次數(shù)較多的情況下可能會引發(fā)較多的爆炸沖擊而造成地表鏈接線的損害，進(jìn)而導(dǎo)致較為嚴(yán)重的事故[3]。

4、逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

在對逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計的過程中，單位需要根據(jù)炮孔內(nèi)部的導(dǎo)爆雷管和地表延期雷管的具體參數(shù)來對延期時間來進(jìn)行設(shè)計，這是逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的重點(diǎn)所在。施工單位要根據(jù)露天礦和周圍環(huán)境的具體情況來選擇最好的延期時間，并且分析導(dǎo)爆雷管的段位是否可以滿足相應(yīng)的延期需求，達(dá)到減少成本、提高利潤的目的。具體設(shè)計過程需要分為兩個流程，即分別是逐孔起爆順序和地表延期雷管的聯(lián)接。首先，需要在爆炸區(qū)域第一排自由面較多且適合爆堆整體移動的位置選擇合適的起爆點(diǎn)，將第一排炮孔作為控制排，以此為標(biāo)桿來設(shè)定合理的巖石順序。地表采用單管聯(lián)接、孔內(nèi)采用雙管延時的方式來控制起爆順序。需要注意的是，因為控制排傳爆方向和各傳爆列傳爆方向是相反的，所以其之間的夾角必須要大于90°。其次，在地表延期雷管的聯(lián)接中，需要首先聯(lián)接各傳爆列的地表延期雷管，并且要從每一列最后引爆的炮孔開始朝著控制排的方向進(jìn)行聯(lián)接。在每一列聯(lián)接完畢之后就可以聯(lián)控制排，通過控制排最后的炮孔朝著起爆點(diǎn)聯(lián)，地表延期雷管聯(lián)接的過程中，其開口部分必須要朝上，地表管塑料鏈接塊兩側(cè)30厘米左右的導(dǎo)爆管和地表管要成90°[4]。

5、合理微差間隔時間的確定

合理微差間隔時間的確定關(guān)乎振動波和爆炸效果，所以必須要對該值進(jìn)行確定。一般來說，在工程上會使用兩方面的數(shù)據(jù)來進(jìn)行設(shè)計，即分別是孔間延時和排間延時。對于前者來說，如果是高硬度高脆的巖石，因為這種巖石對振動波的反應(yīng)時間短，這也就意味著其孔間時間短。而對于軟且高塑性的巖石則相反。因為不合理的時間間隔意味著應(yīng)力波在自由面上的拉伸強(qiáng)度將會縮減，也就導(dǎo)致了其對巖石的作用較弱。如果孔間延時較短的話，裂隙就會在第一時間出現(xiàn)在炮孔中，巖體將會被推開。在爆炸孔之內(nèi)的延時時間如果沒有達(dá)到合理的值，那么就會直接引發(fā)炮孔獨(dú)立作用的情況，這就導(dǎo)致炮孔之間的銜接出現(xiàn)問題，無法進(jìn)行碰撞和連鎖。當(dāng)然，在目前的爆炸工程中，對于逐孔起爆的設(shè)計中，孔間延時一般都在3-8m/s，而硬巖則較短。其次應(yīng)該是對排間延時進(jìn)行設(shè)計。為了能夠提高爆炸效果，排之間的延期時間應(yīng)該要保證較長，而該時間的設(shè)計比較依賴于巖石的性質(zhì)，這是由于巖石之間的差異導(dǎo)致了其動態(tài)反應(yīng)時間也有一定差異，在較大的波動范圍下很難進(jìn)行確定。根據(jù)經(jīng)驗可以確定的是。在8ms/s抵抗線下，巖體爆炸后會阻礙其他巖體的碰撞和爆炸，所以應(yīng)該要保障在該數(shù)據(jù)之上才可以達(dá)到較好的起爆效果。需要注意的是，如果該值較大的話也會導(dǎo)致爆炸停止的問題，其上限值經(jīng)過多次試驗分析應(yīng)該要在15ms/m抵抗線以下。

6、結(jié)束語

綜上所述，本文探討了煤礦采礦工作中逐孔起爆技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)容，分析了該技術(shù)的原理和背景，并提出了其在使用過程中的形式、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和合理微差間隔時間的確定要點(diǎn)。可以說該技術(shù)在礦山開采工程中有著較好的發(fā)展前景，具體的技術(shù)措施的優(yōu)化和完善還需要相關(guān)單位能夠做好研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]于江浩.逐孔起爆技術(shù)在勝利露天煤礦中的應(yīng)用研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2015.

[2]于江浩，宋子嶺.逐孔起爆技術(shù)在露天煤礦深孔爆破中的應(yīng)用[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，34（04）：438-441.

[3]張成忠，王輝聰，林野，陳亞強(qiáng).煤礦采礦工程中逐孔起爆技術(shù)的應(yīng)用[J].科技資訊，2013（29）：101-102.

[4]付天光.逐孔起爆技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2010.