普通毫秒導(dǎo)爆管雷管逐孔起爆在某露天深孔臺階爆破的應(yīng)用實例*

鄒虎誠

（青海鴻鑫礦業(yè)有限公司，青海 格爾木 816000）

隨著爆破工程技術(shù)的發(fā)展，各種新型的起爆技術(shù)不斷涌現(xiàn)，極大的提升了爆破行業(yè)的安全及效率，其中逐孔起爆技術(shù)作為目前行業(yè)最先進的起爆技術(shù)，被國內(nèi)外礦山廣泛采用[1]。但是新技術(shù)的實施往往伴隨著新材料、新設(shè)備的應(yīng)用，逐孔起爆技術(shù)需要電子數(shù)碼雷管或高精度雷管來進行實施，若采用普通毫秒導(dǎo)爆管雷管來實現(xiàn)逐孔起爆技術(shù)，往往會由于普通雷管的誤差而產(chǎn)生“串段”現(xiàn)象，導(dǎo)致爆破延時紊亂，嚴(yán)重影響爆破效果[2]。而國內(nèi)大多數(shù)礦山還是在使用成本較低的普通毫秒導(dǎo)爆管雷管，導(dǎo)致無法實現(xiàn)爆破起爆技術(shù)的更新，影響爆破效果，制約礦山生產(chǎn)效率。

伴隨著化工廠技術(shù)力量的提升，在同一廠家、同一批次、同一規(guī)格出廠的普通毫秒導(dǎo)爆管雷管雖然還是存在誤差問題，但其誤差的范圍正在得到改善[3]。這也直接為起爆技術(shù)的更新提供了支撐力量，再經(jīng)過露天礦山爆破設(shè)計的精細(xì)化管理后，已經(jīng)在工程實例中能夠進行普通毫秒導(dǎo)爆管雷管逐孔起爆技術(shù)的實施。

1 采取的技術(shù)手段

2.1 露天采場現(xiàn)狀

以某露天采場實際施工為例，某露天采場屬凹陷露天臺階開采，臺階高度12 m，深孔臺階爆破，巖石主要為大理巖、灰?guī)r、角巖、矽卡巖，礦石為鉛鋅礦、硫鐵礦、硫銅礦。使用的炸材為當(dāng)?shù)鼗S供應(yīng)的成品乳化炸藥與成品膨化硝銨炸藥，雷管為同一廠家、同一批次、同一規(guī)格出廠的普通毫秒導(dǎo)爆管雷管，MS2-MS15段不等，為保證逐孔起爆技術(shù)的可行性，需要對①雷管誤差量；②排間、孔間的延時選擇；③“點燃陣面”的長度；④爆破設(shè)計施工的可操作性等進行論證[4]；由于露天采場炸藥供應(yīng)為成品炸藥，雷管供應(yīng)為普通毫秒導(dǎo)爆管雷管。受此條件限制，某露天采場目前采用的起爆技術(shù)為：排間起爆、孔內(nèi)延時、導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路。具體詳見圖1。

圖1 排間起爆網(wǎng)路連接圖Fig.1 Connection diagram of row-to-row detonation network

排間起爆由于聯(lián)網(wǎng)簡單，單響藥量大，導(dǎo)致爆破振動強、爆堆鋪散不集中，不利于礦廢分排、爆破大塊率較高、爆破飛石嚴(yán)重[5]。為解決上述問題，必須對現(xiàn)有的起爆網(wǎng)路技術(shù)進行優(yōu)化與改進，而逐孔起爆技術(shù)作為目前最新、最先進的起爆技術(shù)，在毫秒微差時間、單次響動藥量、爆破自由面等方面都有著排間起爆無法抗衡的優(yōu)勢。為改善露天采場爆破安全、爆破質(zhì)量，也為礦山企業(yè)對標(biāo)國內(nèi)先進礦山爆破工程，逐孔起爆技術(shù)在露天采場的實行勢在必行。

逐孔起爆技術(shù)能夠?qū)⒛壳安蓤鰡雾懰幜坑? 700 kg降低至（70～80） kg，使得在日常的爆破中能夠大幅度降低爆破振動、減少爆破飛石、提升爆破效果。由于受礦山爆破器材供應(yīng)限制，無法使用電子數(shù)碼雷管與高精度導(dǎo)爆管雷管，只能使用普通毫秒導(dǎo)爆管雷管，普通毫秒導(dǎo)爆管雷管延時精度不高，存在誤差[6]?？赡軙a(chǎn)生“串段”，導(dǎo)致后排先與前排起爆。為解決普通毫秒導(dǎo)爆管雷管誤差導(dǎo)致的“串段”，采場的爆破設(shè)計必須經(jīng)過精心的爆破設(shè)計與精細(xì)的爆破施工，不斷總結(jié)累計才能成功的實行此技術(shù)。

2.2 逐孔爆破起爆技術(shù)具體實現(xiàn)流程

逐孔起爆技術(shù)相較于其他聯(lián)網(wǎng)方式較復(fù)雜，對爆破員操作要求較高，為成功實現(xiàn)逐孔起爆技術(shù)，將整個流程細(xì)化為三個步驟：第一步：將孔內(nèi)延時排間起爆變更為孔外延時排間起爆，圖1為前期采用的孔內(nèi)延時排間起爆，逐孔起爆則需要進行孔外延時的聯(lián)網(wǎng)方法，為保證采場爆破安全，必須對爆破員進行孔外延時起爆技術(shù)的培訓(xùn)和實際操作。所以第一步要實現(xiàn)的便是孔外延時排間起爆技術(shù)。具體詳見圖2。

圖2 排間起爆孔外延時起爆網(wǎng)路圖Fig.2 External delay detonation network diagram of row-to-row blasting hole

具體變更為：取消孔內(nèi)分段，孔內(nèi)全部采用高段位ms13，在使用四通將各排逐一連接后，在排與排之間采用低段位ms3綁接。使得爆破巖石方式有前期的孔內(nèi)分段延時改變?yōu)槭褂每淄獾投挝籱s3段雷管逐排延時，這種改變使得爆破延時間隔時間較均勻，爆破過程各排應(yīng)力波疊加，二次破碎效果增強。在孔外延時起爆技術(shù)能夠熟練掌握并現(xiàn)場實施后，則可以進入下一階段的聯(lián)網(wǎng)方式施工。

圖3 排間起爆孔外延時延期圖Fig.3 External delay extension plan of row-to-row blasting hole

第二步：實現(xiàn)V型起爆擠壓爆破技術(shù)運用，在第一步中采場已經(jīng)熟練掌握孔外延時起爆技術(shù)，V型起爆技術(shù)則需要孔外延時與孔內(nèi)延時聯(lián)合使用，孔內(nèi)采用高段位將每排炮孔分段，孔外使用低段位斜線穿插將每一排的炮孔進行分段，使得每個炮孔都有獨立的起爆時間，且炮孔爆破自由面數(shù)目增加，拋擲方向集中，形成擠壓效果，極大的提升了爆破效果，減少了爆破振動、飛石。具體詳見圖4。

圖4 V型起爆網(wǎng)路連接圖Fig.4 Connection diagram of v-type detonation network

第三步：全面實現(xiàn)逐孔起爆技術(shù)運用，逐孔起爆技術(shù)在雷管數(shù)目、聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜性上都要高于V型起爆與排間起爆。在經(jīng)過前期的實驗準(zhǔn)備工作后，礦山的爆破工程已經(jīng)基本掌握了孔內(nèi)孔外聯(lián)合延時起爆技術(shù)，能夠在爆破施工中正確的綁接雷管與導(dǎo)爆管。

由于起爆器材的限制，露天采場爆破使用的雷管為普通毫秒導(dǎo)爆管雷管，雷管個段位延時存在誤差，一次性使用量較大便會產(chǎn)生“串段”現(xiàn)象。具體詳見表1。

表1 非電毫秒導(dǎo)爆管雷管延時表Tab.1 Delay table for non-electrical millisecond nonel detonator ms

為解決由于誤差產(chǎn)生的“串段”，需要計算爆區(qū)“點燃陣面”，按照《爆破安全規(guī)程》規(guī)定“點燃陣面”不小于20 m[7]。為減小爆區(qū)延時誤差，方便進行普通毫秒導(dǎo)爆管“逐孔起爆”，則在設(shè)計過程中，“點燃陣面”必須覆蓋完整個爆破區(qū)域，即需要讓孔外所有雷管響完后孔內(nèi)雷管才響，以保證爆破安全。為此露天采場每一次的爆區(qū)設(shè)置不能過大，以18 000 m2以下最優(yōu)。

3 “逐孔起爆”聯(lián)網(wǎng)設(shè)計

3.1 工程實例

該露天采場3 552 m平臺東側(cè)廢石塊段爆破炮孔65個，排數(shù)5排，梅花型布孔，炮孔長度13.5 m，孔網(wǎng)參數(shù)：5 m孔距×3 m排距，堵塞長度（3.2～3.5） m，連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，雙管下孔，孔內(nèi)在1/3裝藥高度與2/3裝藥高度處分別放置一個起爆藥包，爆破方量17 550 m2。采用逐孔起爆連接技術(shù)，聯(lián)網(wǎng)設(shè)計詳見圖5與圖6。

圖5 逐孔起爆網(wǎng)路連接圖Fig.5 Connection diagram of hole-by-hole detonation network

圖6 炮孔延期時間圖Fig.6 Delay time chart of blast hole

3.2 設(shè)計可行性論證

3.2.1 排間孔間延期雷管選擇

根據(jù)澳大利亞奧瑞凱公司發(fā)布的實驗數(shù)據(jù)，孔間延時最優(yōu)為（3～10） ms/m，排間（8～15） ms/m[8]。本次爆破孔內(nèi)全部采用MS14段位雙雷管下孔，排間使用MS5段110 ms，孔間使用MS2段25 ms?？组g延時符合最優(yōu)時間區(qū)間，排間延時大于最優(yōu)時間區(qū)間，因為考慮到了雷管的誤差延期，需要在排間提高延期時間，以保證前排炮孔多傳幾個炮孔。

3.2.2 雷管誤差量計算

由表1可知，MS2段雷管誤差在10 ms左右，MS5段雷管誤差在15 ms左右，MS14段雷管誤差在55 ms左右，以第二排左側(cè)第一個炮孔為例，其正常延期時間為870 ms，延期時間為MS14+MS5，誤差也為兩個雷管誤差之和，即70 ms，意味著此孔的最小起爆時間為800 ms，大于第一排左側(cè)第二個炮孔。

3.2.3 “點燃陣面”計算

“點燃陣面”計算：本次爆破最大“點燃陣面”為孔外最大延期時間，及4個MS5段雷管加上10個MS2段雷管，即110 ms×4+25 ms×10=690 ms。其延期數(shù)值小于MS14段雷管的延期時間760 ms，意味著在本次爆破中，孔外所有雷管起爆完成后，孔內(nèi)雷管才會起爆，不會出現(xiàn)孔外雷管還沒起爆完成，孔內(nèi)雷管起爆導(dǎo)致巖石拋擲出現(xiàn)拉斷孔外雷管腳線情況，爆破安全性的到了保障。

4 效果

普通毫秒導(dǎo)爆管雷管逐孔起爆技術(shù)在現(xiàn)場得到應(yīng)用，現(xiàn)場起爆實際效果圖見圖7，根據(jù)爆后效果來看：爆破爆破振動明顯小于排間起爆，對采場永久邊坡影響小，爆破危害效應(yīng)得到了有效控制、爆破拋擲距離小，對下個平臺的運輸?shù)缆坊緵]有影響、爆破效果好，表面大塊率為零，挖裝效率大大增加、爆破后邊坡整齊，邊坡安全得到了保護。爆破的成功也意味著普通毫秒導(dǎo)爆管雷管逐孔起爆技術(shù)在露天礦山的運用獲得了成功，能夠為同樣使用普通毫秒導(dǎo)爆管雷管的露天礦山企業(yè)提供參考價值。

圖7 逐孔起爆實際效果圖Fig.7 Actual effect picture of hole-by-hole detonation

5 結(jié)語

1）使用普通毫秒導(dǎo)爆管雷管實現(xiàn)逐孔起爆在將“點燃陣面”及雙管下孔，并嚴(yán)格進行爆破設(shè)計、爆破施工，是能夠在深孔臺階爆破上實現(xiàn)的；

2）逐孔起爆技術(shù)相較于排間起爆、V型起爆的后拉、振動、飛石、大塊率及拋擲等都要全面優(yōu)先。