矿山中深孔台阶爆破技术的实践与思考

矿山中深孔台阶爆破技术的实践与思考

内容摘要：矿山爆破属于工程爆破技术在矿山开采中的应用，多年来一直是各矿山单位、爆破作业单位探讨研究的课题。在矿山工程中，无论是在井巷掘进的过程中，还是在露天开采、地下采场开采，都运用到了各种爆破技术。露天开采爆破按孔径和孔深的不同可分为浅孔、中深孔、深孔和洞室爆破四种方法。本文主要介绍了矿山露天开采工程中深孔台阶爆破中的实践，矿山开采爆破其影响因素较多，如地质岩层因素、炮孔间距、装药结构、钻眼精度及施工管理等，施工时必须综合考虑，才能保证矿山爆破质量、效果、安全。

关键词：矿山、爆破、思考

引言：工程爆破技术经过几十年的发展，已经渗透到经济建设的众多领域，特别为中国的公路铁路建设、矿山开采、水利开发、城市拆旧等做出了重要贡献。爆破作为一种科学技术，应用很广，但在工程上的应用无疑是最重要最常见的，矿山开采、场地平整、港口建设、电力建设、铁路公路建设、城镇拆除楼房等都要使用。

矿山爆破是把矿石从岩体中剥落下来和对矿体顶板围岩进行剥离，并按工程要求爆破成一定的爆堆，破碎成一定的块度，为随后的铲装、运输工作创造条件。在矿山建设和生产中，爆破方法是破碎矿岩的主要手段。中深孔台阶微差爆破在露天矿山爆破中的应用对爆破块度、爆破边坡的稳定都有着重要作用，从而降低了开采成本，并使矿山生产能力得到极大提高。

总之，矿山爆破技术在矿山工程建设和生产中起到了很大作用并得到迅速的发展。

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一、露天中深孔台阶爆破及其优点

浅孔爆破是指抛空直径不超过50mm，炮孔深度不超过5m的炮孔爆破。中深孔台阶爆破是指炮孔直径为50-150mm，炮孔深度超过5m不超过15m的炮孔爆破，中深孔爆破参数包括炮孔的直径、孔深、最小抵抗线、孔间距、邻近系数和单位炸药消耗量。

露天中深孔台阶爆破主要有以下3大优点： 1、每米炮孔的崩矿量大，一次爆破规模较大； 2、劳动生产率高，矿块回采速度快，开采强度高；

3、作业条件和爆破工作安全，可减少超挖欠挖工作量，成本低。 二、露天中深孔台阶爆破的实践 1、工程慨况

宜昌市夷陵区古村坪橄榄岩矿区位于宜昌市夷陵区太平溪镇院子坟村古村坪一带，矿区地理坐标：东经：110°58′16″－110°58′35″，北纬：30°55′05″－30°55′17″。宜（昌）—大（老岭）公路从矿区东部通过，矿山自修公路与其连接，矿区距长江太平溪码头20km，距宜昌市城区约70km，交通便利。矿山计划建设规模为20万t/a，属中型露天采场。

2、矿区地质地貌

矿区地貌类型属构造侵蚀中低山区，地形浅—中等切割，主体山脉走向近东西向。矿区总体地势北东、南西高，中间低。受沟谷切割，形成山梁与沟谷相间呈“V”字型峪谷地貌景观。区域内海拔高程最高+700.0m（桐子树岭），最低标高+510.0m（矿区南部边界），相对高差190m。区内主要由辉橄岩、纯橄岩、巨晶纯橄岩组成，地形形态明显受岩性类型控制，风化剥蚀后，多以缓坡为主，局部形成陡坎，地形坡度25°～30°。植被中等发育，以灌木林为主，局部见有茶叶、松杉林。

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矿区位于太平溪超基性岩体南东部。矿区内仅南西部出露前震旦系崆岭群 (AnZ)地层，主要由一套杂色混合岩化斜长角闪岩、黑云质或角闪质斜长片麻岩、含炭富铝质片麻岩或片岩、钙硅酸盐岩、大理岩等组成。混合岩化作用较弱，以条带状或条痕状、角砾状、眼球状、肠状等混合岩为主，局部发育混合片麻岩。个别地段沿接触面有挤压破碎现象。外蚀变带表现为岩石颜色加深结构不清，透闪石、绿泥石、滑石成分显著增高。其宽度一般数十厘米至十余米不等，由岩体到围岩其蚀变带顺序为：透闪石化(或绿泥石化)超基性岩—透闪石滑石片岩(或绿泥石滑石片岩)—绿泥片岩—斜长角闪片岩(或角闪片岩)；内蚀变带除蛇纹石化尚有滑石化、绿泥石化、碳酸盐化及局部片理化。

矿区范围内未见明显断层及褶皱，仅见次级构造裂隙和节理，以压扭性及张扭性构造裂隙为主，裂隙间岩石挤压破碎现象明显，裂隙产状主要有三组，分别为：10∠75°、250∠75°、180∠65°。

矿石天然体重为2.77t/m3，抗压强度f=12。 3、方案编制基本原则

（1）遵守《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》（2006年9月1日实施）；

（2）遵守《爆破安全规程》（GB6722-2003）及当地公安机关对爆破作业的有关规定；

（3）采用先进的低爆压爆破技术、施工设备和组织方法，尽可能保证安全。

（4）《关于在中小型露天采石场推广中深孔爆破开采技术的指导意见》(安监总管一[2007] 85号)

（5）、《金属非金属矿山排土场安全生产规则》（AQ2005-2005）

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4、 爆破方案的选择

根据采矿工艺布置，本矿山选用中深孔爆破。

为保证矿石块度的要求，爆破后不能出现过多的大块石，保证大块率在5%以下，并使爆堆得到充分松散，以提高机械装载率，爆破技术应采取的措施包括选择钻孔孔径、炮眼参数、雷管延期时间、装药结构和起爆方式，并在现场作系列爆破试验，定出最优的爆破参数。

5、中深孔爆破参数设计 （1）、孔径的选择

孔径大，孔距、排距也大，受节理的影响，容易产生较多大块，为了保证矿石块度的要求，必须降低大块率。根据同类矿山经验，本工程选用孔径为90mm的钻头。

（2）、分台阶高度10米。 （3）、爆破参数设计

采用多排毫秒延时挤压爆破技术，对爆破参数进行系统、全面的设计。钻孔形式采用多排斜孔布置形式，如图3.1、图3.2：

a

○ ○ ○

○ ○ ○

爆破方向 图3.1 炮孔布置平面示意图 4

b

W－最小抵抗线 b－排距 h1－超深 h2－装药长度 h0－堵塞长度 H－台阶高度 L

－钻孔深度

图3.2 台阶爆破炮孔布置剖

（1）基本条件：分台阶高度10米，钻孔孔径d=90mm，在岩面上布置倾斜孔，α=65°，岩石为石灰石，岩石抗压强度大于30MPa，炸药选用WR系列乳化炸药，炸药密度ξ＝1.16g/㎝3。

（2）钻孔参数 ①抵抗线W

经验公式：W＝2.4d +0.85=3.01m ②超钻h1

根据经验公式：h1＝（5～12）d＝0.45～1.08 m，取h1＝0.8 m

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（13）雨、雾天、夜晚严禁爆破。

（14）装药时遇雷雨应停止爆破作业，施工人员须迅速撤离危险区，在危险区外进行警戒。 11、爆破施工材料安全

本工程所用的炸药、雷管选用质量保证、信誉好、符合国家标准的民用爆炸物品生产企业的产品，向当地公安机关办理民用爆炸物品购买、运输证，由当地民爆物品专卖公司按照规定时间、规定路线专送至矿山。

1、爆破器材的检测

对新入库的爆破器材，必须逐箱（袋）进行外观检验（包装有无损伤，封缄是否完整、有无浸湿、浸油痕迹等），并抽样进行性能检验；对超过储存期，出厂日期不明和质量可疑的爆破器材，必须进行严格检验，以确定是否能用。

爆破器材的爆炸性能检验，应在安全地点进行。抽样检验的内容和方法：

（1）炸药检测其猛度、殉爆距离、爆速：按我国WJ302-65“炸药猛度测定法”的规定进行铅柱压缩实验，检测炸药猛度。

（2）殉爆距离测定：按照WJ302-65“硝铵炸药实验方法”的规定进行。

（3）爆速测定：用道特里什法测定或用湘西雷光爆破仪器仪表厂生产的爆速测定仪测定。

（4）雷管检测内容与方法：

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a、外观检测：管壳是否有裂缝、变形、锈斑、污垢、浮药、砂眼、脚线是否折断等。

b、电雷管连接方法及传爆试验 2、爆破材料在工地内的储运 （1）运输：

在工地内，用工具车自雷管炸药仓库分别运至工地爆破施工现场，车辆要慢速行驶，严禁超载。爆破员、安全员要随车押运。

（2）炸药雷管库房管理规定： a、仓管员须持证上岗。

b、建立严格的炸药雷管出入库房登记制度，收存和发放雷管炸药必须当次进行登记，做到帐目清楚，帐务符合。

c、严禁任何单位、个人私拿私藏私用炸药雷管。

d、发现炸药雷管丢失或被盗，必须及时报告工地爆破负责人、项目经理并向当地公安机关报案。

e、库房内严禁堆放其他杂物。 f、严禁无关人员进入库房。 g、经常保持库房内外整洁。 结语

中深孔台阶爆破易于实现施工综合机械化，有利于加快施工速度和提高工程质量，且一次爆破量大，能减少炸药总用量，减少爆破震动和危害，降低了工程成本。因此在矿山、水利、公路、铁路、港口等领域广泛应用。中深孔台阶爆破已是一门成熟的技术，但本人通

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过亲身经历的工作实践，认为露天中深孔台阶爆破工作应该满足以下几点：（1）因受铲装设备、运输设备、破粹设备及工程条件的限制，爆破后岩石块度应满足设计要求和技术条件；

（2）中深孔台阶爆破应使台阶上部岩体的裂缝控制在边坡顶部最小的限度内，以保证台阶的稳定性，同时要求底板比较平整，没有残留的岩坎；

（3）爆破后爆堆相对集中便于铲装设备操作及安全； （4）即要提高爆破质量，保障爆破安全，又要降低工程成本，才能取得良好的爆破效果。

参考文献

[1] 郭兴明.爆破安全技术[M].北京:化学工业出版社,2009. [2] 邓飞.矿山工程爆破[M].北京:化学工业出版社,2009.

[3] 顾毅成,史雅语,金骥良.工程爆破安全[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2009. [4] 林德余.矿山爆破工程[M].河北:冶金工业出版社,1993.

[5]《湖北省宜昌市夷陵区古村坪橄榄岩矿区地质勘查报告》﹙宜昌市夷陵区矿山规划设计所，2010年1月﹚及宜昌市国土资源局关于《湖北省宜昌市夷陵区古村坪橄榄岩矿区地质勘查报告》评审备案证明（宜市国土资储备字[2010]7号）

[6]《湖北省宜昌市夷陵区古村坪橄榄岩矿安全预评价报告》（2010年7月）

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zmit.html