地下矿山采矿工程精细爆破技术研究

地下矿山采矿工程精细爆破技术研究

王列

云南锡业股份有限公司老厂分公司 云南省个旧市 661000

摘要：随着我国经济的发展，矿物资源的消费逐年增加，面对每年大量的矿物资源消费，一些老地雷将回收低质量的矿物或继续开采更深的矿藏。采矿的深度和强度不断增加，对拆除作业提出了更高的要求。目前，在隧道挖掘、地下金属矿山隧道建造和高层建筑拆除等领域，钻探和爆炸仍然是最常用的方法。过去，传统射击场通常以现有设计计划和数据为基础，利用半经验公式和模拟方法对射击场的影响进行预测性计算。本文对地下矿山采矿工程精细爆破技术进行分析，以供参考。

关键词：地下矿山；采矿工程；精细爆破技术研究

引言

在传统爆破中，炸药爆炸尽管能实现介质破坏，但存在劳动强度大、爆破效果差、工作环境恶劣等诸多缺点，作业精度和可靠性也不能得到保障，很难达到现在矿山所追求的安全、高效、绿色发展的目标。显然传统爆破已不能适应相应政策及社会发展需求。为了让工程爆破技术更好地服务社会，２００８年４月，中国工程爆破协会组织召开了精细爆破学术研讨会，会上谢先启院士首次提出了“精细爆破”这一新的概念并结合工程实例进行了详细的阐述，获得了在场专家的一致认可。

1精细爆破技术

随着精细化理念的不断输入，２００８年４月，谢先启等提出了精细爆破。主要是由目标、关键技术、支撑体系、综合评估体系和监理体系５个方面组成，其中关键技术主要体现在定量化设计、精心施工、精细管理和实时监测与反馈等方面，相对于传统控制爆破而言，精细爆破要求更高，爆破效果和爆破危害效应控制更好。爆破基础理论研究的突破、计算机技术的大力推广、爆破器材的不断革新、检测监测技术的迅速发展以及钻爆设备的优化改进等，为实现精细爆破提供了强有力的技术支撑。在原有控制爆破技术的基础上通过定量化设计、精心施工、精细管理和实时监测与反馈，改进了传统施工的欠缺之处，使得大规模安全高效一次性起爆技术、复杂环境下的逐孔起爆技术以及特殊目的的爆破技术等，均取得了长足的进步，为矿山矿石分采分爆、控制大块率及粉矿率等方面提供了有力的支撑。精细爆破理念为爆破行业高质量发展提供了新的思路，在推动爆破行业关键技术研究与应用做出了较大的贡献。

2精细爆破技术具有以下特点

（１）开发了研究岩石爆破机理新的试验方法，揭示了炸药能量释放有效控制与高效利用机理，丰富和发展了精细化控制爆破理论，为合理确定装药结构、爆破时差、炮孔间距，优化爆破参数，改善爆破质量，提高爆破破岩效率提供理论依据；（２）集成了定向断裂控制爆破与延时爆破技术，通过对爆炸能量的有效控制，解决了爆破大块率和贫化率高等技术难题；（３）发明了复式楔形掏槽爆破方法，建立了掏槽孔深、辅助孔深之间的关系，提高了巷道的掘进效率。研发了采矿工程精细爆破智能设计系统，实现了爆破方案设计的科学化、智能化。

3精细化爆破施工

3.1施工的内容

（1）精确地测量放样与钻孔定位，充分利用矿山RTK测量仪及标尺对采面标高、孔排距及采面不平整的地方进行精准测量，保证炮孔底部处于同一水平面。（2）调整好钻机角度和方向。充分利用阿特拉斯一体化钻机的先进性能，依靠钻机上装备的测量及控制系统，对钻孔及倾角精准调整控制。（3）提高爆破员的技术水平，做到精准的装药、填塞、联网、设时、起爆。（4）选用最先进的爆破器材，淘汰落后施工工艺，使用与岩石波阻抗相匹配的炸药，提高炸药爆炸能量的利用率，全部使用安全性、可靠性极高的数码电子雷管，以此实现在不同环境、不同地质条件下设计出合理的爆破延时时间，从而达到降低爆破振动，减小爆堆大块率等爆破有害效应的目的。

3.2精细化的爆破管理

（1）爆破员在作业前接受岗前培训，熟知本次爆破中存在的风险内容，掌握风险管控预案。持证上岗，佩戴好个体防护用品。爆破作业人员要严格按照《爆破安全规程》和《民用爆炸物品安全管理条例》的规定进行。（2）爆破施工现场的管理尤其重要，装药前，爆破技术人员进行技术交底，并且必须在现场负责指导和监督。爆破后要按照规定时间进入爆破区域检查，确定有无盲炮、危石、爆堆是否稳定。（3）爆破器材的安全管理也很重要，保管员认真填写爆破器材收发流水账，定期核对项目；爆破员填写爆破员日志，保管好所领取的爆破器材，不得遗失或转交他人，不得擅自销毁或挪作他用。最后，关于采面平整度问题，我认为底根是客观存在的，就像勾机、钻机等设备损坏一样，完全避免不现实，主要由盲炮问题，炮孔内有水，钻孔角度方向不正确，雷管质量，岩层状况及地质构造，孔深不够，勾机超挖，设计不合理等原因造成的。我们的应对措施是：首先将精细爆破的理念贯穿始终，进一步优化爆破设计、爆破施工、穿孔管理；其次有了底根后及时处理，避免越积越多，影响装载效率和下一次爆破。装车时要求勾机司机把车道装平，不能超挖或欠挖。

3.3爆破施工技术

１）装药技术。矿山装药技术从设备上来看，由早先的人工装药向机械化自动装药发展，基于混装炸药的方便快捷性，混装炸药应用范围不断扩大，混装一体化技术不断深入人心，装药效率和准确度大幅提升。在装药结构上，按照装药方式与炮孔有无间隙，分为耦合装药和不耦合装药，耦合装药一般用在常规台阶爆破，通过增大装药量破坏岩体结构；不耦合装药主要用在边坡控制爆破上，减弱对炮区的破坏作用，如缓冲爆破、预裂爆破、光面爆破等。装药结构又可分为连续装药与间隔装药，间隔装药既有２段、３段甚至多段，可有效降低炸药单耗、节约成本，在相同装药量的前提下，采用间隔装药可以提高装药的高度，使应力场轴向分布更加均匀，从整体上改善了岩石破碎效果。２）起爆网路设计。现阶段，矿山常用的起爆网路主要有：毫秒延时爆破技术、排间顺序起爆、斜线起爆、Ｖ型起爆、逐孔起爆技术等。其中，逐孔起爆技术应用最为广泛，先起爆炮孔为后爆炮孔多创造了一个自由面，相邻炮孔间的碰撞挤压作用不断加强，爆破危害效应得以有效控制，爆破效果显著提升。

4爆破技术的发展方向

１）重视对现有的岩土力学、爆炸力学、冲击动力学等学科的基础理论研究，为控制炸药爆炸所释放的能量与定量化的设计提供理论支撑。构建各种介质在爆炸载荷作用下的本构关系，逐步探索出与介质相匹配的炸药类型、装药结构、起爆方式等实用技术，以期提高炸药利用率，减少炸药在转化过程中的损失。２）提高施工设备质量。随着越来越多的矿山进入深部开采，对凿岩要求在不断提高。同时在隧道施工中也需要应用凿岩设备，而我国在施工设备研发方面还存在一些不足。主要表现为产品种类较少，智能化程度低，工作可靠性及精度不高等方面，这还需要我们不断吸收国外先进设备的发展经验，以期提升我国凿岩设备的竞争力。

结束语

随着学科之间交叉理论研究的不断深入和智能化时代的到来，爆破作业必将朝着精细化的方向发展，精细爆破的提出不仅得到了学术界的一致认可，在爆破行业界也得到了推广与应用。精细爆破技术在采矿行业中已经得到了广泛的应用，同时在大型水电建设、建筑物拆除、城市隧道开挖、围堰拆除等大型项目中也存在着巨大的发展前景。这为精细爆破技术发展提供了契机。在未来，精细爆破技术的应用与发展前景必将更加广阔。

参考文献

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