爆破技術在采礦工程中實施淺析

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摘要：為了提升采礦工程項目的整體質量，要全面分析爆破技術的應用要點，從實際應用的角度出發，評估爆破技術的風險性和技術內容，踐行全過程技術管理方案，實現經濟效益和安全效益的雙贏。本文分析了爆破技術設計的要點，并著重討論了不同類型爆破技術在采礦工程項目中的具體應用方案。

關鍵詞：爆破技術；采礦工程；設計要點

在采礦作業中要結合不同規劃區域落實相匹配的爆破技術方案，維持技術應用效率和質量的同時，確保安全保障流程的規范性和合理性。在維持爆破技術應用安全的基礎上，提高采礦工程的整體質量效益。

1.爆破技術設計要點

在爆破技術應用過程中，要結合實際情況保證貫通裂縫的寬度能匹配巖體結構硬度，合理控制的基礎上對具體參數予以設計升級。例如，若是在中硬度巖體結構區域開展爆破工作，爆破預留寬度就要控制在10mm以上，而在松軟巖體結構處理時，要將爆破開裂設計寬度控制在5mm以下。第一，在爆破技術設計方面，要確保平整度參數在規范要求范圍內，并且著重關注設計參數和鉆井參數的關系，提升其合理性。在技術工作開始前，要指定專業人員進行鉆孔孔口周圍殘留松散石渣的處理工作，避免其對裝藥結構產生影響。第二，在設計參數選定和處理方面，要確保保留率能控制在80%以上，結合實際情況優選最佳方案細節。第三，操作過程中要著重關注炮孔直徑，一般要維持在50-200mm之間，若是深度較大的鉆孔結構，則要適當提升鉆孔參數，并且結合孔徑參數完成炮孔間距的處理[1]。第四，在爆破技術設計工作中，技術人員要全面考量周圍環境對技術應用產生的影響，并且要將爆破線裝載密度控制在250-400g/m之間，減少資源浪費的同時，提高爆破技術的應用效率。

2.采礦工程中應用爆破技術的具體內容

在采礦工程中應用爆破技術方案，要全面結合實際技術流程和應用要求，選取適宜的爆破技術類型，發揮技術優勢的同時，還能提高技術操作的安全性。(1)采礦工程中應用光面爆破技術所謂光面爆破技術，指的就是在炸藥爆炸的過程中，利用氣隙處理，減少深孔壓力參數，有效避免其對周邊孔壁產生的影響，并且沿著連續光面線性裂縫結構就能有效對破壞巖石予以處理。①具體參數在光面爆破技術應用的過程中，要求周邊輪廓尺寸符合設計要求，壁面凹凸度≤200mm、眼痕率軟巖＞55%、中硬巖石≥65%、堅硬巖石≥75%。利用孔結構和孔結構之間的間隙，最大程度上維持斷裂表面的平整度。光面爆破技術施工的安全性較高，巷道和工作面的平整度也能滿足應用要求，加之活石數量少，就算是周圍結構圍巖穩定性一般，也不會出現冒頂、片幫等問題。并且，巷道成形結構較為規整，能最大程度上減少通風阻力，不會造成大量的瓦斯堆積問題，為工程項目進度管理、成本管理等工作提供支持。②光面爆破炮眼布置要秉持炮眼均勻分布的原則，確保被爆巖體中炮眼的數量和位置能符合整體爆破的處理需求。因此，一般是選擇掏槽的方式，結合掏槽的位置完成炮眼的處理。③基本流程第一，在斜線或者是輪廓線的位置完成打孔操作，有效利用動力輥在孔位置進行處理。為了保證這種技術應用體系和操作流程的規范性，要在前期進行巖層的調研分析，結合實際情況開展相應的預處理，并且確保巖層的厚度能是爆破孔間距的1-2倍，光爆孔直徑在35-45mm之間時，線裝藥密度為0.1-0.3kg/m之間。而在爆破技術結束后，會有50%的爆破孔標記留存在孔壁位置。第二，采取預裂爆破處理的方式，這種處理模式和技術應用過程需要沿著炮眼中心位置形成破裂面，能有效避免地震波對其產生不良影響。借助W=qbC·s·Lb（其中，W表示光爆層厚度；qb表示炮眼裝藥量；S表示炮眼間距；Lb表示炮眼長度；C表示爆破系數）計算最小抵抗線W的數值，并且，也能最大程度上規避應力波對巖體表面造成的破壞[2]。④質量要求首先，軟巖中巷道和周圍結構的成形狀態都能滿足設計輪廓的標準。其次，兩炮銜接臺階尺寸符合設計標準，在眼深＜3m的狀態下，尺寸要≤150mm；在眼深=5m狀態下，尺寸要≤250mm。最后，巷道周邊不應出現欠挖現象，平均線性超挖數值要在200mm以內。其中，主要運輸巷道中線到任一邊距的間距控制均要＞設計20mm，其他巷道則＞設計50mm。除此之外，光面爆破技術應用過程中，若是利用反向不耦合與空氣柱結構裝藥模式，在高瓦斯礦井就要制定相應的安全控制措施，維持良好的操作環境和模式，并且要經過礦區總工程師的批準才能實施。(2)采礦工程中應用電子雷管爆破技術近幾年，電子雷管爆破技術的應用安全性受到了廣泛關注，這種技術體系需要借助微電子定時電路對整個爆破過程予以控制，以滿足爆破延遲的需求。在實際應用過程中，將數碼電子雷管（圖1）按照設計方案和拓展序列標準進行編號，有序開展對應的爆破處理工作。為了提升技術應用的安全性和可靠性，一般在不同的雷管結構中會設置保護濾波器，能依據周圍環境情況、電路自身運行狀態以及內部環形電路實時性數據等完成綜合處理。(3)采礦工程中應用無線分段起爆技術在采礦工程中應用爆破技術時，不僅要對環境予以綜合考量，也要全面分析不同技術方案的應用狀態。若是針對一些爆破點較多且需要進行爆破同時作業的情況，則要應用無線分段起爆技術，建構完整的技術框架和應用流程，從而發揮技術優勢，有效提升爆破處理的效益和安全性[3]。第一，因為要進行多點爆破，所以，安全隱患會增大，利用無線分段起爆技術就是為了將整體爆破任務予以系統化劃分，從而將借助引爆一些不具備導電性的爆管網絡維持整體應用的規范效果，形成統一處理的模式，減少局部爆破造成的波動。例如，起爆網敷設處理過程中，R=150m，應用Q=(v/K)3/aR3進行計算，若是參數超過規定數值，則需要設置一個炮孔兩個段起爆處理的方式。第二，無線分段起爆技術要和爆破網格結合在一起，充分發揮網格處理的優勢作用，從而形成較為和諧的整體性處理方案，并著重提升測網絡-外部網絡的輸出效果，維持聯動效果[4]。(4)采礦工程中應用光纖及激光起爆技術一方面，要借助光纖裝置和激光裝置完成基礎的控制工作，其功能性較強，能充分利用光纖資源和激光資源，依據實際情況保證相應源頭處理流程的規范性，并且匹配采礦工程的具體情況完善相關操作。另一方面，在爆破環節中要充分融合資源，發揮雷管的引爆作用，從而避免雜散電流對整個爆破系統產生不良的影響[5]。也正是基于兩個基礎環節的相互配合，共同建構完整的處理框架，能利用激光完成點火處理，并且配合連續燃燒維持資源利用率以及安全水平。(5)采礦工程中應用中深爆破技術相較于井巷掘進爆破技術方案，地下采場爆破具備2個以上的自由面，對應的炮孔數量也較多，一次爆破的用藥量較大，炸藥的單耗較低，要想維持技術的合理性和爆破效果，就要嚴格落實完整的組織工作，維持爆破作業安全性的同時，減少礦石貧化和損失。較為常見的爆破分為淺孔爆破、中深孔爆破、深孔爆破、藥室爆破，其中，中深孔爆破效果更加合理有效。中深爆破技術主要應用在中小型礦山開采工作中，能在節約成本的同時發揮技術作用，打造更加安全且可靠的開采模式，減少資源的浪費，維持技術改進效率[6]。一方面，中深孔爆破技術要結合實際情況采取平行排列和扇形排列，其中，平行排列的炮孔間距相等，且裝藥分布較為均勻，在爆破操作結束后礦石寬度也較為均勻。但是，因為掘進作業量較大造成鉆機實際的效率一般。而扇形排列深孔布置方式，輔助時間較短，且裝藥和爆破工作較為集中，能大大縮減操作時長，尤其是針對形狀不規則的礦體，在布置炮孔的過程中能大大提升資源的利用率和操作實效性。另一方面，中深爆破技術的應用要全面分析投擲效果，要依據實際情況選取適宜的角度（圖2），優化爆破整體計劃的合理性和規范性，維持應用水平。綜上所述，在利用中深爆破技術的過程中，要對小型安全平臺采礦技術內容進行升級處理，維持其實際應用效果，充分考量安全系數對于整個技術應用產生的影響，提升淺孔爆破應用水平，從而保證綜合控制的實效性。(6)定向斷裂爆破技術定向斷裂爆破技術能在增加周邊眼距的基礎上，對周邊不平整度予以控制和處理，并且為錨噴支護的處理應用提供便利，整體眼痕率較高、掘進速度較快，因此，應用范圍在不斷擴大。(7)采礦工程中應用精準爆破技術本文以KZ水庫為例，是當地重要的水利樞紐工程項目，主要任務是替代原有水庫實現城市供水，地處山丘陵地貌環境，隧洞的埋深為20-80m，平均埋深為50m。其中，III類圍巖為1910m[7]。整個隧洞長度為5.12km，為了滿足城門洞型斷面處理效果，在隧道掘進過程中選取鉆爆法實現爆破處理，能在減少破巖成本的同時，及時處理地質斷層問題。按照掏槽眼布置-周邊炮孔布置-其它炮孔布置的內容落實設計處理工作。與此同時，匹配數碼電子雷管延時設計工作，最終實現了對III類圍巖的一次性爆破，效果較好，炸藥單獨消耗量減少20%，且破碎巖石塊度較小，爆破振動控制在規定數值參數內，隧道的周邊輪廓成型效果較好。在我國，精密爆破技術的發展速度較快，還有很大上升的空間，要更好地完善技術處理機制，整合多元技術控制內容，提升采礦工程的整體效益[8]。

3.采礦工程中爆破技術應用建議

基于爆破技術的應用優勢作用，要建立健全完整的爆破技術方案，全面分析影響爆破技術效果的因素，優選起爆方式的基礎上落實具體工作，合理延長爆破時間，并預留充足的飛石安全范圍，以提升采礦工程項目的整體質量水平。(1)分析影響因素在采礦工程項目中應用爆破技術方案，為了保證爆破效果符合預期，就要整合爆破操作方案，全面分析可能對爆破整體效果產生影響的因素，從而全面落實完整的分析機制，最大程度上提高爆破技術應用控制的合理性。主要影響因素包括炸藥的基本性能、裝藥的結構、巖石性質和地質構造、爆破參數和爆破工藝內容。另外，間隙效應也會影響最終的爆破質量，所謂間隙效應指的就是溝槽效應，混合炸藥細長連續藥柱的狀態下，空氣中會呈現出正常傳遞爆破能量的狀態。但是，炮眼位置若是藥柱和炮眼孔壁之間存在一定的間隙，就會出現爆破中斷、爆轟轉變的燃燒現象，這種情況不僅會造成爆破效果降低，也會增加藥物燃燒的風險。(2)優選起爆方式為了充分發揮爆破技術方案的優勢作用，要結合實際情況和環境狀態優選起爆方式，目前，雷管和藥包是較為常見的引爆材料。較為常見的雷管包括啟動雷管和非電雷管，需要操作人員綜合多元因素落實具體方案。起爆方式的選擇會一定程度上影響最終爆炸的強度和安全水平，因此，需綜合考量多元因素，維持采礦工程項目的整體效果。(3)延長爆破時間之所以要落實相應的操作工序合理性延長爆破時間，就是為了給后續爆破提供較長的操作空間，要依據實際設計方案分析爆破系列、炮孔等具體參數，從而依據實際情況選取更加適合的爆破過程，并合理化調控延遲時間。綜合分析具體操作流程和方案的基礎上，維持應用效率，減少飛石數量的基礎上保證采礦工程項目的安全性。值得一提的是，要預設充足的時間為后排巖石移動提供幫助，避免非爆破炸點或者是點火誤差等問題，以保證爆破技術的處理效果滿足預期的爆破效果。(4)預留充足的飛石安全范圍在爆破過程中難免會產生飛石，因此，要結合安全要求和方案設置爆炸區和警戒區。并且，爆炸區的覆蓋面積要預先應用盤條或者是鐵絲等堅硬的材料予以覆蓋處理。首先，設計方案應用過程中要落實預先處理機制，材料提前放置在有遮蓋的爆炸區域，便于有效完成緩沖時間的釋放和處理，減少大量石塊堆積造成的不良影響。其次，要在區域內張貼專門的標識牌，并且對相應工作順序予以講解，有效避免非工作人員進入到操作區域，維持安全秩序管理水平。最后，要對飛石的距離予以控制，配合相應的計算方式將其合理約束在指定的范圍內，減少經濟損失的同時，也能有效提升操作的效率，打造安全性高、質量性好的工程項目。

4.結束語

總而言之，采礦工程中應用爆破技術，要充分融合技術要求，建立健全完整的技術控制方案，并匹配實際情況落實合理的技術模式，維持技術應用規范和效果，從而及時改進完善技術流程，為采礦工程項目的可持續發展奠定堅實基礎。

作者:郭奇才 單位:山西鄉寧焦煤集團神角煤業有限公司