關(guān)于井下銅礦開采中深孔爆破技術(shù)的探討

鄒道明

（江西銅業(yè)集團(tuán)銀山礦業(yè)有限責(zé)任公司，江西 德興 334200）

在我國銅礦露天礦藏產(chǎn)量減少的背景下，井下開采工程逐漸成為主流。通過中深孔爆破技術(shù)，不僅能夠加強(qiáng)開采安全性，還能顯著提升銅礦開采效率，該點對我國工業(yè)發(fā)展具有積極的促進(jìn)意義。

1 中深孔爆破技術(shù)

中深孔爆破技術(shù)手段在土石方工程中具有重要地位，其在我國礦藏開采工程中已得到廣泛應(yīng)用。該項技術(shù)在縮短開采工期的同時，還能夠提高工程經(jīng)濟(jì)效益。目前，隨著鉆孔設(shè)備的不斷更新，中深孔爆破技術(shù)在各大工程中所取得的成果也在不斷提升。在正式應(yīng)用中深孔爆破技術(shù)時，有關(guān)人員必須充分了解開采工程的實際情況[1]。以此為基礎(chǔ)，人員才能精準(zhǔn)分析該手段的爆破質(zhì)量，并準(zhǔn)確預(yù)估其所能產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，從而實現(xiàn)有效減少開采工程投入成本。在分析爆破質(zhì)量時，分析人員需結(jié)合多方面因素進(jìn)行綜合考量，例如巖塊有無低根、爆堆實際松散程度、巖塊質(zhì)量以及大小，若分析過程中未考慮某一要素，將導(dǎo)致爆破質(zhì)量出現(xiàn)誤差，造成惡劣影響。此外，經(jīng)研究表明，施工人員在進(jìn)行爆破時通過控制最小抵抗線，能夠有效減少過程中出現(xiàn)的噪音、飛石以及振動等現(xiàn)象，從而減少中深孔爆破技術(shù)所存在的安全隱患。

目前，我國為節(jié)約爆破成本，已對爆破技術(shù)指標(biāo)采取優(yōu)化措施。優(yōu)化后的指標(biāo)在改善碎石條件、為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)的同時，還對爆破人員提出新要求。即，要求爆破人員利用數(shù)量較少的炸藥，實現(xiàn)比以往更高的爆破質(zhì)量。因此，在實際爆破過程中，爆破人員應(yīng)進(jìn)行考慮的因素增多，其不僅需要對爆破參數(shù)等問題給予高度重視，還要不斷完善中深孔爆破技術(shù)的爆破工藝，以此才能取得良好的爆破成果。該點對開采工程具有重要作用。

2 井下銅礦開采中深孔爆破技術(shù)的應(yīng)用范圍

首先，我國已有多數(shù)工程在實際施工中使用中深孔爆破技術(shù)，例如礦山剝離、鐵路開挖以及水利等多項工程。該項技術(shù)不僅能夠提高以上工程的綜合效益，還能夠有效降低開采成本，因此隨著時間推移，中深孔爆破技術(shù)已成為多項工程的主要爆破方式，并且，其應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。其次，從中深孔爆破技術(shù)的安全性角度出發(fā)，礦產(chǎn)企業(yè)在應(yīng)用該項技術(shù)時并未出現(xiàn)安全事故，反而因礦藏開采工程爆破次數(shù)減少等，有效解決機(jī)械化程度低、生產(chǎn)規(guī)模小等問題。以此，有關(guān)企業(yè)礦藏開采效率連年增長。由此可以發(fā)現(xiàn)，中深孔爆破技術(shù)具有極高的使用、推廣價值[2]。最后，該項技術(shù)手段在保障作業(yè)安全的同時，還與我國礦藏開采專項治理工作具有密切聯(lián)系。正確利用中深孔爆破技術(shù)能夠為我國礦藏開采專項治理工作的推進(jìn)提供保障作用，其可以通過確保專項資金能夠落實，從而促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程。該點對我國礦產(chǎn)開發(fā)工作、工業(yè)發(fā)展水平具有積極的促進(jìn)作用。

總之，中深孔爆破技術(shù)可以為處于不同條件下的井下銅礦開采創(chuàng)造有利空間，在加強(qiáng)其開采能力的同時，還能夠有效減少爆破困擾。

3 井下銅礦開采中深孔爆破技術(shù)的重要參數(shù)

3.1 炮孔直徑與深度

炮孔直徑與炮孔深度是中深孔爆破技術(shù)的重要組成部分，施工人員需根據(jù)巖石性質(zhì)以及鉆機(jī)類型判定炮孔直徑。多數(shù)情況下，礦藏開采工程中所使用的中深孔鉆機(jī)直徑約為80mm～200mm，在明確其型號后，施工人員即可以確定炮孔直徑。目前我國常見的中深孔炮孔直徑有150mm、100mm、80mm、45mm 等，因此可供選擇的直徑有許多。而針對井下銅礦開采工程，施工人員所選取的炮孔直徑數(shù)值較小，多為80mm～100mm。

3.2 最小抵抗線

最小抵抗線這一參數(shù)能夠?qū)χ猩羁妆菩Чa(chǎn)生直接影響。經(jīng)過多次實踐可以發(fā)現(xiàn)，在實際爆破過程中，炮孔前排抵抗線若較大，不僅能夠?qū)е屡趨^(qū)無法前推、出現(xiàn)后沖現(xiàn)象、拉裂嚴(yán)重，而且還會導(dǎo)致低根數(shù)量增多、巖石大塊率顯著提升，從而對下次爆破作業(yè)進(jìn)度產(chǎn)生影響；若炮孔前排抵抗線較小，不僅加大炸藥投入成本、延長鉆孔施工時間、影響開采工程的整體進(jìn)度，而且還會引發(fā)飛石現(xiàn)象，對施工人員生命安全構(gòu)成威脅[3]。有關(guān)人員需結(jié)合巖石硬度、炸藥實際威力、炮孔直徑以及角度等多項因數(shù)，由此才能判斷出最小抵抗線的數(shù)值。但以上因數(shù)具有極強(qiáng)的復(fù)雜性，難以用公式準(zhǔn)確表示，因此在實際爆破設(shè)計中，有關(guān)人員只能依據(jù)經(jīng)驗公式進(jìn)行計算。在此基礎(chǔ)上，有關(guān)人員應(yīng)根據(jù)開采工程實際情況對抵抗線參數(shù)不斷進(jìn)行調(diào)整，以此取得良好的爆破成果。

3.3 炮孔間距與炮孔排距

炮孔間距主要指相鄰中深孔之間的距離。設(shè)計人員可以依照經(jīng)驗公式計算炮孔間距，即：a=mW。該式中，a 為炮孔間距，m 為炮孔密集系數(shù)，W 為最小抵抗線。通常情況下，m 數(shù)值多是大于1；在炮孔直徑較大的情況下，m 數(shù)值多是3～4，或更大的數(shù)值。炮孔排距為b，其主要指相鄰兩排中深孔之間的距離，確定方法與最小抵抗線的確定方法類似。

3.4 炸藥單耗

炸藥單耗參數(shù)在爆破設(shè)計藥量計算中具有重要地位，其主要指爆破單位體積巖石的炸藥量系數(shù)?？蓪φㄋ巻魏漠a(chǎn)生影響的因素存在許多，發(fā)生變化的范圍廣泛。在有關(guān)人員確定炸藥用量后，若安裝炸藥、堵塞以及起爆方式一致，那么炸藥單耗即根據(jù)巖石硬度、均勻性、最小抵抗線數(shù)值以及自由面發(fā)生改變。因此，有關(guān)人員常常需要通過大量試驗與實踐，達(dá)到驗證炸藥單耗值的目的。此外，盲目增加炸藥單耗無法100%提升爆破效果，其能量多是浪費在粉碎巖石等有害因素上。在特定爆破條件下，不同巖石具有差異性炸藥單耗，因此每個中深孔爆破工程多是根據(jù)經(jīng)驗、工程試驗以及巖石特性確定炸藥單耗。

3.5 炸藥安裝方法

傳統(tǒng)炸藥安裝方法多是依靠人工進(jìn)行，該種方法不僅具有極高的勞動強(qiáng)度，而且炸藥安裝效率較低，且質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)不符，極易對爆破效果產(chǎn)生影響。但隨著科技技術(shù)不斷發(fā)展，傳統(tǒng)炸藥安裝方法已被機(jī)械化炸藥安裝方法取代。此類安裝方法能夠顯著提升炸藥安裝效率與質(zhì)量，并且具有良好的爆破效果。

3.6 炮孔堵塞

合理的炮孔堵塞長度能夠顯著改善爆破效果、炸藥利用程度以及堵塞質(zhì)量?？茖W(xué)堵塞不僅能夠減少能量損失，而且還能減少炮孔炸藥安裝量，從而達(dá)到節(jié)省炸藥的目的。若炮孔堵塞長度超于標(biāo)準(zhǔn)，將導(dǎo)致爆破量降低、巖石塊過大等多種現(xiàn)象；若堵塞長度過短，將造成沖炮現(xiàn)象，致使炸藥能量大程度損失，影響巖石破碎質(zhì)量的同時，產(chǎn)生低根。

4 井下銅礦開采中深孔爆破技術(shù)的實際應(yīng)用

本文列舉實際案例，對中深孔爆破技術(shù)在井下銅礦開采工程中的實際應(yīng)用進(jìn)行分析。根據(jù)資料顯示，該銅礦屬于地下礦山，其需進(jìn)行開采的礦體以銅礦為主，伴有金、銀等多種傾斜厚大礦體，距離地面約120 米左右。礦體形態(tài)較為復(fù)雜，呈現(xiàn)不規(guī)則凸鏡形狀，多見分枝復(fù)合現(xiàn)象。礦體略呈現(xiàn)北傾狀，傾狀角度為12°。基本走向與地層保持一致，均為北東10°～20°，傾角45°～50°，平均走向約為158 米，厚度為17.73 米，礦石種類為致密塊狀高硫礦石。

4.1 采準(zhǔn)與切割

采準(zhǔn)、切割工程包括多個方面（如表1 所示）。

表1 采場的采準(zhǔn)與切割

4.2 具體參數(shù)

在炮孔直徑參數(shù)中，有關(guān)人員應(yīng)采用上向垂直扇形中深孔，鑿巖機(jī)型號應(yīng)選擇YQZ-90，立架高度應(yīng)為1.2m，炮孔直徑為55mm；在最小抵抗線參數(shù)中，有關(guān)人員可根據(jù)公式，計算出最小抵抗線數(shù)值=1.2m；有關(guān)人員可根據(jù)研究以及礦體實際情況確定孔低距數(shù)值為2m；結(jié)合巖石特性、自由面以及起爆方式等因素，可確定炸藥單耗=1.4kg/m3。

4.3 爆破事宜

在實際爆破中，規(guī)模應(yīng)如下：每次爆破量為3 排，銅礦量為1173t；炸藥使用量為293kg?？紤]到返粉率等因素，因此硝銨炸藥每次制作300kg 即可；方案應(yīng)如下：采用型號為BQ-100 的裝藥器進(jìn)行裝藥、孔低方式進(jìn)行起爆，實際方法為非電導(dǎo)爆管復(fù)式起爆。經(jīng)過研究，可發(fā)現(xiàn)爆破網(wǎng)絡(luò)連接（如圖1 所示）。

圖1 爆破網(wǎng)絡(luò)連接

此外，管理人員應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)管高危炸藥，禁止明火等因素的同時，還要盡最大可能降低炸藥單耗，以此，中深孔爆破技術(shù)才可發(fā)揮全部價值[4]。在經(jīng)過以上步驟后，該銅礦開采效率將顯著提升。

5 結(jié)束語

綜上所述，在井下銅礦開采工程中，中深孔爆破技術(shù)具有重要地位。充分利用該項技術(shù)的同時，有關(guān)人員需對炸藥拌勻程度與能量給予高度重視，減少炸藥浪費?；诖?，中深孔爆破技術(shù)將產(chǎn)生高程度經(jīng)濟(jì)效益，為我國工業(yè)發(fā)展提供保障作用。