淺析采礦工程中爆破技術(shù)的運(yùn)用

羅 維

（江西西華山鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 341500）

相對(duì)于世界采礦技術(shù)而言，我國(guó)采礦工程的開(kāi)采技術(shù)較為落后，但國(guó)家的對(duì)外開(kāi)放政策提供了大量機(jī)會(huì)，可以接觸很多新事物和新技術(shù)。如今國(guó)家的科學(xué)技術(shù)在飛速發(fā)展，使得國(guó)內(nèi)采礦工程的爆破技術(shù)也取得了顯著成效，在一定程度上帶動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。采礦工程中最重要的一項(xiàng)內(nèi)容就是穿孔和鑿巖爆破，但實(shí)際施工作業(yè)時(shí)較為困難，所使用的技術(shù)不能符合爆破的要求，因此需要不斷改進(jìn)并創(chuàng)新爆破技術(shù)，這樣不但可以保障生產(chǎn)的安全，同時(shí)能有效提高實(shí)際開(kāi)采的效率，通過(guò)對(duì)新型爆破技術(shù)進(jìn)行研究和制造，對(duì)國(guó)家的礦業(yè)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 概述采礦工程的爆破技術(shù)

目前爆破技術(shù)被應(yīng)用的非常廣泛，在采礦工程、鐵路工程維修、城市公路隧道開(kāi)掘等都會(huì)使用爆破技術(shù)，爆破技術(shù)自身會(huì)具備非常巨大的能力，在一定程度上影響著附近建筑物的整體結(jié)構(gòu)，同時(shí)爆破技術(shù)在礦石開(kāi)采時(shí)起著十分重要的作用。從目前來(lái)看，采礦工程的爆破采礦技術(shù)普遍都是使用水膠和硝銨類的炸藥，在雷管和采煤導(dǎo)暴索中經(jīng)常使用硝銨類炸藥。在進(jìn)行爆破時(shí)，可能會(huì)引發(fā)多種安全事故，所以采礦工程在使用爆破技術(shù)時(shí)，要嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)范執(zhí)行，在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)做好各種保護(hù)措施[1]。

國(guó)家科學(xué)技術(shù)在不斷地發(fā)展，使得采礦工程所使用的爆破技術(shù)取得了明顯進(jìn)步，但與其他國(guó)家的采礦技術(shù)相比，我國(guó)無(wú)論是在開(kāi)采規(guī)模，還是采礦技術(shù)上都較為落后，對(duì)此，采礦工程需要不斷研究并引進(jìn)新型的爆破技術(shù)，同時(shí)還需學(xué)習(xí)并掌握新爆破技術(shù)的原理，讓工程可以積極地使用這類新技術(shù)，只有這樣才能有效提高采礦工程實(shí)際的生產(chǎn)效率，進(jìn)而促進(jìn)國(guó)內(nèi)采礦工程進(jìn)一步發(fā)展。

采礦工程使用的科學(xué)技術(shù)中最重要的就是爆破技術(shù)，如果不能平穩(wěn)、安全地進(jìn)行爆破，那么不僅會(huì)威脅到工人們的生命安全，同時(shí)會(huì)給采礦工程帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為了避免這種情況出現(xiàn)，需要從各個(gè)方面提高采礦技術(shù)的安全系數(shù)，同時(shí)應(yīng)讓工人們意識(shí)到采礦效率的重要性，適當(dāng)借鑒其他發(fā)達(dá)國(guó)家的采礦技術(shù)，吸取技術(shù)中的精華，進(jìn)而提升采礦工程的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量。

2 采礦工程中使用的新爆破技術(shù)

2.1 關(guān)于水膠炸藥爆破技術(shù)

如今國(guó)內(nèi)采礦工程中應(yīng)用最廣泛的炸藥就是水膠炸藥，因?yàn)樵撜ㄋ幍氖袌?chǎng)價(jià)格較低，同時(shí)各個(gè)方面的性能良好，所以在采礦工程中被大范圍的使用。但結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，在使用水膠炸藥的過(guò)程中，其自身的可燃性較高，同時(shí)爆破時(shí)伴隨著非常多的粉塵，很可能引發(fā)安全事故，尤其在開(kāi)采礦床時(shí)，如果礦床含有的硫元素較高，那么可能導(dǎo)致在實(shí)際燃燒時(shí)范圍增大，所以需要對(duì)現(xiàn)有的水膠炸藥進(jìn)行完善和創(chuàng)新，進(jìn)而減少燃燒范圍。另外，在使用水膠炸藥時(shí)，需要提前預(yù)防二次爆炸，同時(shí)還應(yīng)做好相對(duì)應(yīng)的保護(hù)措施，因?yàn)榻鸬V含有的硫元素較高，所以在實(shí)際開(kāi)采時(shí)，需要應(yīng)用水膠炸藥，這樣不但可以避免出現(xiàn)燃燒事故，同時(shí)提高采礦過(guò)程中的安全性。

2.2 關(guān)于爆破無(wú)限分段起爆網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

采礦工程為了提高爆破工作的效率，同時(shí)為了避免二次爆破出現(xiàn)，通常情況都是使用集中一點(diǎn)連續(xù)爆破的方式，進(jìn)而將爆破一次完成，但這樣的方式雖然很有效提升了爆破工作的效率，但并不能判斷是否有殘留的炸藥存在，一旦出現(xiàn)殘留炸藥，則會(huì)直接威脅工人們自身的生命安全。因此，為了保障引爆過(guò)程中的安全性，避免采礦工程出現(xiàn)安全事故，只是使用科學(xué)的爆破技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還應(yīng)對(duì)爆破無(wú)限分段起爆網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行不斷的研發(fā)，讓這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)爆破起爆網(wǎng)絡(luò)后，可以使用導(dǎo)爆管，對(duì)現(xiàn)有炸藥進(jìn)行引爆處理。在這個(gè)引爆過(guò)程中勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)炮孔，但是目前的爆破無(wú)限分段起爆網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在進(jìn)行爆破前期，并沒(méi)有專門檢驗(yàn)的機(jī)械設(shè)備，所以為了確保起爆的信息數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確輸送，應(yīng)在同排炮孔周圍，將瞬發(fā)雷管之間進(jìn)行有效連接，這樣可以實(shí)現(xiàn)良好的爆破效果[2-4]。

2.3 關(guān)于電雷管爆破作業(yè)技術(shù)

結(jié)合目前實(shí)際情況來(lái)看，采礦工程中使用最廣泛的起爆設(shè)備就是電雷管，因?yàn)殡娎坠鼙谱鳂I(yè)技術(shù)具有較多特征，例如實(shí)際操作過(guò)程簡(jiǎn)單、各方面性能良好等，但是這項(xiàng)技術(shù)也存在弊端，就是極易受到外界因素的作用和影響，可能會(huì)出現(xiàn)遲爆、半爆以及殘爆等現(xiàn)象，非常容易出現(xiàn)各種安全事故。因此，需要針對(duì)性分析事故出現(xiàn)的影響因素，最終找到安全事故出現(xiàn)的主要原因，通常情況下，都是由雷電、靜電流等因素，應(yīng)對(duì)這些影響因素采取科學(xué)有效的防御對(duì)策，在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)加強(qiáng)采礦工程的各項(xiàng)防護(hù)措施，這樣才可以從整體保證采礦工程采礦作業(yè)時(shí)的安全。

3 采礦工程中爆破技術(shù)的具體運(yùn)用

3.1 鑿巖劈裂機(jī)技術(shù)

結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，采礦工程在開(kāi)采時(shí)經(jīng)常使用鑿巖劈裂機(jī)技術(shù)，在對(duì)大規(guī)模的礦山巖石進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，會(huì)先使用機(jī)械對(duì)其進(jìn)行鑿孔，然后在孔洞中插入專門的劈裂桿，這樣當(dāng)劈裂機(jī)械在運(yùn)作時(shí)，會(huì)與孔洞中的劈裂桿產(chǎn)生反作用力，同時(shí)劈裂桿自身會(huì)不斷地向礦山巖石內(nèi)施壓，進(jìn)而將原本非常巨大的巖石一份為二，因此使用這樣技術(shù)可以很輕松地將巖石鑿開(kāi)。另外，在使用鑿巖劈裂機(jī)技術(shù)的過(guò)程中，劈裂機(jī)只是對(duì)巖石施壓，不會(huì)對(duì)其自身進(jìn)行損壞，同時(shí)劈裂機(jī)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，不會(huì)影響施工作業(yè)周圍的環(huán)境。如果整體礦山的巖層較為薄弱，那么使用鑿巖劈裂機(jī)技術(shù)對(duì)實(shí)際開(kāi)鑿時(shí)具有較好的使用效果。

3.2 定向爆破技術(shù)

采礦工程使用炸藥進(jìn)行采礦時(shí)，最常見(jiàn)的開(kāi)采技術(shù)手段就是定向爆破，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)可以重點(diǎn)對(duì)礦山外層懸空的巖石進(jìn)行精準(zhǔn)爆破，同時(shí)能對(duì)爆破結(jié)束后的數(shù)據(jù)提前進(jìn)行預(yù)測(cè)，這樣則可以防止進(jìn)行爆破時(shí)出現(xiàn)安全事故。近年來(lái)，我國(guó)采礦工程所使用的定向爆破技術(shù)得到了飛速發(fā)展，在實(shí)際開(kāi)采中使用這項(xiàng)技術(shù)，可以從整體提高開(kāi)采過(guò)程中施工作業(yè)的效率。在使用定向爆破技術(shù)時(shí)，會(huì)將銅制金屬盤和猛性炸藥進(jìn)行結(jié)合，當(dāng)對(duì)礦山巖石進(jìn)行爆破時(shí)，銅制金屬盤會(huì)以最快的速度向巖石進(jìn)行沖擊，這樣則可以擊穿巖石的最深層。另外，在進(jìn)行爆破前期應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，進(jìn)而判斷炸藥的使用量是否滿足施工作業(yè)的需求，同時(shí)可以避免礦山巖石出現(xiàn)溜井問(wèn)題。

3.3 等離子爆破技術(shù)

近年來(lái)等離子爆破技術(shù)取得了非常顯著的技術(shù)成果，目前技術(shù)的有關(guān)研究人員正在進(jìn)行一項(xiàng)新的研究技術(shù)，主要將電能替換成化學(xué)能，然后再對(duì)礦山巖石進(jìn)行爆破，這項(xiàng)技術(shù)電容器中儲(chǔ)存大量的電能，利用起爆控制器可以直接操控電路，進(jìn)而完成電流裝置一系列的操作，同時(shí)會(huì)將礦山巖石孔洞上的同軸爆破電極連接頭和同軸電纜進(jìn)行精準(zhǔn)連接，在對(duì)巖石進(jìn)行起爆時(shí)，儲(chǔ)能電容器中巨大的電能可以在最短的時(shí)間內(nèi)，對(duì)封閉孔內(nèi)250到490mm位置的電解質(zhì)釋放電能，同時(shí)電能會(huì)將電解質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)化成高電離氣體和離子體，其中的壓力可以超出300MPa，高溫電離氣體和離子體自身快速膨脹，進(jìn)而將礦山巖石擊碎。

等離子爆破技術(shù)自身會(huì)在一瞬間產(chǎn)生高溫離子氣體，從而產(chǎn)生極大的沖擊波，在巖石內(nèi)部可以形成強(qiáng)大的應(yīng)力場(chǎng)，這種爆破技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)使用化學(xué)炸藥的起爆效果，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，所以不會(huì)影響工人們的生命安全，而且在一定程度上改善了采礦場(chǎng)作業(yè)的環(huán)境。目前仍在不斷研發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，研究人員正在研究一種可以二次利用的電極，讓其可以承受非常巨大的爆破力，同時(shí)增加重復(fù)利用的次數(shù)，這樣不但可以減少實(shí)際使用的成本，而且能較好的提高爆破作業(yè)的效率。但目前這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際使用時(shí)，還是會(huì)存在較多問(wèn)題，所以相關(guān)技術(shù)研究人員還應(yīng)加大研發(fā)力度，進(jìn)而讓采礦工程中可以積極地使用這項(xiàng)技術(shù)。

3.4 激光和光纖起爆系統(tǒng)

從整體來(lái)看，起爆系統(tǒng)主要就是由激光和光纖兩部分共同構(gòu)成，同時(shí)都是由一臺(tái)激光定心裝置進(jìn)行控制，然后借助光纖跳閘母線和光纖跳線對(duì)激光雷管起爆裝置進(jìn)行照射，進(jìn)而完成一系列的起爆流程。激光和光纖起爆系統(tǒng)屬于一種新型的起爆系統(tǒng)，兩者與電力起爆系統(tǒng)存在的明顯區(qū)別則是，激光和光纖起爆系統(tǒng)會(huì)利用激光作為雷管起爆的主要能量，這樣不僅避免了零亂雜散電流對(duì)整體起爆系統(tǒng)帶來(lái)的不良影響，同時(shí)在一定程度上可以有效防止出現(xiàn)誤爆事故。激光主要使用光纖傳輸方式，所以激光照射不會(huì)給人們帶來(lái)不良影響。另外，使用這種裝置，不但保障引爆過(guò)程中的安全性，而且可以符合遠(yuǎn)距離引爆的要求。通常情況下，激光裝置都是由面積和體積較小，以及精準(zhǔn)度較高的納秒脈沖激光器組成，這種裝置具備較多特點(diǎn)，例如續(xù)燃性能較強(qiáng)、延時(shí)性能良好等。

3.5 堵塞爆破技術(shù)的應(yīng)運(yùn)用

采礦工程中應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)的一項(xiàng)技術(shù)就是堵塞爆破技術(shù)，采礦工程最早使用的堵塞物多數(shù)都是巖石粉和砂石土，主要就是對(duì)炮孔位置進(jìn)行堵塞，但這樣不僅無(wú)法保障實(shí)際爆破的質(zhì)量，而且也不能起到較好的爆破成效。因此對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行不斷的研發(fā)和研究，將以往地堵塞物質(zhì)更換成水，這樣不但實(shí)現(xiàn)了良好地爆破質(zhì)量和成效，而且有效減少了實(shí)際爆破時(shí)所需成本。但在實(shí)際運(yùn)用堵塞爆破技術(shù)時(shí)，施工作業(yè)會(huì)存在一定困難，同時(shí)工程所使用的施工工藝較為復(fù)雜。首先在運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，需要先觀察水炮孔的狀況，如果出現(xiàn)封堵，那么可以在孔洞中放入防水炸藥包，這樣可以讓防水炸藥包與炮孔孔壁進(jìn)行銜接。其次如果沒(méi)有出現(xiàn)封堵，那么可以直接在炮孔中注入水，讓其達(dá)到適合的堵塞位置。

4 采礦工程中運(yùn)用爆破技術(shù)的注意事項(xiàng)

4.1 應(yīng)選擇科學(xué)合理的引爆方式

在對(duì)礦山巖石進(jìn)行引爆時(shí)，需要充分考慮多方面的因素，例如爆堆的實(shí)際分布、爆塊的均勻性等，引爆方式在一定程度上影響著開(kāi)采作業(yè)的效果。另外，在運(yùn)用斜線起爆和V型逐孔起爆時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注孔動(dòng)距離和支撐線的狀況，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化處理，這樣在進(jìn)行寬孔起爆時(shí)，可以很好地將巖石擊碎。但是在使用V型逐孔起爆方式進(jìn)行起爆時(shí)，相比于同段位的起爆時(shí)間要更早，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因則是受到了達(dá)壓制的作用，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)根底情況，這時(shí)則可以使用V型張角，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好的起爆效果。

4.2 明確延期的具體時(shí)間

在對(duì)井下進(jìn)行采礦時(shí)，使用最廣泛的一項(xiàng)技術(shù)就是深孔爆破技術(shù)，實(shí)際運(yùn)用的是短時(shí)間引爆方式，在設(shè)計(jì)引爆網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要保障每個(gè)孔自身都可以實(shí)現(xiàn)自由崩落，讓炮孔之間可以拖延時(shí)間，進(jìn)而為后續(xù)的爆破過(guò)程提供自由面。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)嚴(yán)格按照每米最小抵抗線推遲15到25ms的原則，進(jìn)而得出最合理的延遲時(shí)間，將起爆成效可以維持一種穩(wěn)定的狀態(tài)，同時(shí)可以很好地避免出現(xiàn)飛石情況，從而為后續(xù)的礦石巖石起爆提供充足準(zhǔn)備和移動(dòng)的時(shí)間，保障采礦工程可以順利地完成爆破工作。

4.3 預(yù)防并控制飛石安全

采礦工程在對(duì)井下進(jìn)行采礦作業(yè)時(shí)，在實(shí)際運(yùn)用采腦筋深孔溫存技術(shù)時(shí)，非常容易在孔口位置發(fā)生飛石情況，產(chǎn)生飛石的主要因素則是，起爆時(shí)炸藥的投入量過(guò)大，另外會(huì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的堵塞，因此極易在孔口處產(chǎn)生飛石，如果堵塞不精密，那么會(huì)導(dǎo)致孔口位置處逐漸變得松弛，進(jìn)而發(fā)生飛石現(xiàn)象。所以為了有效避免這種現(xiàn)象出現(xiàn)，需要在孔口處增加砂包，這樣可以很好地預(yù)防并控制孔口位置處產(chǎn)生飛石[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

采礦過(guò)程中的安全和穩(wěn)定不僅關(guān)系著采礦工程的質(zhì)量，同時(shí)也決定著礦山生產(chǎn)的安全。因此采礦工程在對(duì)礦山進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，應(yīng)選擇科學(xué)合理的爆破技術(shù)，這樣不但可以保障采礦施工作業(yè)的安全性，而且能從整體提高采礦工程的開(kāi)采效率。結(jié)合目前實(shí)際情況來(lái)看，與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比，國(guó)內(nèi)采礦工程所使用的爆破技術(shù)較為落后，因此相關(guān)研究人員應(yīng)加大對(duì)技術(shù)的研究力度，借鑒其他發(fā)達(dá)國(guó)家的爆破技術(shù)，提高我國(guó)礦業(yè)的實(shí)際產(chǎn)量，進(jìn)而讓采礦行業(yè)可以進(jìn)一步發(fā)展。