礦山開采中工程爆破技術(shù)的應(yīng)用探討

楊志剛

滎經(jīng)縣鳳凰煤業(yè)有限公司，中國·四川 雅安 625200

1 引言

正確應(yīng)用工程爆破技術(shù)是保證礦山開采作業(yè)順利進行的關(guān)鍵所在，提升礦山開采作業(yè)的規(guī)范程度、完整性和可靠性，對此，在開展工程爆破作業(yè)前，要結(jié)合開采作業(yè)的周邊環(huán)境，綜合考慮多方面的影響因素，制定切合實際的爆破技術(shù)方案，用于指導(dǎo)爆破工作有序開展，降低采礦作業(yè)成本，達到理想的爆破成效。工程爆破技術(shù)在礦山開采中發(fā)揮著重要作用，屬于一種常見且使用效果良好的技術(shù)類型，在維護采礦作業(yè)安全方面具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。另一方面，為了控制和預(yù)防礦井爆破作業(yè)中的安全生產(chǎn)事故，采用了危險前分析方法，結(jié)合相關(guān)的礦山爆破施工經(jīng)驗，探討了礦井爆破施工中的安全問題，并結(jié)合露天礦，提出了相應(yīng)的對策。

目前，工程爆破技術(shù)在礦山開采中的應(yīng)用較為普遍，有效滿足工程爆破的實際需要，中國礦產(chǎn)資源豐富，分布范圍廣，爆破技術(shù)憑借自身應(yīng)用優(yōu)勢和價值對于礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展具有推動作用，所以有必要深層次分析和研究爆破技術(shù)，確保將技術(shù)價值最大化，高質(zhì)量、高效率地完成礦山開采作業(yè)項目，為礦產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。

2 目前礦山工程中常見的爆破技術(shù)類型

2.1 定向爆破技術(shù)

定向爆破技術(shù)在礦山開采作業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟化，能夠依據(jù)實際作業(yè)需要完成指定區(qū)域的爆破工作，最大程度地減少巖石碎屑數(shù)量，營造更加安全、穩(wěn)定的采礦作業(yè)環(huán)境，有效規(guī)避作業(yè)環(huán)境中的技術(shù)及管理風(fēng)險。但是需要特別注意的是，在選擇和應(yīng)用爆破技術(shù)的前期工作中，相關(guān)開采作業(yè)人員要全方位地勘查和調(diào)研開采作業(yè)環(huán)境的各項指標、因素等，從專業(yè)角度分析礦山的地質(zhì)條件及自然因素等等，目的則是控制現(xiàn)場安全事故問題的產(chǎn)生。

定向爆破技術(shù)表現(xiàn)出較強的科學(xué)性和有效性，在選擇爆破物材質(zhì)上具有高要求，以此控制礦石溜井等不良情況產(chǎn)生，相對于其它爆破技術(shù)來講，對露天開采及井下作業(yè)等沒有很多的限制條件。在嚴格執(zhí)行爆破操作流程的基礎(chǔ)上，定向爆破技術(shù)的規(guī)范化應(yīng)用既可以獲得精準的爆破結(jié)果，又可以高效完成爆破預(yù)定目標，實時掌握巖石密度變化情況[1]。

2.2 電子雷管爆破技術(shù)

若與傳統(tǒng)的化學(xué)炸藥爆破技術(shù)相比，電子雷管這一爆破技術(shù)可以彌補爆破時間不準確以及爆破效果無法把控等問題，通過創(chuàng)新改造小型電路與雷管之間的連接裝置，實現(xiàn)對爆破作業(yè)效果的精準把控。在具體的爆破方案制定過程當中，需要技術(shù)團隊充分利用自身專業(yè)知識，全面拆解、分析特定型號的電子雷管爆炸裝置，這一工作的根本目標是模擬分析爆炸精準時間及爆炸程度，以更好地把控安全距離和最終的爆破成效[2]。電子雷管爆破技術(shù)的推廣應(yīng)用，更多的是建立在全面分析開采地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上的，保證爆破效果達到預(yù)期效果，減少爆破不足而采取人工補充爆破操作的次數(shù)。實踐來看，電子雷管爆破技術(shù)主要應(yīng)用在露天礦山和地下礦井條件中，而且不會影響想巷道掘進路徑，對外界自然環(huán)境的平衡發(fā)展具有積極意義。

2.3 光纖激光起爆系統(tǒng)

光纖激光起爆系統(tǒng)具體鮮明的自動化及智能化特性，作為工程爆破技術(shù)的新興手段，能夠依據(jù)開采作業(yè)的現(xiàn)實情況及一些約束限制條件，設(shè)定合理配置的起爆參數(shù)，同時通過全面分析爆炸物的情形，確保爆破效果更加理想。光纖激光起爆系統(tǒng)的應(yīng)用同樣不會對礦山周邊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)及工作人員造成影響，極大地保障了現(xiàn)場作業(yè)人員安全。在露天采礦作業(yè)條件下，光纖起爆激光系統(tǒng)還體現(xiàn)出了另外的優(yōu)勢，協(xié)助并幫助技術(shù)人員迅速排除各方面的干擾因素，監(jiān)測、分析和統(tǒng)計爆炸過程各類雜質(zhì)及煤塵含量比例，明確爆炸情況。光纖激光起爆系統(tǒng)集合應(yīng)用了多種高新技術(shù)，那么在實際應(yīng)用過程要與機電設(shè)備以及計算機設(shè)備聯(lián)合應(yīng)用，借助計算機技術(shù)及設(shè)施獲得有關(guān)爆炸的信息，包括爆炸時間及爆炸成果。光纖激光起爆系統(tǒng)的合理化應(yīng)用，顯著提高了礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，給礦山開采作業(yè)的實施提供了技術(shù)支撐。

3 礦山開采中工程爆破技術(shù)的應(yīng)用要點

3.1 確定炮孔堵塞長度

想要發(fā)揮出工程爆破技術(shù)的最大作用，提前做好各方面問題的分析十分必要，尤其是在控制炮孔堵塞長度方面，倘若長度過短，爆炸物在非常短的時間內(nèi)就會沖出炮管，直接影響爆炸效果，為了避免這一問題產(chǎn)生，在爆破前務(wù)必嚴謹檢查炮孔堵塞長度，優(yōu)先采取綜合裝藥的方式，科學(xué)設(shè)計炮孔堵塞長度，以獲得理想化的爆破效果。通常情況，將炮孔堵塞長度設(shè)定為底盤抵抗線的0.75 倍范圍以內(nèi)，與此同時，一定要綜合考慮火藥自身特性和巖石條件，以這些條件為依據(jù)精準調(diào)整堵塞長度，確保爆破質(zhì)量最優(yōu)。另外，要做好飛石情況的預(yù)防，最好將堵塞長度與孔徑比控制在二十倍上下，這樣也是為了獲得較好的爆破效果。

3.2 井巷掘進爆破技術(shù)

井巷掘進作業(yè)中，要認真考慮爆破地點，明確實際爆破過程的多方面影響因素或干擾因素，舉個簡單的例子，在礦山內(nèi)部如果存有是斜井隧道，一旦對礦山各方面資料理解不全面或者不夠深入無疑會影響爆破工作的進展，對此，首先要明確具體方案是否具有可行性，以免在掘進過程出現(xiàn)端面等因素而影響掘進進度及效果，要求工作人員合理應(yīng)用掘進技術(shù)，全面分析多方面影響因素的同時按照施工標準展開各項工作，確保掘進工作安全有序進行。對于掘進后期工作而言，要注重對炮孔距離、深度及數(shù)量等數(shù)據(jù)分析，為后續(xù)工作的順利實施打下技術(shù)，切實提高各項工作效能，推動礦產(chǎn)行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展[3]。

3.3 分析爆破振動頻率

工程爆破技術(shù)在實際應(yīng)用過程，也要綜合分析爆破振動頻率，尤其是露天爆破方案，保證所有孔位之間是相互獨立的，最終以空間狀態(tài)分布的局面呈現(xiàn)出來，進而不會影響實際的爆破效果，有序開展和落實各方面爆破工作。由于爆破工作受多方面因素的影響，其中的炮孔傳播距離與時間是有著差距性的，會造成振動頻率分散，從諸多角度對爆破振動頻率進行分析，可以更好地維護礦山安全。但是實際工作開展階段，往往爆破結(jié)果與實際結(jié)構(gòu)具有差異性，而振動頻率是否實合理直接威脅著爆破成果，從這一角度來看，全方位的綜合分析爆破振動頻率非常關(guān)鍵，給予施工安全保障，有效防范因為安全因素而影響礦山開采工作的順利進行。

3.4 露天采礦邊坡控制

通常邊坡的爆破作業(yè)要求較為嚴格，爆破具體過程要保證對結(jié)構(gòu)布局有精準的掌握，便于制定與實際情況吻合的爆破方案，安全穩(wěn)定地開展爆破工作，控制相關(guān)衍生問題的產(chǎn)生。在爆破作業(yè)實施前，必須高度重視以及全面考慮爆破施工的安全問題，注意防范邊坡滾石問題的出現(xiàn)。由于露天煤礦開采具有一定的難度系數(shù)，充分做好前期準備工作必不可少，包括成本控制、進度計劃等，保障爆破作業(yè)具有規(guī)范性、安全性。

4 當前工程爆破技術(shù)的運用缺陷

4.1 工程爆破技術(shù)的管理缺陷

在社會經(jīng)濟高速發(fā)展的時代背景下，越來越多的先進技術(shù)、設(shè)備等引入應(yīng)用在礦產(chǎn)企業(yè)中，大大提高了礦產(chǎn)企業(yè)的爆破作業(yè)質(zhì)量，但是在使用先進爆破技術(shù)時，還存在很多管理方面的問題制約技術(shù)的應(yīng)用效果，相關(guān)問題的產(chǎn)生主要因為對先進爆破技術(shù)的認知不夠科學(xué)，將爆破技術(shù)的應(yīng)用停留在理論層面，無法將爆破理論與實踐工作完美結(jié)合應(yīng)用，導(dǎo)致工程爆破技術(shù)應(yīng)用價值削減。

4.2 工程爆破技術(shù)的安全問題

礦山開采工作本身具有一定的安全風(fēng)險，加上爆破作業(yè)過程的動態(tài)因素，使開采工作人員的生命安全受到威脅，要求礦產(chǎn)企業(yè)及相關(guān)管理人員高度重視礦山作業(yè)安全，否則會影響和制約礦產(chǎn)企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。而實際爆破作業(yè)過程想要避免安全事件的產(chǎn)生是很難的，原因在于開采作業(yè)人員的綜合能力水平不高，對爆破安全缺乏正確的認知，未能按照規(guī)范要求落實爆破工作[4]。

5 優(yōu)化礦山開采中工程爆破技術(shù)的應(yīng)用策略

5.1 確定爆破安全范圍

不管是露天還是井下開采作業(yè)，如何選擇工程爆破技術(shù)是一項重要工作，從業(yè)人員以及管理人員要明確劃分爆破作業(yè)范圍，精準確定安全距離。實際的采礦作業(yè)過程，結(jié)合實際工作的全面信息評估及統(tǒng)計結(jié)果測定安全距離，同時注意對擬爆地點自然環(huán)境、水文地質(zhì)條件等進行約束與限制，還要做好巖層結(jié)構(gòu)及其密度變化情況的模擬分析，借助先進的三維建模軟件完成可行性評估。在獲得爆破范圍及后續(xù)的爆破結(jié)果后，將安全距離作為控制爆破作業(yè)現(xiàn)場安全的重要指標，切實維護現(xiàn)場作業(yè)人員及設(shè)備安全。進行安全距離測定及確定時，要掌握建筑物或山體可承受的安全范圍，利用安全距離計算方法獲得與爆破實際情況最為貼合的數(shù)值，同時要與爆破方案進行精細比對，以此確定爆破范圍及安全距離，為后續(xù)爆破工作的順利進行打下基礎(chǔ)。

5.2 科學(xué)計算爆破參數(shù)

爆破參數(shù)計算是否精準是影響礦山開采作業(yè)能否可靠進行的關(guān)鍵，同時也是影響后續(xù)開采進度的一個重要方面，一般情況，非定向爆破技術(shù)的影響范圍較大，致使爆破參數(shù)模糊，而定向及自動化爆破系統(tǒng)的應(yīng)用涉及很多的爆破參數(shù)，比如化學(xué)炸藥、電子雷管等設(shè)施，除此之外爆破設(shè)施的布局結(jié)構(gòu)也會對爆破參數(shù)產(chǎn)生影響。實際工作中通常以確保礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生偏移為根本出發(fā)點，根據(jù)礦山工作環(huán)境科學(xué)計算各項爆破參數(shù)，以此預(yù)防爆炸現(xiàn)場溜井等不良狀況的產(chǎn)生，提升爆破工作的精準度和穩(wěn)定性。當前的爆破參數(shù)計算，主要是借助先進的傳感設(shè)備及遙感攝像裝置，借助科技力量確定精確的爆破方位及其涉及的影響范圍，指導(dǎo)爆破工作井然有序地進行[5]。

5.3 規(guī)范爆破技術(shù)操作

爆破技術(shù)的應(yīng)用更加關(guān)注技術(shù)的實施安全，規(guī)范整個爆破作業(yè)流程有助于提高開采作業(yè)的安全可靠性，要求技術(shù)人員全面落實安全管理規(guī)范，按照規(guī)范操作要求展開爆破作業(yè)。作為現(xiàn)代化的煤礦企業(yè)而言，務(wù)必將爆破實施計劃同技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)實情況相銜接，以維護爆破環(huán)境安全為前提，促進各項爆破作業(yè)指標順利達成[6]。按照各類工程爆破技術(shù)規(guī)范，高度重視每個細節(jié)作業(yè)的管理規(guī)范，這樣也是防范諸多意外事故產(chǎn)生的有力保障，實現(xiàn)對各類工程爆破技術(shù)的安全監(jiān)管。另外，應(yīng)當加強對爆破技術(shù)操作流程的管理力度，不斷提升技術(shù)人員的綜合能力，確保對礦山爆破工作有正確的認知，認識到自身工作的重要性及影響，促進爆破技術(shù)規(guī)范化發(fā)展[7]。

6 結(jié)語

綜上所述，當前中國經(jīng)濟建設(shè)步伐不斷加快，加上科學(xué)技術(shù)水平的提高，在礦山開采過程開始推廣應(yīng)用先進的爆破技術(shù)，對于礦產(chǎn)企業(yè)來講兼具發(fā)展挑戰(zhàn)與難題，要求礦產(chǎn)企業(yè)積極引入前沿的爆破技術(shù)，重點關(guān)注爆破技術(shù)的應(yīng)用安全，多角度考慮礦山爆破的環(huán)境條件及影響因素等，制定出切合實際的爆破方案推進各項爆破工作有序開展。另外視角出發(fā)，工程爆破技術(shù)的完整程度及獲得爆破效果是科技發(fā)展的重要體現(xiàn)，將爆破技術(shù)與礦山開采有效結(jié)合，強化對爆破工作的安全規(guī)范管理，有利于礦產(chǎn)開采各項工作順利進行，減少實際爆破作業(yè)過程的安全隱患及風(fēng)險，實現(xiàn)礦山企業(yè)綜合效益最大化，某種意義上，利于帶動中國礦產(chǎn)行業(yè)以及社會經(jīng)濟飛速發(fā)展[8]。