露天矿山爆破解决“根底问题”6个技术措施

科技 2024-11-11 15:24 湖南

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一、选定合理的爆破参数

1 底盘抵抗线

底盘抵抗线是指从台阶坡底线到第一排孔中心轴线的水平距离，是一个重要的爆破参数[2]。底盘抵抗线过大能造成较大的根底，过小会造成炸药消耗量增多。在满足安全和装药条件的前提下按经验选取，可参考经验公式

( 见式(1))：W=kd (1)

式中，W 为底盘抵抗线，m；d 为钻孔直径，mm；k 为系数，一般取20 ～ 30，矿岩易爆时取偏大值，难爆时取偏小值。

2 孔距和排距

孔距和排距一般根据孔径计算，即：a=(20 ～ 30)d，b=(0．75 ～ 1)a。

实践证明，采用正三角形布孔，即使得b=0．866a，能明显改善矿岩破碎效果。特别是在逐孔起爆时，各方向的抵抗线均相等，爆破作用基本均匀，更能改善破碎效果。

3 超深

超深是指深孔在台阶底盘标高以下的深度，其作用是降低装药中心的高度，以便有效克服台阶底部阻力，避免或减少根底。根据经验，超深值确定如下h=(5 ～ 10)d。

选取超深时应注意：后排孔的超深值一般比头排小0．5m 左右。底盘抵抗线偏小时，取偏小的值；底盘抵抗线偏大时，取偏大的值，即可适当增大超深来克服。但当台阶坡面角太小、底盘抵抗线过大时，不能再过于加大超深，因为超深过大不仅浪费钻孔和炸药，而且由于炸药中心过低，会使台阶上部产生较多的大块，且破坏下一台阶表面岩体的完整性，影响下一循环的穿孔作业，甚至造成塌帮，形成废孔。

4 堵塞长度

合理的堵塞长度应能阻止爆炸气体产物过早地冲出孔外，使破碎更加充分。采用连续柱状装药时，堵塞长度一般取底盘抵抗线豹0．7 ～ 0．8 倍，视矿岩和炸药的性质而定。露天矿深孔爆破的堵塞长度比较大，有时可以适当减少炮孔堵塞长度，以达到减少炮孔上部大块的目的。经过实践和观察，认为堵塞长度不宜小于孔径的20 ～ 25 倍，否则易产生飞石。

5 炸药消耗量

炸药消耗量与岩石坚固性系数的关系。

以多孔粒状铵油炸药为标准，如果采用其他种类炸药，需要进行换算，确定实际单位炸药消耗量。根据经验，在保证爆破安全的前提下，可以适当增大q 来改善爆破质量。

6 每孔装药量

在合理选取其他爆破参数的条件下，每孔装药量Q 可按式(2) 计算：Q=qaHW (2)

式中，H 为台阶高度，m。

根据经验，在多排孔爆破时，后排孔的q 值应取为第1 排孔q 值的1．1 ～ 1．3 倍。

二、采用等时线为对角斜线的起爆方式

沿炮孔围成的四边形对角线方向的孔基本上是同时起爆的。对角起爆是宽孔距爆破技术应用的典范，宽孔距爆破技术就是适当拉大孔距而缩小抵抗线。对角起爆同宽孔距技术的原理一样，炮孔数与普通方法一样，每个炮孔的装药量也相同，只是抵抗线减小，而孔距a 按同样比例增加，使得应力降低区位于矿岩起爆层以外的空间，有利于减少大块的产生。

三、采用合理的装药结构

采用垂直孔爆破时，由于底部阻力较大，有必要使用超深将药包中心下降到坡底水平附近，但这易使台阶上部炸药分布过少而产生大块，必须采用合理的装药结构。

(1) 中间气体间隔分段装药。中间间隔分段装药是指将深孔中炸药分成2 ～ 3 段，用适当长度的气体或炮泥等间隔物隔开。采用分段装药可避免炸药过于集中在深孔下部，使台阶中、上部矿岩也能受到不同程度的破碎，减少塌落形成的大块。

(2) 混合装药。在深孔底部装高密度、高威力炸药，在上部装入普通硝铵炸药，以适应台阶矿岩阻力下大上小的规律，既避免了台阶根底，又减少台阶上部大块的产生。目前，宜化露天矿头排孔底盘抵抗线较大时，多采用底部装乳胶炸药，上部装多孔粒状铵油炸药，取得了一定的良好效果。

四、采用压碴爆破

压碴爆破是指在工作面残留有一定厚度爆堆的情况下的爆破，碴堆的存在为挤压创造了条件，不仅控制爆堆宽度、避免矿岩飞散，而且能延长爆破的有效作用时间，改善炸药能的利用和破碎效果，从而减少大块的产生。同时工作面上留有一定厚度的爆堆，可以缩小头排孔底盘抵抗线，避免或减少根底。该方法在清碴时台阶坡面倾角较缓时比较适用。

五、选择合理的孔间起爆间隔时间

确定合理的孔间起爆间隔时间是关系到爆破质量的重要问题，国内外在实际爆破工作中大都采用△ t=kW

式中，△ t 为先后起爆的相邻孔间起爆间隔时间，ms ；而是系数，露天台阶爆破后取2 ～ 5。

一般矿山爆破实际采用的微差间隔时间为17 ～ 100ms，通常用25 ～ 65ms。硬岩取较小值，软岩取较大值，挤压爆破可取稍长些，这样会取得较好的破碎质量。

六、优化钻孔方法

1 采用斜孔爆破

从台阶深孔爆破效果看，斜孔优于垂直孔，因为沿深孔全长上抵抗线相等，因而矿岩破碎均匀，大块、根底少，还容易保持所需台阶坡面角，爆后坡面平整，有利于下一循环的穿孔爆破工作，且因钻机至台阶坡顶线间距离较大，操作人员和钻机设备均较安全。目前的钻机穿孔和爆破综合效率最高的是牙轮钻机，而它主要限于垂直向下穿孔，潜孔钻机虽能打斜孔，但效率不太高，尽管如此，有时还可以考虑斜孔爆破。有条件时在头排大抵抗线处采用垂直炮孔和倾斜炮孔相结合的方式来克服头排大抵抗线，而后排炮孔采用垂直孔，这样既不影响穿孔和爆破的综合效率，又能有效地改善爆破质量。

2 打对孔

当前排孔底盘抵抗线大时，打对孔即打加密孔，同组孔间距为孔径的5 倍以内，相邻组对孔间距适当加大，加大到接近正面底盘抵抗线，并且同组对孔同时起爆，实质上是增加台阶底部装药量，有利于克服台阶较人的底盘抵抗线，减少根底。

3 爆前拉底孔

当露天矿台阶底盘抵抗线过大且台阶坡面清碴时，进行爆前拉底也是有效的方法。爆前拉底是在正常采掘爆孔爆破之前，采用潜孔钻机提前在清碴台阶底盘抵抗线过大的根部打好斜孔，与正常采掘爆孔同时起爆，避免爆后产生根底。

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