摘要：微差爆破是一种延期爆破，即相邻药包以极短的毫秒级时间间隔顺序起爆，使各药包造成能量场相互影响而产生一系列良好的爆破效果。其作用主要包括应力波迭加作用、增加自由面作用、岩石相互碰撞作用和减少爆破地震作用。由于在爆破效果上的巨大优势，微差爆破技术在爆破领域得到了广泛应用。
关键词：露天矿；微差爆破；爆破参数；微差间隔时间；
一、深孔微差爆破的作用机理
由于相邻深孔起爆间隔时间很短，在爆破过程中存在着复杂的相互作用，其主要作用原理是先爆孔为相邻的后爆孔创造新的自由面、应力波的相互迭加作用和岩块之间的碰撞作用，使被爆岩体获得良好的破碎，并相应提高了炸药能量的利用率。应力波迭加作用。先爆炮孔产生的压缩应力波，使自由面方向及孔与孔之间的岩石强烈变形和移动，随着微裂隙的产生和爆炸气体的扩散。孔内空腔压力下降，作用力减弱。这时相邻药包起爆，后爆药包是在相邻先爆药包的应力尚未完全消失时起爆的，两组深孔爆炸应力波相互迭加，加强了爆炸应力场的作功能力。先爆的炮孔刚好形成了爆破漏斗，新形成的爆破漏斗侧边以及漏斗体外的细微裂隙对后爆的炮孔来说，相当于新增加了自由面，改善了爆破作用条件，从而使岩体得到良好的破碎。当第一响炮孔起爆后，破碎岩块尚未回落到地表时，相邻第二、第三响炮孔也已起爆。岩块在空中相遇，产生了补充破碎作用，减少爆破地震作用。由于毫秒爆破显著减少了单响药量，因此无论在时间上，还是在空间分布上都减少了爆破震动的有害作用。如果毫秒延时选择得当，可能产生主震相的正负迭加，更加有效减小爆破震动的有害作用。既使错开主震相的相位，初震相和余震相迭加，也不会超过原来主震相的最大震幅。
二、露天采矿深孔微差爆破技术要点
1.深孔微差爆破底盘合理抵抗线的确定。底盘抵抗线是影响露天矿爆破效果的一个重要参数，过大会造成根底多、大块率高、后冲作用大；过小则不仅浪费炸药、增加钻孔工作量而且岩块易抛散和产生飞石危害。底盘抵抗线的大小同炸药威力、岩石可爆性、破碎要求以及钻孔直径、台阶高度和坡面角等因素有关，这些因素及其互相影响程度的复杂性，很难用一个合适的数学公式来表示。在实际应用中可根据条件进行计算，然后不断进行调整，以确定合理的底盘抵抗线，达到最佳的爆破效果。
2.深孔微差爆破延时间隔的确定。露天采矿深孔微差爆破技术通常采取短间隔延时起爆方式，有关设计的起爆网路，必须确保每个孔都能实现自由崩落。每个炮孔之间、排与排之间的延迟时间，主要为了后排爆破具有一定自由面，按照每米最低抵抗线延迟为15ms为标准，合理确定最佳延迟时间。通过选择恰当的延时间隔，可获得良好爆破效果，减少飞石可能性，并给后排的岩石爆破提供充足的向前移动时间，确保后排爆破顺利进行。如果排间距的延时间隔过短，会造成后排的岩石向上抛移而非水平移动，进而产生大块、飞石及空气冲击波。经大量工程实例表明，通过应用排间微差爆破方式，相比单排爆破、齐发爆破更具优势，改善了爆堆的宽度与形状，降低大块率，从过去1排炮孔增加为5排炮孔，有效控制了被爆岩石的平均块度。由于炮孔的排数增多，满足多段顺序起爆要求，也可提高爆破质量。为了控制第一排炮孔前部临空时产生大块，可采取留碴挤压爆破，效果较好。一般留碴的厚度约15m，具体做法为：将前一次爆破留下的岩堆仅铲除一部分，保留至下一次爆破台阶项线约15m的岩碴，形成足够的留碴厚度。通过这种方式，下次爆破时，第1排矿岩就会受到堆碴、爆破的挤压影响作用，破坏工作面大块，降低大块率，提高爆破效果。
3.露天采矿深孔微差爆破技术应用过程中飞石的控制。（1）产生孔口飞石有两方面原因。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆1）装药过多，造成堵塞的长度不足，孔口飞出石块。2）堵塞不严，发生冲炮现象并造成孔口松动产生飞石。（2）产生前排飞石的原因为。1）临空面不平，最小抵抗线存在一定差异或者结构面切割现象，爆破时产生飞石。2）裂缝和炮孔贯通，装药量超设计药量，爆破时产生飞石现象。（3）控制飞石的措施。对于孔口飞石来说，主要防护措施是在孔口位置加压砂包，既可减少冲炮隐患，也可减少孔口的松动石块飞出现象，减少大块率的发生。因此，在孔口加压砂包是减少孔口飞石最有效、最方便的方法。对于前排飞石来说，一方面采取多排微差爆破方式，减少前排产生飞石的次数；另一方面，根据前排结构面的变化以及排抵抗线实际情况等，在抵抗线相对薄弱位置堵塞岩粉并采取间隔装药方式，如果使用铵油炸药，应避免过多的炸药流入前排裂缝中，减少飞石产生的可能性。如果发现炮孔和贯通裂缝、空洞相连现象，可堵塞该段炮孔，采取分段装药方式。如果过量的铵油渗入裂缝中，应采取注水溶解方式，再回填石沫以堵塞裂缝。对于个别飞石的飞散距离和爆破方法、爆破参数等，尤其有关最小抵抗线、堵塞长度、孔间与排间的延期时间、堵塞质量、地质地形构造、气象条件等。
三、现场工程测验
1.爆破参数的设置。根据穿岩洞矿的实际情况，目的主要是为了改善爆破效果，控制爆破产生的地震效应，同时考虑穿岩洞矿实践经验值，决定把关键技术参数微差间隔时间设定为20 ms与25 ms，孔网参数a×b分别设定为6．0 m×5．0 m与7．0 m×6．0 m，其他参数现场进行相应计算。为了能够较为精确地确定孔网参数与合理的微差间隔时间，比较不同延期时间的爆破效果与爆破震动叠加情况，设置地质地形条件相似的四个爆区，对其装车、破碎效率分别进行统计分析和地震效应测试。
2.装药结构与起爆方式。四个爆区装药结构与起爆网路均采取相同的方法。爆区采取连续装药结构的方法，起爆方式采用对角线（斜线）逐孔微差爆破方式，通过奥瑞凯S ho t plus。
3.数据统计与效果分析。对装车、破碎效率采取现场统计分析，爆破地震效应采取在距爆区中心200 m、250 m布置A、B测点放置测震仪，由测震仪采集微差爆破产生的震动信号。从数据可以看出：采用同一孔网参数，测点距离为200 m，微差间隔时间分别为25 ms与20 ms时，质点振速与频率是相近的，而地震效应质点振动持续时间与主振相持续时间相比，平均分别提高了15．05%与19．74%；采用同一孔网参数，测点距离为250 m时，这一数据分别为16．48%与23．99%。说明选择微差间隔时间为25 ms，使总的震动持续时间大大缩短，同时地震波峰值错开，叠加又在允许的范围之内，随着距离的增加，余震衰减也较快；另外在高精度导爆管雷管的支持下，其爆破抛掷方向与预计一致，爆堆比较集中。从平均单斗装车与爆堆平均块度来看，微差间隔时间为25 ms也是比较有利的。另外，虽然孔网参数a×b为6．0 m×5．0 m与7．0 m×6．0 m相比较，其平均单斗装车与爆堆平均块度较为有利，但从相同面积的爆区相比，其钻孔成本与炸药成本却要大得多。
微差爆破技术的应用，改善了爆破效果，降低了爆破产生的地震效应，保证了边坡的稳定性。通过现场工程试验确定其合理的孔网参数为7．0 m×6.0 m、微差间隔时间为25 ms，使爆破震动持续时间大大缩短，爆堆比较集中，得到的爆破效果最为合适，同时节约了生产成本。
参考文献：
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[2]楼晓明，周文海.露天微差爆破延期时间选取[J].有色金属（矿山部分），2015，67（04）：82-88.
论文作者:方翔
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/16
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