包钢(集团)公司白云鄂博铁矿 内蒙古包头 014080
摘要：在我国当前的露天采矿爆破当中，仍旧存在着诸多技术问题，其中最为常见和明显的就是岩石与矿石的剥离难度较大。针对这一问题，相关技术研究人员提出了逐孔起爆技术以及露天浅孔起爆技术两种，其有效的剥离了矿石与岩石。其中，逐孔起爆技术就是在露天采矿区中的任意一个炮孔爆破时在空间上都是有着一定的顺序而单独起爆的爆破技术，而露天浅孔爆破技术，即是岩土开挖及二次破碎大块时采用炮孔直径小于50mm、深度小于5m的一种爆破技术。在实际的爆破实践当中，这两种技术都具有良好的矿岩分离效果。本文作者就分析了这两种主要的矿岩分离爆破技术。
关键词：矿岩分离；爆破技术；浅孔；逐孔起爆
1 爆破技术现状
爆破技术就是利用炸药爆炸的能量破坏某种物体的原结构，并实现不同工程目的所采取的药包布置和起爆方法的一种工程技术。该技术包含了物理学、化学、材料动力学以及力学和工程地质学等多个专业科学的知识，在实际的露天采矿工作当中，矿岩分离是矿岩爆破的主要问题，尤其是在矿石与岩石连接的边缘地带，其分离的难度更大，甚至于会出现无法分离的现象。在边缘地带进行爆破，其机械并不能够辨别，从而影响到矿石的质量，造成大量的能源资源浪费[1]。因此，在露天采矿工作当中采用矿岩分离爆破技术具有较高的社会价值以及时代特点。在露天采区的矿岩分离爆破中，药包爆炸之后产生的内驱力就是实现矿岩分离的主要基础，其主要是利用内驱力使矿区的岩石以及矿石朝着计划的方向移动，从而实现矿岩分离[2]。2004年Orica公司应用I-kon数码电子雷管在美国明尼苏达州进行了矿岩分离爆破试验，首先是在岩石与矿石连接的边缘地带进行分层爆破，使其两个部分的上部可前后推动，其次就要在爆破过后的边缘地带下部的矿石当中埋入药包，使其矿岩分离。在完成爆破之后，工作人员才可有效进行矿岩区分，这种技术提高其矿石的运输效率，并且还提高了矿石的质量，改善了边缘区区域矿石的质地要求[3]。
爆破程序是露天采矿矿岩分离工艺环节中最重要的，针对大部分露天矿山，先采取爆破后进行开采是目前露天采矿生产的一个正常程序，不爆破采剥进行采矿是无法顺利采矿的。在矿岩分离爆破当中，其深孔爆破使其机械化以及规模化生产的重要要因素之一。实际上炸药爆炸之后在露天采矿区当中的能量作用相对有限，通常只能确保其满足预期的效果。炸药爆破的大部分能量都被应用与矿物质粉碎以及爆破有害物质的转化当中。因此，针对于相关研究人员以及企业而言，如何才能提高爆破质量，同时降低其产生的有害垃圾是其面临的主要问题。
2 爆破技术研究
爆破技术作为采矿工程的一项重要手段，其发展程度直接关系到采矿的效率，同时也能提高采矿的安全系数：如企业和施工队伍在进行露天采矿爆破中未重视爆破技术，就会降低矿石的质量，同时威胁到矿区工作人员的生命安全。因此，需要对爆破技术进行改进。
2.1 逐孔起爆技术
即是爆区中任何一个炮孔爆破时在空间上都是按照一定的起爆顺序单独起爆的爆破技术[4]。逐孔爆破技术基于以下爆破原理：该种技术是进行爆破控制的方式，其基本原理就是两个相邻的炮孔同时起爆，则其冲击波就会产生碰撞，从而导致炮孔的矿岩因承受到拉力而形成断裂区，实现矿岩分离。该项技术的应用当中，若是选择了合适的药量以及炮孔距，则断裂区则会呈现出一条极为狭窄的切槽，该切槽可对后期爆坡产生的冲击波进行反射，从而降低其超控量以及破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该种方式通常被应用与回采区的切断顶板爆破当中。
在露天台阶爆破采矿中，矿石和岩石常常混杂在一起，通常采用松动爆破只能将爆区矿石整体向一个方向推动，矿石和岩石混杂在一起，无法被有效分离。尤其是在矿石到岩石的过渡区中，使用电铲进行挖掘是很难发现混杂现象，从而影响到了矿石的质量，造成矿石浪费现象。在逐孔起爆技术当中，其起爆方式是非常重要的，通常被分为孔内延期以及地表延期两种[5]。
（1）孔内延期。该种方式较为使用于面积小的爆破区域，主要是由于其孔内的雷管长度不能够满足大爆区的要求。若是在大爆区，则需采用较为复杂的大区微差爆破技术。
（2）地表延期划分为斜线逐孔起爆和“V”型逐孔起爆地表延期采用地表接力延期，该方式主要采用利用雷管将孔内延期的雷管引爆之后在引爆矿区的炸药，其在实际的应用当中不需要大量的雷管便可完成爆破任务。
后期爆破的炮孔的作用方向以及最小抵抗线通常都受到瞬间自由面的影响而出现改变，因此在实际的应用当中需要对其炮孔的起爆顺序进行控制，从而改变起区域内的变化。就可以实现岩石运动方向的控制，从而实现矿石和岩石的分离。
2.2 露天浅孔起爆技术
通常情况下，在开掘岩石巷道当中该技术被广泛应用，其主要就是利用一次性爆破来获取与效果十分接近的近断面层。据工程试验研究表明，露天浅孔爆破，即是岩土开挖、二次破碎大块时采用的炮孔直径小于50mm、深度小于5m的爆破作业。深孔爆破主要就是指起深度大于5m并且孔径大于75mm的炮孔内利用延长的药包进行爆破的技术，中孔爆破则主要是采用专门的钻孔设备来进行炸药包的埋藏，通常情况下其孔深都在5m-20m，而直径则在50mm-350mm，也就是说其孔深和孔径在浅孔以及深孔爆破两个之间[6]。浅孔起爆技术不会对断面造成太大的冲击，炸药也通常采用爆速、猛度以及密度都较低的类型，从而避免其在爆破中形成粉碎物质。但是，采用浅孔爆破技术通常需要先进行爆破工作，从而降低光爆时的抵抗效果以及增大自由面。然后根据设计尺寸设计周边进行并联式一次起爆，但目前这种技术仍在进一步的进行验证。但是这种爆破的方式的药包虽然小，但是其威力却不容小觑，通常一公斤普通工业炸药爆炸时释放的能量为3.52×10的6次方焦耳，温度高达3000℃，经过快速的化学反应所产生的功率为4.72×10的8次方千瓦，其气体压力通常也达到了几千甚至于一万多兆帕，其强度远超于其他一般物质的强度。被爆破介质子这样的高温作用下而呈现出弹塑性体或者是流体的状态，也就对原有的结构造成了破坏与影响。
3 结语
综上，应用露天浅孔爆破技术和逐孔起爆技术，不仅为露天采矿矿岩分离带来了新的管理理念与方法，更为矿山带来了可观的经济效益、生态效益、社会效益。逐孔起爆技术以及露天采矿技术成为了我国露天采矿矿压分离爆破的新技术，为今后矿岩分离爆破技术奠定了基础，提高了企业的爆破技术水平以及管理水平。这两种技术解决了在露天采矿中一直存在着矿岩难分离的问题，促进了爆破技术研究的深入以及发展，对促进我国露天浅孔和逐孔起爆技术的研究具有划时代的意义。
参考文献：
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[6]余海兵, 胡斌, 甘露,等. 峨眉黄山石灰岩矿露天边坡爆破振动测试与分析[J]. 爆破, 2015(4):55-59.
论文作者:王云,李永华,李明杰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/1
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