木沙·买买提
新疆雪峰科技（集团）股份有限公司 生产保卫部雷管车间 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830002
摘要：随着经济和科技水平的快速发展，以目前的情况来看，在采矿、水利及大多数大型工程中，深孔爆破技术的应用已十分纯熟，极高的安全性和可靠性、广泛的适应性及飞石少、爆破质量高等优点使得其受到了很多煤矿企业的青睐，在露天矿开采中，深孔爆破是破石的主要方式，爆破成本在采矿工程中占据较大的比例，而炸药成本又是爆破成本的主要组成部分，因此在开矿作业中有效控制炸药用量是降低生产成本的重要途径。工程实践表明，深孔爆破在露天矿开采中具备优良特点，被广泛应用于采矿工程领域。但实践作业显示，深孔爆破作业中炸药单耗相对较高，这造成爆破成本随之升高，因此如何降低深孔爆破炸药单耗从而降低开采成本，是采矿工程研究领域的重要课题。
关键词：深孔爆破；装药结构；炸药单耗；间隔装药
1深孔爆破机理及技术
1.1深孔爆破机理
炸药在煤岩体发生爆炸时，会以爆炸点为中心依次向外产生不同的破坏，根据破坏程度可分为压碎区、裂隙区和震动区。压碎区受到炸药强烈压碎产生塑性变形，同时形成45°的径向滑移面破坏岩体结构。裂隙区范围内的压力降低，岩体不再压碎而是通过拉伸使岩体产生塑性滑移，形成辐射状裂隙。震动区岩体不会受到破坏。裂隙区是爆破控制的主要区域，爆破时，冲击应力通过衰减的方式向外传播，会在径向产生压应力和压缩变形，切向产生拉应力和拉伸变形。当径向拉应力大于煤岩体的抗拉强度会形成环向裂隙，当切向拉应力大于岩体抗拉强度时就会把岩体拉断形成径向裂隙，两种裂隙和岩体中存在的剪切裂隙相互交织在一起形成了裂隙区。巷道断面的大小对深孔爆破效果影响明显，断面越大效果越好，小断面受到的夹制力大，会造成一定的影响。
1.2深孔爆破技术分析
在深孔爆破技术运行中常常从多方面综合运用这项技术，其中孔眼间的距离控制中需要形成抵抗线，那么就要分析岩体综合特性和相关数据，从数据与采矿过程中确定孔眼钻孔的质量要求标准。与此同时在将炸药装入炮眼时则需要控制炸药量并在科学合理分布药量的基础上对炸药整体量进行控制，由此一来就可形成整体控制，有利于提升爆破质量。除此之外在处理炮眼周边爆破情况时需要严格控制炸药质量，充分保证炸药安装结构科学合理性，必要时可运用爆索方式并在起爆中形成毫秒爆破。开挖岩体时则需详细计算，便于更好地掌握深孔爆破技术。
2深孔爆破炸药单耗影响因素
在露天矿开采的深孔爆破作业中，炸药单耗一般是指爆破单位体积矿岩的炸药消耗量，炸药单耗的影响因素较多，比如岩石自身物理力学性质、炸药性能、爆破设计参数等，由于炸药单耗的影响因素复杂繁多，因此但目前为尚未有统一标准的学术成果或定量标志量来规定最优化用量。在实践操作的经验总结中可知，对于特定岩石与炸药来说，其岩石自身物理力学性能与炸药性能已被固定，此时爆破设计参数成为主要影响因素。探索降低深孔爆破中炸药单耗的方法，应结合实际情况，对涉及个参数进行综合考量，比如岩石饱和单轴抗压强度、岩石风化程度、岩石完整性系数、炸药猛度、炸药爆力、炸药爆速、自由面个数等因素，将这些因素进行综合考量，然后制定科学合理的爆破方案，这样才能够有效的降低深孔爆破炸药单耗。
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3降低炸药单耗的方法
3.1调整装药结构
在传统的扇形深孔爆破中，炮孔装药结构与方式存在一定的不合理性，使单孔爆破时的炸药能量分布极不合理，进而影响了爆破效果。炮孔的堵塞不用炮泥而是用炸药填充，这在起爆时孔口阻抗小且炮孔密集，导致深孔炸药爆破产生的能量很大，应立波较强，能够完全实现破碎均匀的效果，但在整个起爆过程中，只有部分炸药能量被用于破碎岩石，且已实现理想效果，多余的炸药能量则浪费在产生冲击波和地震波等无用功上。因此需要适当的调整炮孔装药结构，增加炮孔的堵塞长度，避免扇形孔装药过于集中，进而降低爆炸能量中的无用功能量比例，大大降低炸药单耗。
3.2增加深孔爆破自由面个数
在实际开采作业中，当开采区已定之后，岩石自身特性也已确定，炸药多为相关部门提供，炸药性能方面的参数亦已固定，因此可通过增加自由面个数来降低深孔爆破中炸药单耗。在深孔爆破设计中，采用连续装药的扇形深孔爆破，且在爆破中采用微差爆破的方式。上下层位面的炮孔孔内分别装高段别与低段别的非电毫秒雷管，且下层位面先起爆，上层位面后起爆。在同一层位面，则按照炮孔奇偶数编号先后起爆。在同层位面与不同层位面的炮孔起爆时，均采用微差爆破方法，这样既可以在连续的爆破过程中，先爆装药段为后爆装药段提供了更多方向的爆破瞬时自由面，提升了爆破效果，大大降低了炸药单耗。
3.3间隔装药
首先，在间隔位置的选择方面通常有三种选择，即上部间隔、中部间隔、孔底间隔。空气间隔位置对破碎效果会产生较大的影响，因此合理的间隔位置对深孔爆破效率产生重要影响，进而影响炸药单耗。通过实践发现，孔底间隔易产生较为显著的根底现象，上部间隔则容易产生大块现象，而中部间隔则能产生较好的爆破效果。因此在露天矿开采的深孔爆破中，间隔装药位的间隔位置选择应采用中部间隔的装药方式。其次，在间隔长度的选择方面，实践表明，破碎程度与间隔长度之间存在反向关联，即间隔长度越大，破碎程度越小，但在间隔长度的设置中，其长度值存在一个临界值，在临界值以内时，产度对破碎程度的影响有限，而超过该临界值时，则影响较大。因此在间隔长度的选择时，应结合实际情况确定临界值，进而实现最佳爆破效果。再次，在中部间隔设计方面，应结合生产实际，按照炮孔排数合理设计炮孔位置，炮孔位置前后排错开，多排炮孔时，相邻两排炮孔错开，相隔两排炮孔相同位置。再生产实际中可采用孔与孔错开的方式，这种方式的爆破效果更优。
结语
总之，在露天采矿生产中应用深孔爆破技术效果显著，有效增强爆破质量和爆破安全性。在具体施工中需要工作人员充分结合施工地段地质稳定性情况，提升爆破整体技术的同时紧紧结合相关流程科学合理设计爆破方案，严格控制爆破中的每一个环节。在深孔爆破中，某个炮孔内装药量及炸药性能决定了岩石的破碎程度，在一次爆破中岩石爆破的大块率越低，说明爆破效果也好，这就能在整体爆破中最大限度的降低炸药单耗。同时在不断推进深孔爆破的前提下加强技术控制，保证露天采矿生产安全，进一步提高采矿生产效率和生产质量。
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论文作者:木沙·买买提
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/7
标签：炸药论文; 间隔论文; 裂隙论文; 岩石论文; 技术论文; 效果论文; 露天矿论文; 《防护工程》2018年第9期论文;