摘要：研究了露天矿微差控制爆破控制技术的影响因素。通过生产试验，能有效提高爆破效果，降低矿山综合成本，改善爆破效果。本文就此展开了深入研究，可供同类矿山参考。
关键词：露天矿山；控制爆破；影响因素
前言
微差爆破又称毫秒爆破。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。
1微差爆破技术的原理分析
微差爆破技术能够自我产生辅助自由面，同时会在露天矿中产生附加自由面以及一定宽度的裂缝，上述自由面和裂缝为以后的爆破工作提供了便利，只有选择合适的爆破参数，能够减小爆破时的抛掷距离以及产生的爆破宽度。在爆破过程中产生的应力波之间会相互干扰，同时产生相互作用的剩余应力，先将露天矿中的小药量起爆后，压缩波自由面反射形成拉伸波，然后引爆大药量炸药，这样不仅能够降低爆炸产生的应力，还能够增大无应力区的拉应力，显著的岩石破碎率。微差爆破技术还能够降低爆破震动波强度，合理的选择时差，能够降低震动波对爆破的干扰，爆破工作面的震动也降低，显著的提高稳定性和安全性。在进行实际爆破工作时，应该参考岩层倾斜方向，合理的微差爆破可进一步降低炸药单位消耗量，增加岩石开挖量。合理的控制微差爆破技术各项技巧，能够有效的减少爆破员在布满烟尘环境中的工作时间，降低工人的劳动强度，同时提高岩石利用率。
2露天矿山微差控制爆破技术的影响因素
2.1确定炮孔超深值hc
炮孔超深hc是露天矿爆破中一个特别重要的组成部分，指钻机钻孔超过台阶段高的那一小段孔深，超深的目的是为了降低装药中心位置，以有效地克服底盘抵抗线的阻力消除拉底。超深孔深不足会产生根底、抬高平盘标高，影响装运效率，过大的超深则会增加钻机穿孔量，浪费炸药和设备效率，爆破后还会对下一个台阶水平造成破坏，给下一台阶穿孔工作带来困难，并且会加大爆破地震波强度。超深值依据经验公式可以用底盘抵抗线Wd或孔径D确定，当岩石松软时hc取小值，岩石坚硬时hc取大值：hc＝（0.15~0.3）Wd或hc＝（10~15）D
式中：hc为超深，m；Wd为底盘抵抗线，m；D为炮孔孔径，mm。在台阶段高较规整时，超深值容易控制。露天矿生产过程中，由于台阶平盘不完全平整，这会给钻机作业超深控制带来难度。因此，对台阶标高的标准化监控，是控制超深值、降低爆破震动的一项重要内容。
2.2确定炸药单耗
影响炸药单耗的因素有多种，主要有岩石可爆性、炸药类别、起爆自由面赋存状况、起爆方式和块率要求等。合理的炸药单耗需要通过试验以及生产实践来验证。一味的增加炸药单耗，爆破质量得不到相应的改善的同时，还会增加矿岩粉碎率，同时会使爆炸能量转换为地震波能量，从而对矿山边坡稳定及周围建筑物带来较大影响。反之，炸药单耗偏小，爆破效果不理想的同时，会给电铲作业带来困难，挖掘效率降低。所以，确定合理的炸药单耗不仅可以确保爆破质量，而且对减小地震效应也是尤为重要的。
2.3确定药包形状及恰当的穿孔方式
爆炸应力波理论表明，药包的形状不同爆炸后在岩体中产生的应力波形状也不尽相同，柱状形药包产生应力波为柱面波，平面形药包爆炸后产生一维面波，而球形的药包爆炸后则产生球面波。不同形状应力波在岩体中各方向传播的均衡程度以及随传播距离衰减的情况是不一样的。柱面波与距离成正比衰减，在径向上传播最强，且轴向上传播最弱。一维面波与距离成正比衰减，在法向上传播最强，在切向上传播最弱。球面波与距离的平方成正比衰减，在径向上四周均衡传播。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可见，球面波的衰减幅度比柱面波及一维面波快很多。
2.4确定穿孔方式
穿孔方式的不同会导致地震应力波传播方向发生变化，在垂直深孔中，柱状药包的投影为一个点，垂直方向上应力波无分量。而柱状药包在倾斜深孔中，投影为一条短线，进而应力波在垂直方向存在分量。因此，在倾斜深孔中柱状药包爆炸应力比垂直深孔的影响要小。为此，露天矿在生产过程中靠近端帮、采界的爆区会采取钻机打斜孔方式，以减小爆破地震效应在水平方向的影响。进而保护帮坡稳定及减小周围住户建筑物受影响程度，争取将对周围环境造成的影响降到最小。
2.5爆破应力波反相叠加干扰减震
若2个药包或2排炮孔之间的起爆毫秒时差选得适当，第1个药包起爆形成地震波的尾震段已经衰减很小时，再起爆第2个药包，后者的初至波就不会与前者的尾震段叠加，就会真正起到了震速降低的作用。此外，如果2个药包间的起爆时差选的恰到好处时，甚至会将相位相反的地震波形相叠加，更有效的削弱了爆破地震影响。
2.6合理安排起爆顺序
在设置起爆顺序是，应该避免爆堆集中以及爆破崩坏支架等问题，保证爆破块度均匀性，根据相关理论和实验，三花眼布置方式可以采用斜切起爆的方式，为了达到最佳爆破效果，应该将起爆间隔控制在25ms左右，采用该种起爆方式和起爆间隔，能够有效的提高块碳率，同时还能够避免出现爆堆集中以及崩坏或者崩倒支架等问题。
2.7微差间隔时间Δt
微差爆破主要是利用相邻两排炮孔间间隔一定时间起爆，产生的爆破地震波相互干涉，减弱介质质点的振速，减少爆破对被爆体周围的边坡或建筑物等的破坏。间隔时间过长则可能造成先爆孔破坏后爆孔的起爆网路;过短则后爆孔可能因先爆孔未形成新自由面而影响爆破质量。显然，微差间隔时间是影响爆破的时间因素，在很大程度上决定着微差爆破的效果。合理确定微差间隔时间，对控制爆破地震效应、提高爆破能的利用率、改善破碎质量都将十分有利。国内外爆破工作者提出了许多计算方法和确定原则，但由于微差间隔时间的选取与矿岩性质、最小抵抗线、破碎效果、降震要求以及起爆器材因素有关，使得至今仍没有一个统一的认识，对微差爆破机理尚无定论，所以间隔时间的选取一般按经验公式确定Δt=KW+L/ve。
式中Δt为微差间隔时间，ms;K为系数，2～4ms/m;W为台阶底盘抵抗线，取5m;L为裂缝宽度，取0．01m;ve为裂缝开裂速度，m/ms。
3爆破施工注意事项
为了保证微差爆破技术能够安全、顺利以及高效的实施，应该严格的控制以下施工注意事项:其一，在进行炮眼布置时应该尽可能保证“三个一致性”，控制炮眼底部和刮板输送机前沿之间的距离，尽可能的保证深度的一致性;利用角度器严格控制炮眼的角度，尽可能保证炮眼角度的一致性;严格按照标尺标定的位置进行打眼，以此保证所有炮眼间距的一致性。合理控制粘土炮泥的软硬度，尽可能的降低粘土炮泥的含沙量。在进行定炮时，应该采用粘土炮泥将炸药包固定，装一块水炮泥之后，对于剩余炮眼部分采用粘土炮泥进行密封。
结束语
影响露天矿爆破的因素很多，生产过程中要想达到良好的减震效果，降低对周围环境的影响程度，就必须综合运用各种减震技术，将各种减震技术优势发挥到最大。爆破引起地震波的影响因素进行了分析，采取措施减小爆破震动对露天矿边坡及周围环境的影响程度，确保矿山开采工程得以在安全稳定的前提下顺利进行。
参考文献：
［1］苏海云．露天矿山道路质量标准化建设的重要性［J］．露天采矿技术，2011（5）：18-19．
［2］张松，徐志远．大孔距小抵抗线微差爆破在南露天矿的应用［J］．露天采矿技术，2011(2)：43－44，47．
论文作者:费晓旭
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/22
标签：药包论文; 应力论文; 炸药论文; 露天矿论文; 炮眼论文; 地震波论文; 柱状论文; 《基层建设》2018年第1期论文;