摘要：随着人们对采矿质量和效率方面要求的不断提高，露天采矿则被广泛应用于采矿作业中，而深孔爆破技术是开展露天采矿作业最常用的爆破技术，在该技术的运用过程中，需对其相关的技术和方法进行深入了解，能够根据地质结构条件的不同，选择合理的爆破方式，从而提高深孔爆破效率。本文主要对露天采矿中深孔爆破技术的相关问题进行分析，仅供参考。
关键词：深孔爆破技术，露天采矿
在我国的露天采矿作业中，深孔爆破是主要的爆破方式，因其在单位面积上的钻孔数量少，耗费的炸药量较低，并且生产效率高，便于机械化作业，所以在露天采矿中得到了广泛的应用。但是在深孔爆破作业中，对于矿产地的地质结构以及各岩层的特性有直接的关系，需要根据实际情况，有针对性的制定爆破方案，确定孔的距离、深度、炸药的用量以及爆破时间等关键点，才能够提高爆破的效率。所以对露天采矿中深孔爆破技术进行研究具有重要的意义，直接关系到我国能源的开采和供应，从而为经济发展创造有利的条件。
一、深孔爆破技术概述
深孔爆破技术对爆破质量的改善是在爆破过程中岩石的破碎效果好，减少了爆破飞石，而且石块的大小基本都符合工程的要求，很少出现超出规格的大石块。较好的爆破效果就是无底跟，且爆堆集中又具有一定的松散度便于铲装设备高效率的装载，这就要求在爆破的时候能够合理的控制最小抵抗线，有效地降低其产生的有害效应，减少因爆破产生的各种危害。爆破技术的经济指标指的是爆破产量、炸药单耗以及后续工序能否发挥其高效率，还有工程的成本等。合理选择爆破参数，对爆破技术的优化是取得良好爆破效果的必要措施。
1.1有效作用
深孔爆破可以有效地改善爆破的整体质量，在爆破的过程中，对于岩石的碎石效果相对较小，可以在爆破过程中降低碎石的危险系数。并且在岩石爆破过程中，可以形成相应的堆积方式，在爆破堆积的地方，能产生相对松散的物质，有利于进行装载处理。在爆破过程中，能够有效的合理控制最小的抵抗线，在全面降低有效效应的基础上，减少爆破产生的各种危害。因此，通过深孔爆破技术的运用，能全面提升爆破的相关指标数，对于爆破的产量、炸药的消耗等方面都有很好的作用。在合理设置爆破参数的基础上，实现对深孔爆破技术的优化，将具有很大的现实意义。
1.2技术关键点
在深孔爆破的技术运行中，主要从多方面掌握这种技术的综合运用，在炮眼间的距离控制中，要形成炮眼抵抗线主要以岩体的综合特性和相关数据进行分析，从而在数据与实际情况的分析中确定炮眼钻眼的质量要求，都能起到很好的作用。同时，在对炮眼里面进行装药的过程中，对于炸药量的控制，要在均匀分布药量的基础上，控制好炸药的整体量，这样能形成整体的相关控制，对于保证整个爆破质量都有很大的帮助。此外，在炮眼周边进行爆破处理的过程中，要控制好整个炸药的质量，确保装药结构的稳定合理性，采用导爆索的方式，在起爆的过程中，形成毫秒爆破的方式运用。对于岩体的开挖步骤，要有详细的计算处理，这样才能更好地实现对深孔爆破的技术掌握。
二、采用深孔爆破方法的优点
（1）我国对于矿产开采有比较严格的规定，为了保证安全，有些露天山坡，对于分层高度有严格的要求，但是有些区域会受到开采高度的限制，无法满足规定的要求。而使用深孔爆破技术，可以充分的满足开采高度的要求，会将分层高度控制在规定的范围内，符合国家开采的要求。
（2）矿产开采是保证我国经济建设稳定发展的基础保障，所以要提高矿产开采的质量和效率，为经济建设提供稳定的能源供应。所以为了提高矿产开采效率，我国鼓励新技术和新设备的应用，而深孔爆破技术在露天开采中发挥了重要的作用，以其绝度的优势提高了矿产开采的效率和质量，符合我国对矿产开采的技术要求。
（3）深孔爆破开采技术是一种自上而下的作业方式，作业人员可在宽广的平台上作业，产生的远距离飞石和震动较少，减少矿山企业的每月爆破次数，从而改善矿山作业条件。
（4）在使用相同炸药量的情况下，大大提高了碎石产出量，并可以提高矿山产量，增加了爆破方量，从长期来看，有利于降低投资者的开采成本，提高经济效益。
（5）在露天采矿作业中，针对于相同的地质条件，使用不同的开采技术方式，会取得不同的开采效果。比如使用普通的气腿式凿岩机，其钻孔的速度会随着孔深的增加而减慢，并且在钻孔的过程中，钎子的变形很难控制，利用人工拔钎也具有很大的难度，一般钻孔深度只能达到3米左右。而使用深孔爆破技术，使用的凿岩工具为专业的钻凿设备，其过程控制比较稳定，并且孔深一般在5m～20m之间，根据地质条件和工程需要设定，相对来讲具有很大的优势。
（6）由于深孔爆破的钻孔和爆破作业是在平缓的台阶上进行，具有机械化程度高，一次爆落矿量大，爆破成本低，生产效率高，施工进度快，工作环境好，爆破时对开采边坡的影响比大炮小、采矿作业安全等优点，从长期来看，可以降低开采成本，提高成为作业安全，因此，深孔爆破应可以成为我国非煤露天矿山的主要爆破方法。
三、露天采矿生产中深孔爆破技术分析
3.1起爆网路安全起爆技术
如果用电爆网络，则要根据爆区气象水文条件、爆破要求、成本等方面综合考虑，选用普通瞬发、秒、毫秒延期电雷管，以及抗杂电雷管，无起爆药雷管，预防杂散电流，雷电等的影响，提高电爆网络的安全性、可靠性，防止发生早爆事故。导爆管网络由于操作简单，不受外来电影响（雷电除外），成本低，可实现等间隔微差起爆，并且起爆段数和炮孔不受雷管段数限制而得到广泛推广应用。缺点是起爆前无法用仪器检查;爆区太长或延期段数太多时，采用孔外延期网络容易被空气冲击波或地震波、飞石破坏网络;在高寒地区塑料管硬化会恶化导爆管的传爆性能。推荐使用新型导爆管发射四通多闭合起爆网络。该网络具有以下特点:（1）整个起爆网络呈网格状多通道，传爆方向四通八达，个别雷管或导爆管的缺陷不影响整个起爆网络的准爆性;（2）对于每个雷管至少有两个方向传递爆轰波，起到双保险作用;（3）整个起爆网络中只要一个结点被击发，即可使整个网络起爆;（4）网络连接操作简单，便于检查;（5）起爆雷管不受限制，可以把封闭的网络无限扩展然后单点或多点击发，以起爆整个网络。
3.2爆破冲击波防护技术
为降低爆破产生的；中击波破坏，可从防止强烈空气冲击波的产生，以及利用各种条件削弱已产生的冲击波两方面采取措施。通过确定合理的爆破参数，采用合适的最小抵抗线，避免产生冲天炮现象；选择科学的微差起爆方案与起爆间隔时间，消除产生夹制爆破的条件：采用反向起爆，避免高压气体由孔口冲出；尽量避免高能起爆索的使用措施，提高爆炸能量的利用率，避免产生强烈的空气冲击波。尽量避免被保护物处在爆区的正面，无法避免时可将建筑物门窗打开，必要时还可搭设防护架，以减小空气冲击波所产生的破坏作用。
四、深孔爆破技术的改进措施
在中深空爆破技术的实施开始阶段，我们组织技术人员现场跟班，掌握第一手资料，根据现场跟班调查出的问题。故此，针对以下几点进行改进。
4.1加强对施工作业人员的技术培训
注重对现场施工作业人员开展经常性的技术培训。通过组织爆破知识的学习培训，以及岗位责任的学习培训，切实提高现场操作人员的施工技术技能与责任意识。
4.2强化现场施工监督管理
每小班打眼前跟班技术员点眼位，打眼时做到“三定”，即定人、定位、定职责.炮后验炮检查眼深、眼数、眼的角度，并由安检员将当班打眼情况汇报调度，使打眼做到了动态管理。
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4.3强化对施工现场的技术指导
在露天矿山掘进过程中，对于深孔爆破技术的各个实施环节，技术管理人员需加强对施工现场的跟踪，对于掌握的施工现场的第一手资料进行及时的了解和掌握，按照现场调查所发现的问题进行详细记录并作出及时有效的技术调整与改进。
4.4在技术上主要做了以下改进
①根据地质情况及时调整爆破参数。②掏槽眼由水平楔形改为水平楔形加辅掏，从而扩大了自由面，增加了掏槽效果，此次试验采用复式掏槽，使掏槽眼底与旁边辅助眼底的距离由原来的1050mm减小到650mm，这使得两眼间距不再过大，掏槽的效果更加明显；辅助眼眼位与眼位的间距变大，在一定的程度上减少了眼数。③使用了大直径钻头配大直径炸药，即使用了￠42钻头配￠38直径炸药，增加了爆破强度，所有眼位（除周边眼外，）均采用￠42钻头打眼，让眼位的自由面空间增大，爆破的效果得到提高。④炮眼深度：掏槽眼2.8米，其它眼深2.4米，爆破的有效长度得到提高；⑤增加风锤和锚杆机数量，缩短打眼时间。
五、合理选择起爆方式
起爆方式的选择对爆堆分布状态、爆堆块度的均匀程度等产生较大影响，通过斜线起爆、V型起爆等方式，优化了实际孔距与实际抵抗线情况，通过这种宽孔距爆破形式，进一步提高破碎岩石的效果，但是V型起爆方式的顶尖炮孔可能比同段位的炮孔起爆时间早，而该孔受到较大夹制作用，产生根底、大块等现象，通过V型张角，可较好改善这一问题，即梯形起爆。
5.1确定恰当的延期时间
露天采矿的深孔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，通过应用排空微差爆破方式，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，有限降低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5cm，具体做法为：将前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35m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。
5.2加强飞石安全防控
在应用井下采矿深孔爆破技术过程中，飞石主要产生在孔口与前排位置。一方面，产生孔口飞石有两方面原因：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；另一方面，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；②裂缝和炮孔贯通。
5.3实行“孔底起爆”技术
“孔底起爆”技术主要应用安全装置，去除了孔内全长导爆索，在孔底安装起爆药包的方式。从爆破作用原理来看，通过“孔底起爆”方式，可提高炸药的应用效果与爆破能量，主要发挥如下作用：①明显降低大块率以及炸药的二次耗能，与传统的孔口起爆方式相比，可降低大块率约20%；②避免出现悬顶现象；③减少发生空气冲击波的可能性，降低由于爆破冲击波而对周边设备产生的破坏作用，提高炸药的爆破能量利用效率；④严格控制采矿成本，有效提高炸药能量。
5.4改进爆破工艺
当确定了深孔爆破的参数、延时时间等，通过改进爆破的工艺，可提高爆破效率与爆破效果。首先，增强了炮孔装药的密度。在扇形深孔中，孔口较密集，单位炸药的消耗量较大；而孔底距较长，单位炸药的消耗量低，增加了孔底大块。因此，需提高孔底的装药密度；其次，优化起爆药包的位置。从充分提高爆破能量来看，可将起爆包置放在孔底部分，实现反向起爆，利于提高爆破效果，增强炮孔利用率；再次，强化炮孔堵塞。通过堵塞炮孔，可提高岩石在爆炸气体作用下的破碎效果，除了使用炮泥，还可使用木楔堵塞。
5.5落实现场管理措施
通过强化现场管理手段，可有效提高穿孔的装药质量。例如，在10m台阶位置穿孔径为1.5m的垂直炮孔时，如果倾角偏斜10°，那么穿出来的炮孔底部就会出现偏差约30mm，因此需经常检查炮孔的方位角、倾角以及孔深，确保每一个炮孔都在同一个方位角与孔底平面中。如果炮孔发生偏斜，就会造成产生根底或者台阶面不平衡。因此，在施工过程中，严格遵照孔爆破技术的管理指标，落实每一道施工程序，实行标准化作业，提高职工技能培训工作，加强职工专业水平与职业道德素质，提升企业责任感，严格管理并考核爆破施工作业，提高施工质量。
六、确保边坡稳定
随着露天矿向下延伸，边坡稳定问题日益突出，为了保护边坡，临近边坡的爆破要严加控制，一般采用微差爆破、预裂爆破和光面爆破。
6.1采用光面爆破隔离边坡
临近边坡的光面爆破，就是沿边坡界线钻凿一排较密的平行钻孔，在孔内装入少量炸药，在采掘钻孔爆破之后再进行起爆，从而沿密集钻孔形成平整的岩壁。如果不采用光面爆破，边坡面岩壁参差不齐，松动岩石或散岩较多，对下部工作面构成严重的安全隐患，因此必须在临近边坡的岩壁采取光面爆破。在进行光面爆破时，关键是确定合理的爆破参数，缩小抵抗线距离和孔间距离，采用间隔不偶合装药，使用爆速低传爆性能好的低威力炸药。
6.2采用多段微差爆破减震
采用多段微差爆破可减少每段爆破装药量，即使不能完全分离各段爆破的震动，但可以使各段震波的。主震相。得到某种程度的分离，从而在实际上呈现各段爆破的单独作用，使得多段微差爆破所引起的震动不决定于总药量，而决定于一段药量的大小。如此可有效减少爆破震动对边坡的影响。
6.3采用预裂爆破隔离边坡
临近边坡的预裂爆破就是沿边坡界线钻凿一排较密的平行孔，每孔装入少量炸药，在采掘带未爆破之前先行起爆，从而获得一条有一定宽度并贯穿各钻孔的裂缝。由于这条预裂缝将采掘带和边坡分隔开来，随后采掘爆破的地震波在裂缝面上将产生强烈的反射，使得透过它的地震波的强度大为削弱，从而保护边坡。
结束语
因此，深孔爆破技术在露天采矿生产的运行中，要结合地质状况的稳定结构，在提升爆破整体技术的过程中，围绕相关的流程，进行科学规范的设计，控制好每一个爆破处理的综合环节，在推进深孔爆破的基础上，加强多面性的技术控制，能全面提升露天采矿的整体安全效能，对于提升露天采矿生产的整体效率，都将有很大的现实意义。
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论文作者:王小军,胡海云,王灿
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/24
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