摘要：由于采场、人为因素等多方面因素的影响，当前矿山采场的深孔爆破效果未能获得明显改观。所以，本文针对当前爆破现状，分析了影响深孔爆破效果的主要因素，并采取针对性的改进措施，从而解决这一问题，起到改善深孔爆破效果、提升矿山开采率的目的。
关键词：地下金属矿山；岩爆；进展；防治
引言
随着浅部矿产资源的耗尽，金属矿开采逐步进入到深部。矿井进入深部后，其所处环境复杂多变，往往表现出与浅部开采不同的特点，主要体现在深部开采时存在高地应力等特点。岩爆就是一种深井高地应力下岩体中聚积的弹性变形势能（超过1.0×105J/m3）因开挖扰动在一定条件下突然猛烈释放的动力学灾害现象，表现为岩石的爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷，也称为冲击矿压。研究表明，金属矿产资源的深部开采过程中岩爆的发生是一个复杂的非线性力学过程，受到系统内外多种影响因素的综合作用。由于岩爆的复杂性和突发性，岩爆的预测是深部岩体工程中相关研究者遇到的最棘手的问题之一，国内外还没有形成成熟的理论和方法能够解决岩爆预测问题。
1、工程背景
奥同克有限责任公司塔尔德布拉克左岸金矿（下称“左岸金矿”）是紫金矿业集团在吉尔吉斯斯坦投资开发的一座大型黄金矿山。该矿山矿体赋存于火山环形构造的中央部分，由于受多期构造断裂影响，矿体比较破碎，稳定性很差，极易造成局部垮塌。矿体岩性组合主要包括石英-绢云母交代岩、石英-碳酸盐交代岩、石英-电气石交代岩，矿体脉岩主要包括闪长岩和破碎闪长二长岩，大部分矿岩属不稳固类型，f=3~17，矿体呈缓倾斜管状和层状（细脉状）产出，倾角25°~40°左右，矿体厚度为16m~90m。根据左岸金矿矿体开采技术条件，选用上向水平进路充填采矿法开采，具体见图1。开采时将每个分段划分为四个水平分层按自下而上分层顺序进行开采，在每个分层内划分盘区和进路，进路规格均为4.0m×4.0m（采用1/４三心拱）。各进路回采完毕后及时用尾砂胶结充填料进行充填[4]。鉴于岩石稳固性较差，分层进路按2步骤采用“隔一采一”的方式回采，一步骤回采矿房，二步骤采矿柱，并交替式回采。一步骤采用高灰砂比充填料充填，以保证充填强度，确保二步骤回采工作的安全。
图1左岸金矿上向水平进路充填采矿法三视图
2、影响中深孔爆破效果的因素
人为因素：由于劳动强度、操作习惯、个人体能等因素直接影响到中深孔炸药装量，从而直接影响到中深孔爆破效果。因此，规范个人装药操作是提升中深孔炸药装量、保证中深孔爆破质量的关键。现场调查发现，采区中深孔炸药装填操作过程中，主要存在这样几个问题：首先，中深孔炸药填充前未对孔壁是否完全等情况进行系统的调查和分析，未能确认中深孔是否存在堵孔、连通、贯穿等情况，未能对中深孔进行疏通操作，也未能对贯通孔、贯穿孔进行相应的防护，便直接进行炸药装填、爆破操作。其次，因个人技能水平、判断失误等因素的影响，导致顶板、浮石撬除不彻底，且因为爆破区域震动因素的影响造成浮石滑落，导致导报被砸裂而拒爆。一旦出现拒爆的情况，就只能在第二天爆破，而停留在孔内的炸药则可能出现受潮的情况，从而直接影响到爆破成效。
中深孔凿岩施工：中深孔凿石施工质量水平与矿石放矿效果、矿石回收、劳动强度、爆破落矿、回采爆破装药、爆破成本、装药安全性等因素都有着直接关系。当前，矿区Ⅰ-III矿体各中深孔施工周期较长，且同时受到地质条件、爆破震动、地压水平等多种因素的影响，造成中深孔受到一定的破坏，导致中深孔错位、堵塞的情况，中深孔炸药装量减少，直接影响到爆破水平。
3、矿岩可爆、稳定性分级
在进路采矿中，不仅需考虑矿岩的可爆性，还应考虑爆破后进路周边矿岩（包括充填体）的稳定性，以保证后续作业的安全性的尽可能的减少支护成本.结合大量类似工程经验，进尺、安全与成本存在图3所示关系。因此在选择进路爆破参数时，除矿岩可爆性外，也应提前考虑如何减少爆破作用对进路周围矿岩或充填体的扰动与破坏，以求最大限度保证后续作业安全，减少支护成本与降低进路采矿过程中的损失与贫化，因此，在破碎复杂矿体上向进路回采时很有必要预先进行矿岩可爆性与稳定性分级，从而为爆破参数确定提供依据。国内外一般选用岩石抗压强度、岩石容重、岩石完整性系数和炸药单耗4项指标作为矿岩可爆性与稳固性级别判定因子。
4、采取的技术措施
4.1、矿岩分离爆破毫秒延时间隔分析
矿岩分离爆破就是在矿岩混合的爆区利用爆破技术在爆堆的矿岩分界位置产生明显的沟槽（也称拉沟），以便装运设备能够根据爆堆矿岩分界分别作业，防止因矿岩混合产生矿石损失和贫化。露天矿台阶爆破为了控制后翻，通常在爆区最后一排有意制造拉沟。也就是通过适当增加后排孔延时间隔，改变后排孔的矿岩移动距离，在爆区后边界的爆堆上形成一道明显沟槽。矿岩分离爆破就是将后排孔的这种拉沟原理用于矿岩分界线。矿岩分离爆破的核心问题，实际上就是考虑矿岩分界线两侧炮孔的毫秒延时间隔和其相邻孔的延迟时间设定的问题。
4.2、优化爆破工艺
微差爆破能有效避免或者减少地震爆破效应，且能够起到提升爆破效果等效用，因此应当保证爆破微差科学性。就爆破能量使用而言，首先，应当从残余应力角度入手，保证爆破药包和爆破后药包之间的连贯性，从而达到优化爆破块度、扩大爆破效果的目的。通过对大量实证案例的分析发现，最佳的爆破微差时间在5ms~35ms；同时，就岩石相撞的角度而言，应当有足够的时间保证岩体能够爆裂，从而为下一排的爆破操作提供足够的爆破自由面，并将时间减少到前排岩体运动中。后排岩体爆裂后，两排岩体将再次出现撞击，并形成更大的破碎。为减少爆破后的大块，将微差爆破时间控制在20~50ms的范围中。综合前文所述，结合相关的实践经验，前五排爆破微差时间大约是25ms，符合采场爆破操作要求。加强在职员工的专业技能和知识培训，提升员工技能水平，在中深孔爆破炸药装填过程中，必须根据有关标准进行装填，每个中深孔的药量都必须充分进行调查、分析，确定炸药用量，如果中深孔炸药填充量有所不足，则应当及时进行补充，从而保证爆破效果，提升爆破质量。
4.3、进路充填采矿法
在上向水平进路充填采矿法二步骤回采时，进路两侧为充填体，回采爆破时应力波在矿体与充填体界面处发生透射和反射，由于充填体强度比岩石低很多，如果两帮周边孔距充填体距离过大，充填体与岩石交界处的岩石由于应力波强度不足不能得到充分的破碎，形成大块或是挂帮，造成矿石损失且对出矿的安全性造成威胁[7]。如果两帮周边孔距充填体距离过近，在交界处产生的透射应力波强度过大，势必超过充填体的强度而造成充填体发生破坏，使充填体产生片帮冒落而引起因充填料混入矿石带来的二次贫化，严重时甚至会出现充填体大量垮冒，导致采场发生安全事故。
结束语
随着时代的进步及矿山的日益发展，不断优化中深孔爆破技术是我们不懈追求的目标。因此，在目前中深孔爆破参数的基础上，要努力克服困难，继续优化中深孔爆破效果，从而为矿山的节约生产经营成本。为此，在以后的生产实践中，应该不断探索更有价值的经验和方法，为建设现代化矿山和提高矿山产能做出应有的贡献。
参考文献：
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[4]曲发科，吕志文，刘允秋.源鑫矿业残矿回收中深孔爆破优化设计[J].现代矿业，2019，35（04）：91-94.
[5]陈文.基于中深孔爆破法的金矿开采研究[J].资源信息与工程，2019，34（02）：69-70.
论文作者:宋彬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/9
标签：进路论文; 矿体论文; 炸药论文; 矿山论文; 岩石论文; 效果论文; 水平论文; 《基层建设》2019年第18期论文;