摘要：光面爆破控顶技术在采矿工程中具有明显的优势，不仅能够保障围岩的稳定性，还能够提高施工效率。基于此，本文就上向分层采矿中光面爆破控顶技术的应用进行研究，首先就光面爆破控顶技术的分类和优势进行简要概述，然后以A矿区上向分层采矿工程为例，对光面爆破控顶技术的实际应用进行分析，并且提出针对性的改进措施。
关键词：分层采矿；光面爆破控顶技术；实践应用
引言：
光面爆破控顶技术是一种先进的围岩爆破技术，在应用中通过合理设置炮眼和爆破顺序，使围岩的结构免于遭受爆破力的伤害，从而保证整个结构的稳定性，提高施工中的安全系数。从光面爆破技术与普通爆破技术的比较结果来看，光面爆破控顶技术在实际应用中能够通过提高分层回采高度降低成本，从而提升采矿场的产量和经济效益，因此对这项技术的研究是很有必要的。
一、光面爆破控顶技术概述
（一）光面爆破控顶技术的分类
光面爆破控顶技术是一种精准度较高的爆破技术，能够对岩体开挖的轮廓进行有效控制，并且保证周边部分的钻孔能够最后起爆，目前在采矿工程中得到普遍的应用。具体来看，光面爆破控顶技术可以分成三类，分别是轮廓线钻眼法、预裂爆破法和光面爆破法。
轮廓线钻眼法主要通过开挖轮廓线的方式钻设炮眼，保证炮眼之间的位置紧密相邻，然后根据轮廓线上钻设炮眼的远近距离，钻设若干个负责放置炸药的炮眼。由于轮廓线上的炮眼比较密集，因此能够对爆炸时产生的应力和爆破力进行一定程度的吸收，从而增强整个岩体的安全性和稳定性，但是这种技术钻眼数量较多，因此成本也相对较高[1]。
预裂爆破法依然是在轮廓线上钻设炮眼，保证炮眼之间的位置为密集的平行关系，然后将炸药按照一定的规律装填，使爆破后的缝隙达到相互贯通的状态，并且与原本的岩体相分割，然后再钻设其他位置的炮眼并且引爆。由于岩体已经是相互分离的状态，因此第二次爆破不会对岩体造成伤害和破坏。
光面爆破法与预裂爆破法的步骤恰好相反，先在轮廓线上钻设炮眼，然后将除周边眼以外的炮眼引爆，最后再将轮廓线上的周边眼引爆。由于光面爆破法钻设的炮眼较少，因此施工的成本也相应减少，常应用于中硬岩或者软岩中。
（二）光面爆破控顶技术的优势
光面爆破控顶技术主要有以下四个优势：其一，光面爆破控顶技术能够确保围岩完整。这种爆破技术能够有效应用于松软岩层中，减少爆破缝隙的产生，增强围岩的安全性和稳定性；其二，光面爆破控顶技术安全系数高。在应用这项技术爆破时能够有效避免二次缝隙产生，防止因落石或坍塌导致安全事故发生；其三，光面爆破控顶技术成型规整，能够有效减少材料的衬砌，从而加快工程的进展速度；其四，光面爆破控顶技术维护成本低，由于爆破凹凸少、效果好，因此能够有限减少后期维护花费的成本。
二、光面爆破控顶技术在上向分层采矿中的具体应用
（一）矿区简介
A矿区位于我国东北地区，控矿结构为韧性剪切带，类型属于东北向大断裂的次级东北向结构，矿石种类主要有糜棱岩、花岗岩、黄铁绢英岩等，其中矿石的主要成分包括以下几种物质，分别是黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、自然金等。从围岩结构来看，内部结构主要包括黄铁绢英岩、闪长岩；外部结构主要包括方解石、云母、石英等，整体来看A矿区围岩具有较强的稳固性。
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（二）采矿方法简述
本次实施开采的矿脉为A矿区2号矿脉，使整个采矿工程中的主要生产对象，采用的采矿方法为上向水平分层尾砂充填法。在采矿的过程中对采场的布置以2号矿脉的走向为依据进行布置，采场的整体面积为350平方米至400平方米以内，分层控顶的高度控制在3.5米以内，分层回采的高度不超过2米，同时在2号矿脉外布置人行井。上向分层回采的步骤主要有以下几个内容，分别是光面爆破、围岩钻凿、设置通风、排除危险因素、出矿、清底、填充平场等。根据2号矿脉的实际情况，以15天为循环进行采充。
在爆破这一工序中，先对水平炮眼的距离、最低抵抗线、装药系数进行确定，然后准备并检查好爆破需要的雷管和炸药。根据矿脉的实际情况。设置距离的炮眼距离为1.4米，最低抵抗线为0.7米，装药系数为0.65~0.7，钻凿炮眼时保持炮眼排列位置的交错性。在落矿这一工序中，对落矿的高度和控顶高度进行设置，其中落矿高度为1.4米左右，采场的控顶高度小于4.5米。
（三）采矿方案制定
为了使采场的生产能力得到进一步的提升，必须对采矿的强度进行增加，因此在A矿区选择光面爆破控顶技术和普通爆破技术进行采场实验对比，在保证采矿安全的前提下，最大程度提高分层回采的高度，同时减少采场中其他工序花费的时间和精力，从而减少采场的生产成本，提升经济效益。
应用光面爆破控顶技术进行上向分层采矿时，准备的爆破设备和方法与上述一致，但是在分层落矿这道工序中，在保证生产安全的前提下，尽可能提升分层回采的高度，并且在采场的顶板平行设置炮眼，防止爆破产生的冲击力影响顶板的稳固性，避免安全事故发生。分层回采二次压矿时，炮眼的位置要超前一排。并且与后排的炮眼同时爆破。在爆破后对顶板和落矿炮眼的距离进行分析，并且以此为依据调整光面爆破的炮眼参数，适当加大或减少炮眼中的炸药数量。
（四）光面爆破控顶技术与普通爆破技术比较
根据光面爆破控顶技术与普通爆破技术的对比发现，应用光面爆破控顶技术进行分层采矿时，采场的顶板更加光滑平整，稳固性较强，4米以下的分层回采高度和5.5米以下的分层控顶高度有助于采场生产能力的不断提升。当分层回采的高度和封层控顶的高度在标准范围内不断升高时，采场中其他工序占用的时间就会大大减少。从实验统计数据来看，生产强度有分层高度升高前的8.26t/m2变为9.26t/m2。
从采场生产的综合成本比较发现，光面爆破控顶技术凿岩的工作效率比普通爆破提升22%，但是炸药成本每吨提升1.54元。在清底工序中光面爆破控顶技术矿石贫化率相比较普通爆破技术减少4.52%，因此该工序总成本降低0.24元。总体来看，综合成本下降了0.14元，因此光面爆破控顶技术明显具有应用优势。
（五）光面爆破控顶技术的改进策略
在应用光面爆破控顶技术进行分层采矿时，可以对炮孔的距离进行加大，减少索引的使用，从而降低爆破的成本；通过对炮眼中炸药的均匀分布，减小炸药卷的直径，可以降低爆破对采场顶板的损害程度；在采场面积较大的情况下，可以用凿岩台车进行作业，提高凿岩的工作效率，从而增强最终爆破的效果[2]。
结论：综上所述，针对上向分层采矿中光面爆破控顶技术的应用的研究是非常必要的。本文主要阐述光面爆破控顶技术的分类和优势，然后以某选矿场实际生产为例，对该技术的实际应用进行分析。研究可得，光面爆破控顶技术能够有效保障顶板的稳固性，并且防止不必要的安全事故发生，同时还能够提高采矿场的产量。希望本文可以为研究上向分层采矿中光面爆破控顶技术的应用的相关人员提供参考。
参考文献：
[1]范宇. 水平层状岩隧道爆破施工成形控制技术[D].西南交通大学,2017.
[2]李乐.上向分层采矿中光面爆破控顶技术的应用[J].采矿技术,2015,15(02):95-96.
论文作者:齐超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/6/4
标签：光面论文; 炮眼论文; 技术论文; 围岩论文; 高度论文; 矿脉论文; 顶板论文; 《基层建设》2018年第10期论文;