爆破效果影响因素分析

2011-12-09陈毅

有色金属（矿山部分） 2011年1期

陈毅

(承德铜兴矿业有限责任公司，河北承德 067250)

引言

众所周知，爆破是采矿工艺的重要环节，爆破效果的好坏对矿山的生产起着至关重要的作用。“大炮一响，黄金万两”就是对爆破作用的最好写照。爆破后，矿石的损失关系到矿山资源的流失；矿石的贫化决定了出矿品位的高低；矿石的大块产出率则直接影响到二次单耗的成本和出矿效率的高低[1-2]。而爆破事故的发生更会严重地影响矿山生产的正常秩序。因此认真深入地探讨分析影响爆破效果的因素，并采取相应的措施是非常必要的。

1 采矿大孔的设计

爆破作业的对象是采矿大孔，因此炮孔的设计是回采设计的一个重要步骤，设计的好坏直接关系到矿石的回采效果。提高矿石的回收率、降低贫化损失，炮孔设计是关键环节，在设计中应首先加以考虑。对整个采场的爆破方案、爆破顺序、炮孔参数及排面、炮孔的布置等，都要进行全面细致地考虑[3]。在设计之前，对整个采场要进行全面调查，了解采场的岩性，掌握第一手资料，所以设计必须在技术上合理，在施工中可行。

1.1 炮孔的排位设计

在设计炮孔排位平面时，首先要考虑爆破空间、爆破顺序。在空间允许的情况下，一次尽量多爆，以减少爆破次数。但要有足够的爆破空间，爆破空间补偿系数按下式计算[4-6]：

K=(V1+V2)/V2≥1.2

K-爆破空间补偿系数；V1-补偿空间；V2-待爆体，即爆破空间不小于20%。

1)拉槽的平面布置

利用切井拉槽只有2.0 m宽的一个自由面，为保证把槽拉好，先布置1～2排孔，把切井扩成为2.0 m宽、3～4 m长的窄槽；然后沿窄槽的长度方向平行布置炮孔排位，把槽拉到所需宽度；最后布置将槽全部拉开的炮孔排位。

一般来说，拉槽排面应尽量宽拉一些，约占矿房宽度的1/3，排距为1.2～1.6 m，排位采取多次换向，以保证拉槽的爆破效果。

2)正排炮孔的平面布置

正排炮孔的平面布置要进行总体考虑。炮孔的方向要尽量垂直矿体走向，不垂直矿体走向时可加束状扭转方向，使矿体排位垂直矿体走向。这样布置有利于崩矿，防止落茬。

在布置排位时还要考虑上下分层关系，考虑给点误差和施工误差可能产生的后果。有时可能将下一分层的孔底破坏；有时可能将上一分层的底板破坏，造成掉底，使下次爆破不好装药。所以在设计中上一分层的回采要超前下一分层一排为好。一般正排排距为1.8 m。

此外，根据划分的爆破顺序和爆破步距，每个爆破步距的前排后1.0～1.2 m处设计加强排，以增加装药量，保证前排孔有足够的能量崩动前面3.0 m的抵抗线的矿石。这样即使上次爆破有少量的落茬，或前排有个别炮孔被破坏，也可以保证崩下而不至于再加孔。爆破步距的最末一排炮孔也应加密，这样爆后空区边缘较整齐，有利于下次崩矿。爆破步距的首排与末排间距加大到3.0 m，装药时末排孔口充填3.0 m，这样可以保护巷道尾线，减少爆破喷毛压住后排炮孔，从而减少下次爆破的准备工作量。

1.2 炮孔设计

我矿采用大密集系数布孔，根据矿石的可爆性，不同类型的矿石选用不同的爆破参数。针对难崩矿石，适当增加一次爆破药量，可取得较好的爆破效果。

1)拉槽孔的布置

采场的拉槽，初始空间小，夹制性大，较难崩好。在设计炮孔时，不能局限于孔底距和炸药单耗的限制，应将炮孔密集系数控制在1～1.8，一次单耗提高到0.6～0.7 kg/t，用加大一次炸药量来保证爆破效果。这样一次炸药略偏高，但崩矿量少，大块产出率可降到5%左右，二次单耗明显下降，提高了生产能力。对于韧性大、难崩矿石，初始拉槽炮孔设计成垂直平行孔，拉槽效果更为理想，形成的空区槽整齐且矿石块度小。

2)正排炮孔的布置

正排炮孔布置孔底距一般为3.2～3.4 m，采用三角形交错布置法，即前后排交错布置形成三角形，并严格控制边角孔，以保证爆破效果。三角形布置法可充分利用炸药的能量，有效地破碎矿石，减少大块产出率。

3)矿体边部和突出部位的炮孔布置

对于矿体趋于尖灭的边缘地带和矿体的突出部位，在平面上可以布置束状孔，这样在采准时可以节省工程，也可减少损失贫化。束状孔的炮孔布置采用平面投影法，将各排的炮孔孔底投影到平面上，使炮孔布置合理。如果不利用平面投影法布置，往往会造成炮孔布置过密，既造成炮孔浪费，又给施工带来困难。

4)特殊地带的炮孔布置

对于特殊地点，炮孔可以采取特殊的布置手段。在分段错位布置切井时，有时排位在地井处，即所需打眼处没有底板，如把排位错过井，抵抗线增大，有可能崩不下来，这时可以正常布置，在设计说明中要求，可以把大杆横支，达到设计要求。有时遇到矿体边部倾角很大，上大下小，在这种情况下，可以在设计中有意将排面倾斜，一般不超过10°，使炮孔沿矿体边界打至上一分层。

5)窄矿体和薄矿体的炮孔布置

对于窄矿体，情况类似拉槽，可按拉槽孔参数布孔。在矿体较薄、矿石较硬时，若采用大密集系数布孔，由于炮孔浅，孔底距大，装药量小，当炸药在孔内爆炸时，每孔在孔口处产生爆破漏斗，矿石不能沿矿体边界崩落。所以对于薄矿体不宜采用大密集系数布孔，应适当控制孔底距。

此外在采用分段凿岩爆破时，上下分层炮孔图单独设计情况下，要查准上下分层标高，并考虑下分层炮孔与上分层炮孔的衔接问题。忽视这一点，往往造成上下分层炮孔交叉或局部产生没有炮孔的死角。

2 采矿大孔的施工

有了合理的设计，对于施工管理也不能放松。由于打眼机工的水平不同，所打的炮孔难免出现错误，与设计不符，关键的炮孔甚至影响整个采场的爆破。所以经常深入现场，检查炮孔的施工质量，及时纠正错误也是一项重要工作。因此严把施工质量关，也是降低损失贫化、减少大块产出率的一个有效方法。

2.1 施工中易出现的错误

1)机器中心

机器中心是根据设计需要确定的，现场施工必须按设计中心施工，否则有的炮孔就会打出矿体边界线，造成贫化，有的打不到矿体边界造成损失。特别是拉槽孔不按设计中心施工，就会造成该打眼的地方没打眼，不该打眼的地方打了眼，其后果可能造成槽拉不开，也可能破坏其他孔，所以在施工中严格掌握机器中心具有重要意义。

2)机高

机高也是炮孔设计的参数之一。一般凿巷打上向扇形孔时机高1.6 m，在耙道打上向孔时1.4 m，下向孔机高1.0 m，使用机台木打平孔机高0.6 m。在施工过程中，凿眼机工有时为了省力，打大角度孔时把机器起高，打小角度孔时又把机器落低，这样一起一落，孔底距就发生了变化，尤其60°以下的孔更明显。前一个孔机高很高，后一个孔机高很低，原为3.4 m的孔底距就可能变为4.4 m，这也是产生大块的原因之一。

3)方向

设计的排面一般都是互相平行的，不平行的地方经扭转后也都是互相平行的。在施工中掌握排面的平行很关键，束状孔要掌握与设计方向平行，特别是孔较深时，排面不平行造成的后果更为严重，有时后排的孔底超过前排的孔底。炮孔施工方向达不到设计要求，是产生大块的主要原因之一。

造成炮孔排面不平行的原因有两个：一是测量给点的误差；二是施工误差。发现给点误差要及时纠正。施工中尽量保证对点施工，由于某些原因对不上点，也要保持与点的方向平行，否则就会造成前后排交叉。爆破时如果前后排不同段，前排就会带响后排，达不到预期效果，大块产出率增加。所以开孔时，必须放平机器、找正，对点施工。

2.2 采矿大孔设计与施工的矛盾

采矿大孔设计与施工的矛盾，突出体现在束状孔上，因此束状孔上发生的错误远远多于正排。设计束状点排位，是以中心点作放射排位，但在施工中使用大杆时，每排孔的中心都不在一个点上，炮孔方向在小圆的切线方向上。要保证所打炮孔与设计方向一致，在管理上比较麻烦，也容易打错。对大杆没有支到中心点时，就更难掌握，如对点打，就会有的孔打入废石、有的孔打不到矿体边界，造成损失贫化。

为此在设计束状孔时，把原来的一个中心改为两个中心，这样既便于管理，又能提高炮孔质量。但要求施工单位把大杆支到中心点上，施工时可以对点打。设计中要说明机器在大杆的哪边打。这样设计也有误差，但比原设计方法小的多，且容易施工。

影响炮孔质量的因素很多，但主要的是人，没有对产品质量有高度认识的人，就打不出高质量的炮孔。另外，作业条件、使用设备等也影响炮孔的质量。

3 爆破作业管理

当采矿大孔施工完毕，爆破作业成为影响爆破效果的又一因素。其中以不严格执行爆破设计技术要求和装药质量差等人为因素为主。由于一些工区和新工人参加爆破次数少，不了解爆破知识，不能严格执行技术要求，以至达不到预期的爆破效果；而另一些老工人，他们经验丰富，但质量观念不强，装药不到位，或孔内出现空位，对质检、技术人员蒙混欺骗，导致矿石损失或大块率高产。

针对上述人为因素，必须强化管理措施。一是对职工加强技术培训和思想教育，使他们了解爆破知识，提高质量观念；二是技术交底要做到全面、详细，保证爆破人员对爆破有足够的了解；三是要加强质检工作，严把装药质量关，消除一切不符合技术要求的因素。