寇长福　王海江

摘要：随着科学技术的发展，采矿业的发展也有很大进步，露天矿爆破质量是一个很重要的指标，其中一方面就体现在大块率。较高的大块率严重制约采装效率的提高，增加了二次处理费用，影响剥离工程进度。在别斯库都克露天煤矿较高的大块率已经是比较突出的一个问题，当务之急就是把大块率降低到一个合理的水平。

关键词：凿岩爆破；爆破参数；大块率

引言

露天矿爆破大块率始终是影响生产进度的主要问题。矿岩大块产生的根本原因是其不能获得足够的爆炸能量。通过增加装药量的方式虽然可以增加爆炸能量，促使岩体破碎，但容易在炮孔壁附近产生过多的粉矿，且加大了爆破成本。露天矿山多采用连续装药结构，但由于填塞长度较长，在台阶坡顶临空面处易形成矿岩大块。近年来，分段间隔装药技术的应用使炸药的爆炸能量较均匀的分布于岩石中，一定程度上改善了爆破效果，但在坚硬岩石或节理、裂隙较为发育的岩体爆破中，仍在台阶上部临空面处产生较多的大块。所以，改善爆破块度，亦是直接关系到采矿成本的问题。

一、爆破大块问题现状

怀来宏达矿业有限公司所辖各采区岩（矿）石的坚固性系数f=7～11，炮孔落矿采用直径32mm的药卷，炮孔直径为40mm，采用“一字型”钎头，炮孔深为1.6～2.2m，主要凿岩设备为YT28型气腿式凿岩机。

由于采区受断层、节理发育及矿体较厚影响，大块问题更加突出矿体平均厚度大，作业面采幅普遍较宽，爆破后大块多，且块度大，对铲装作业带来极大困难，直接影响铲运效率，亦影响选矿车间设备运转率。2011年选矿车间因大块问题影响停车累计13.08小时，如在井下进行二次爆破，成本将增加。目前，各采区将大块矿石提升至地表存矿场地，采用人工大锤破碎的办法处理大块问题。

二、各采区 爆破存在的普遍问题

经过调查发现，提高炸药使用量、增加炸药单耗，并不能从根本上解决爆破后矿石大块率高的问题，采区爆破大块率产生的主要原因有以下几点：

（一）炮孔布置的问题

凿岩机操作人员在凿岩过程中最小抵抗线、间距过大。

（二）炮孔填塞的问题

目前，公司各采区均没有进行规范的炮孔填塞工作，普遍使用的炮孔填塞物一般采用炸药箱蘸水或无填塞，极易出现冲炮或造成岩 （矿）石块飞散现象，甚至出现根底。同时该方式使爆破损耗大量的能量，无法达到最佳的爆破效果。

（三）起爆方式的问题。起爆点的位置和起爆方式对爆炸作用有显著的影响。适当的起爆方式可以弥补装药结构的不足，在同样的爆炸作用效果下，还可减少装药量，提高装药利用率，改善炸药的整体性能。

三、大块的产生

（一）产生部位

根据几年来对多数露天煤矿现场调查，大块主要出现在台阶自由面和台阶顶部。由于孔网参数较大，部分大块出现在台阶中部。

（二）产生原因

1.岩层节理及裂隙的影响。别斯库都克露天煤矿岩性为中硬、硬岩类，主要是走向节理。节理面与爆破台阶自由面近似平行。爆破时炸药气体沿岩层层理和节理溢出，造成自由面大面积爆落，形成大块。尤其是岩层经过上次爆破后冲击作用的影响，形成明显裂隙，炸药气体从扩展后的裂隙中溢出，大块率显著上升。

2.装药结构的影响。目前别斯库都克露天煤矿采用连续装药，药柱集中在台阶底部。填塞段岩层爆破效果较差，形成台阶顶部大块。

3.孔网参数偏大。单孔爆破覆盖范围偏大，在孔网的中间部位距离药柱较远受到的爆破作用力较小，破坏效果差，爆破后此处出现大量大块。

4.单耗不合理，一段时期为了追求经济效益，减小了单耗，致使大块率上升。

四、降低大块率的方法

为了在较大程度上降低大块率的产生，经过长年实验积累的经驗，有如下方法：

（一）改变爆破台阶自由面

根据现场岩层节理分布状况，充分利用岩层倾向节理不发育的特点，炸药爆炸时产生的气体无法将台阶边缘岩石爆落，对岩石形成强力挤压破坏效果。将爆破台阶自由面平行于节理面改变成近似垂直于节理面，能显著的降低大块率。但是爆破区域布置与工作线推进方向垂直，只能在矿坑端帮布置工作面，无法全坑实现。

（二）采用压渣爆破

露天煤矿采用清渣爆破，炸药气体沿自由面无阻碍溢出造成大块增多。压渣爆破可以很好地解决这一弊端。爆破气体在预留爆破方阻碍之下，增加了爆破气体的作用时间，有效提高爆破能量的利用。爆破时岩体带有一定的动能，和松散的渣堆产生碰撞和挤压作用，进一步破碎岩体。

（三）分段装药

虽然连续装药有利于提高装药作业效率，但是由于药柱集中在炮孔底部，填塞段岩石爆破效果差，一味增大单孔装药量不仅增加了成本，还无法达到预期的效果。分段装药能很好地解决这个问题，将药柱分成两段或两段以上，装药之间用填塞物隔开。避开节理裂隙存在的位置，大块多且集中的地方多装药，孔中不装药部分选择抵抗线小的地方或爆破气体可能沿裂隙溢出的地方，充分有效利用爆破气体的破碎作用。

（四）确定合理的炸药单耗

炸药单耗过小会造成爆破效果下降，大块率上升；单耗过大又会造成爆破成本增大，降低露天矿经济效益。

（五）作业过程中的控制

明确穿孔、爆破作业流程，严格按照穿孔爆破作业设计施工作业，将在作业过程中的人为因素影响降到最低。

1.严格按照设计的孔位施工，穿孔前将作业面虚渣清理干净，防止穿孔后塌孔。在穿孔过程当中，避免夹钻、掉钻等废孔事故。因为废孔、塌孔都需要二次补孔，补孔后的孔位已不是原来设计孔位，这样会打破原有设计孔网组合，影响爆破质量。

2.装药作业时要注意以下几点：①装药作业前要验孔，以确保没有钻孔堵塞；②确认每个孔的单孔装药量，装药后测量余高是否合理；③按照要求下放起爆药包；④杜绝一切会造成导爆管受损甚至砸断的行为发生；⑤提高填塞质量，防止爆生气体过早溢出，降低炸药的能量利用率。

结语

在多个露天煤矿爆破实践过程中尝试了以上几种降低大块率的方法。根据露天煤矿现场实际状况，实践证明，要想降低大块率，改变自由面的做法只能在端帮实现，压渣爆破现场不具备条件；分段装药劳动强度大，需要作业人数较多，不利于安全高效作业。使用适宜的炮孔布置方式及炸药单耗，优化爆破参数是降低爆破大块率的重要技术措施。适当的炮孔填塞可以阻止爆轰气体过早地从炮孔中冲出，保证在岩（矿）石破碎之前使炮孔内保持高压状态，使炸药的爆炸能量得到充分的利用，从而使岩（矿）石可更好地破碎。最终，通过优化孔网参数、调整了单耗及在局部区域改变爆破自由面的方法实现了降低大块率的目的。

参考文献：

[1]陈亚军.矿山爆破与安全技术[M].北京：气象出版社，2011

[2]张萌.露天矿爆破工程[M].北京：中国矿业学院出版社，1986