李梦龙

摘 要：在采矿行业得以深入发展的同时，爆破采矿技术的开发与应用也迈上了更高的台阶。发展爆破采矿技术，并将其运用到矿山开采中，不仅能有效提升开采效率，而且可以拓寬矿产开发的相关领域。本文首先介绍了爆破采矿技术的概况，然后对不同类型的爆破采矿技术进行了阐述，具体包括技术的应用方式、应用性能及应用场景等，最后讲解了应用实践过程中应当注意的问题。

关键词：爆破采矿技术;发展;应用

中图分类号：TD235.4;TD823 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2020）07-0068-03

Abstract： With the in-depth development of mining industry， the development and application of blasting mining technology has reached a higher level. The development of blasting mining technology and its application in mining can not only effectively improve the mining efficiency， but also broaden the related fields of mineral exploitation. This paper first introduced the general situation of blasting mining technology， and then expounded different types of blasting mining technology， including the application mode， application performance and application scenarios of the technology， and finally explained the key points that should be paid attention to in the application process.

Keywords： blasting mining technology;development;application

矿山开采通常需要前沿、高端的科学技术作为支持，而我国矿山开采技术的应用效果仍与其他先进国家相比仍存在较大差距。通过纵向分析可以发现，在技术研发和应用领域的深入探索过程中，我国矿山开发效率相较从前已经取得了长足进步。在科学技术受到高度关注的发展时期，采矿工程中的爆破技术也得到了完善与优化，提高了采矿水平，为促进我国矿业发展提供了强大助力。

1 爆破采矿技术的概况及爆破存在的隐患

目前，我国用于爆破采矿的炸药种类十分丰富，常见的有乳化炸药、水胶炸药、硝铵类炸药等，其中以硝铵类炸药应用最为广泛。在爆破采矿过程中，不仅需要根据实际情况挑选合适的炸药，还需要使用专业且对应的起爆器材。从结构组成的角度来看，起爆器材通常以导爆索、导爆管、电雷管三部分为主[1]。

利用爆破采矿技术能彻底粉碎并清除矿体表层的岩石，且不会因为受到地质因素的影响而产生具有严重危害的安全事故。但是在进行爆破采矿时，爆破技术的应用效果通常会受到多种因素的影响。其中，人为操作是影响爆破效果的重要因素之一，操作不当会引发诸多的安全隐患，具体如下。

第一，地震。实施爆破采矿技术的一个重要环节是安装爆破装置，而爆破装置的安装位置会直接影响爆破效果。如果安装位置存在偏差，就会在施工过程中对岩层结构造成难以挽回的破坏，不仅会破坏工程质量，而且还会引发一系列的连锁反应，造成严重的灾害，如地震。

第二，冲击波。如果矿井空间的容纳量较小，那么在进行爆破时产生的带着巨大能量的不同方向、不同强度的冲击波极易对工作环境和工作人员造成负面影响，如果防护措施不到位，极易对工作人员造成人身危害。

第三，飞石。在实施爆破的过程中，飞石是最主要的危害之一，直接威胁着人民生命财产的安全。小块的飞石由于飞散速度较快，所以会对周围的设施和人员造成严重的损伤;大块飞石虽然飞散速度相对较慢，但由于飞石重量较大，因而破坏力也较大，控制不当易对周围设施或者人员造成毁灭性的破坏。飞石破坏性大的原因主要有三点：首先，石头在飞行过程中的方向无法得到快速、准确的预估;其次，石头在飞行时具备强大的动能，容易造成强烈打击;再次，飞石数量较多，无法在短期内得到全面控制。

第四，噪声。如果采矿人员的工作环境并不在室外，那么需要对施工过程中产生的噪声做出具有针对性的防护，以防止爆破过程中发生的巨大声响对采矿人员的听力造成严重危害[2]。

2 爆破采矿技术的发展及实践应用

2.1 等离子爆破技术

该技术是基于传统火药爆破技术的一种新型爆破手段。相比于传统技术，该技术不仅会在爆破之前对环境施加有效保护，而且在爆破过程中也能够有效避免环境污染，因此该技术具备优异的环保性。从技术原理来看，等离子爆破技术主要依靠电能进行爆破，而不是传统的化学能，当电流发起冲击之后，同样能对爆破物产生巨大的能量，最终实现爆破的目的。该技术所需使用的能量主要存储在蓄能电容器之中。该爆破技术的具体操作流程如下：首先对需要爆破的岩体进行钻孔操作，然后向孔洞向内注入电解液;其次，将电极板放置在孔洞中，放置时要保证电极板能得到反复利用[3];最后，待爆破开始之后，电容器会释放先前存储的能量，并由电解液进行相应的转换，此时产生的等离子火焰具有高温和高压的特点，进而实现对岩石的爆破。之所以会出现等离子火焰，主要是因为电容器底端存在积聚大量电能的封闭空间，而这一空间会对电解质产生激发作用，并使其转化为等离子体。等离子爆破技术的主要应用场景有两个：其一，对碎石进行二次爆破，将爆破设备安装在碎石车上，以实现对大体积碎石进行爆破，常用于露天矿井和地下矿井中;其二，对硬度较高的岩石进行爆破，且爆破时的连续性较强，基本不会造成任何损伤。

2.2 无限分段的起爆网络技术

无限分段的起爆网络技术适用于设置了多个爆破点的爆破工作。由于存在多个爆破点，爆炸的安全风险系数升高，因此需要采取特殊手段进行安全防护处理。无限分段起爆网络技术作为采矿爆炸技术的一种，其爆破是借助网络实现的，其炸药的引爆主要是借助导爆管实现的，此时的炮孔具有内外结合的特点。该技术的劣势主要在于无法在起爆之前对起爆设备和仪器进行仔细检查。为了克服这一缺点，应当对该技术及其应用进行更加精细化的研究，确保在爆破之前，仪器设备能够处于最佳运行状态。

2.3 电子雷管爆破技术

电子雷管爆破技术起源于传统雷管爆破技术。由于传统技术局限性较大，出现延迟爆破、提前爆破以及爆破失效的概率较高，引发的安全事故也难以得到有效控制，由此电子雷管爆破技术应运而生。电子雷管爆破依靠的是小型电子定时电路，能以精确定时的方法来设置时间延迟，而且设置电子雷管延期顺序的过程也是由编辑好的程序自动进行的。在开始爆破之后，电子雷管会按照程序设定依次执行起爆延迟。这种延迟是人为控制的，而不是设备本身产生的。起爆器的运行状态是由人工编程所设定的，而电子雷管作为一种爆破装置，可以和环形线同时开展相应工作，还会利用防护滤波器来提前消除安全隐患[4]。此外，该技术在爆破方面可以取得较高的精确性和强精密性。

2.4 激光和光纤爆破技术

随着科学技术水平的大幅度跨越，激光和光纤爆破技术应运而生。作为一种新型的起爆技术，激光和光纤爆破不仅能通过激光的作用增强雷管起爆的实际效果，而且还可以使杂乱的电流规避某些不利条件的影响，进而避免发生严重的起爆事故。此外，激光技术也能在起爆过程中发挥其自身强大的作用，例如，利用激光进行点火或者是续燃等操作。由于激光和光纤爆破技术在提升起爆质量和维护起爆安全性等方面具有极强的现实意义，因此可以进行推广使用。

2.5 中深孔爆破技术

中深孔爆破技术常用于中小型矿山的爆破开采工程中。该技术最显著的两个应用特点是起爆工作的费用支出较低、安全性能优良。由于中深孔技术能对安全平台的搭建进行合理化设计及规划，如合理填充与控制前后排药量，因此可以提前获悉飞石等物体被抛起时的状态信息，进而实现爆破效果的进一步控制。

2.6 精准爆破技术

精准爆破技术常用于大型爆破开采项目施工过程中。具体来讲，在开凿山体或隧道时，需要开挖的土方体积较大，为了加快施工进度，保障施工安全，通常会使用深孔或者是预裂等技术来进行精准爆破。精准爆破的一系列技术能有效贯穿爆破之前设计好的轮廓线，最终获得预期裂缝。由于精准爆破存在诸多优势，因此在矿山开采中的应用越来越广泛和深入。

2.7 堵塞爆破技术

堵塞爆破技术的使用年限较为久远，发展时间相对较长。传统的堵塞爆破技术常使用砂土或者是岩石的粉末来进行填堵，而当前的堵塞爆破技术早已取代这一做法，将爆破媒介换成了水。具体来讲，对炮孔进行填堵之后，常使用爆破介质来完成爆破操作，同时还要对水炮孔的实际状态进行跟踪。当炸药得到防水处理之后，就会实现与孔壁的有效连接。将炸药放置在孔中并向内注水，能够让炸药前往合适位置，为爆破提供有利条件。这既减少了发生封堵的可能性，对爆破效率及质量的提高也具有一定的效果。

2.8 水胶炸药爆破技术

我国矿产开采过程中使用频率最高的炸药是钱油炸药，这主要是因为该类型炸药的成本较低，且爆破性能较好。但需要注意的是，钱油炸药在发生爆炸时会因为自身存在极高的可燃性而导致爆炸粉尘，引发安全事故。这一特性在开采含硫量较高的矿床时表现得更为显著，发生引燃的可能性更高。为了解决这一现实问题，应当对炸药的引燃性进行相应调整。水胶炸药的出现则刚好弥补了这一缺点。该爆破手段能有效规避二次爆燃，即便是在含硫量较高的矿床开采过程中，水胶炸弹也不会引发燃烧安全事故，在确保开采安全性方面具有一定的功效。

3 工程应用实例

在开采某处地下铁矿的过程中，对作业环境进行考察，发现岩石表层的强度值较大，且施工环境存在较大限制，狭小范围导致大型的工程器械无法进入并实施相应操作。为了实现矿体开采并提高开采效率，考虑使用爆破采矿技术。由于该矿体中存在大量的硫元素，在考虑到爆破成本和爆破安全性的情况下，选取水胶炸药爆破技术进行爆破施工，一次爆破之后，再使用等离子爆破技术对矿井中的矿石进行爆破清理。将两种技术结合使用，不仅规避了硫元素含量过高所埋下的安全隐患，而且极大程度地提升了铁矿的开采速度。通过此案例可以总结以下经验：第一，在大型工程器械无法得到有效利用的情况下，应灵活选择其他爆破手段;第二，选取爆破技术应从安全性、经济性、适用性和高效性等方面进行综合分析与考虑。

4 结语

考虑到矿山开采过程中存在的条件限制，如无法使用大型工程器械及工程建设中容易造成的环境危害等，应当选用最为合适的爆破技术。在单一爆破手段的应用无法达到预期效果时，应当结合多种爆破技术进行作业。合理选择与应用爆破采礦技术能降低工作人员的工作负担，提升矿产开采的工作效率，同时还能规避起爆造成的安全事故，为矿业发展提供完备的技术支持。

参考文献：

[1]佟晓勇.分段凿岩阶段空场法采矿工艺及矿房爆破设计[J].科技创新导报，2019（7）：60.

[2]冷熠.大型钢筋混凝土支撑的爆破拆除技术浅析[J].采矿技术，2014（5）：120-122.

[3]姜福允，皇甫风成.中深孔辅助切割槽天井钻机一次爆破成井技术应用实例[J].新疆有色金属，2019（2）：63-65.

[4]韩汝宁.中深孔爆破联合机械化采矿技术在薄矿体中的应用分析[J].世界有色金属，2018（13）：178-179，181.