王建华

(中国建筑材料工业建设西安工程有限公司，西安 710065)

随着经济不断的发展，各个企业之间的竞争也在不断加大，各个企业也开始关注成本控制问题。在采矿行业中，矿山企业的经济效益不仅仅只是受到产品价格的影响，也会受到矿山生产成本的影响。矿产行业属于高投资行业，对成本控制不当，会给企业经济效益造成较大的损失。爆破工程是整个矿山开采过程中的重要组成部分，起着重要的支撑作用。因此，对于矿山行业而言，要加强矿山爆破过程管控。在保证良好的爆破效果的前提下，必须加大成本控制力度，企业在行业中才更具有竞争力。

1 影响矿山爆破效果的因素

1.1 布孔方式

常见的布孔方式分为单排布孔、多排布孔。多排布孔又分为方形、矩形及三角形(梅花形)三种。从炮孔施工方面考虑，矩形布孔更易于准确定位，钻机的移动次数也少；从能量分布均匀的观点看，一般则会选择梅花形进行布孔，这种布孔方式介质受力比较均匀。具体爆破采用何种布孔形式，需要根据爆破作业要求、岩石性质以及工作面情况等因素综合考虑。

虽然爆破工程对于布孔方式的选择没有过多的要求，布孔的选择不会对整个矿山爆破效果造成严重的影响，但是有一点必须要注意到，当布孔的孔深不均匀的时候，一定要调节布孔的孔距[1]。当孔深过小的时候，一定要选择较小的孔距；相反如果孔深过大，那么就一定要选择较大的孔距。在进行爆破之前，一定要对孔深和孔距进行严格检查。在施工过程中需要将孔排距控制在一定的范围之内，如果孔排距较大，则会产生较多的根底，大块较多，导致后冲力大。

1.2 钻孔的形式

钻孔的形式对爆破工程的效果也有一定的影响。钻孔的形式主要包括倾斜钻孔和垂直钻孔，其主要优缺点与采用情况如表1所示。

表1 垂直钻孔爆破与倾斜钻孔爆破比较表

就目前情况而言，倾斜钻孔主要被应用于较为软质岩石之中。倾斜钻孔的形式对于操作技术人员的要求较高，整个操作过程是比较复杂的，如果操作不够熟练，转速较慢，易出现安全事故。

垂直钻孔一般适用于各种地质条件，适用于深孔爆破。与倾斜钻孔相比，垂直钻孔要比倾斜钻孔的操作方法简单，对于工作人员的要求不算很高，钻孔的速度比较快。虽然速度比较快，但是爆破之后大块率较高，台阶面的稳定性较差[2]。因此，在进行选择钻孔形式的时候，要选择合适的钻孔形式，从而可以提高整个爆破工程的效果。

1.3 临空面的选择

临空面是在爆破作用范围内，岩体和空气接触的界面。这个界面上的岩石，向外运动时不受阻力。临空面的大小，多少以及它与药包的相对位置和距离对爆破效果有着决定性的影响，这是爆破工程首先要考虑的因素。临空面小或数量不足，会影响爆破效果。一般来说，随着临空面面积的增大，岩石爆破夹制作用将变小，有利于岩石的破碎[3]。掘进时的掏槽，就是为了增加崩落眼爆破的临空面。各种爆破中的药包起爆顺序，也要考虑互相创造临空面的条件。在抛掷爆破中，临空面决定了岩石破碎和运动的方向，利用相邻药包的提前起爆，创造出新的临空面，就可控制主药包的抛掷方向。

在爆破的过程中，如果仅仅只有一个临空面，会增加爆破工程的耗药量，增加爆破成本。因此，需要重点关注临空面的大小和数目，需要创造更多的临空面，才能提高整体爆破效果，才能有效地控制爆破过程中的成本。

1.4 装药量

装药量是工程爆破中最重要的一个参量，装药量确定的正确与否直接关系到爆破效果和经济效益[4]。一般来说，装药量的确定与爆破岩石的体积、岩性、自由面状况及其他爆破条件等有关，而最重要的是合理选择炸药单位用药量。

炸药单耗可以通过经验公式、现场通过标准爆破漏斗试验、查表和根据相似地质条件下的爆破工程类比选取，其中现场通过标准爆破漏斗试验来确定炸药单耗最为可靠。

在实际爆破工程中如果仅仅通过增加炸药单耗来提高爆破效果是非常不可取的，不仅很难实现良好的爆破效果，而且有可能会带来更多的负面影响。这些负面影响是不可提前预料到的，会增加爆破的危害性，会威胁到人的生命健康，会造成财产损失，也会导致岩石的过度粉碎，导致爆破成本增高。如果想使得整个爆破工程效果良好，必须要科学、合理地进行选择炸药单耗。

1.5 起爆药包的位置

起爆用的雷管或起爆药柱在装药中的位置称为起爆点。采用柱状装药时，起爆药包的位置决定着炸药起爆以后，爆轰波的传播方向；也决定了爆炸应力波的传播方向和爆轰气体的作用时间，所以对爆破作用会产生一定的影响[5]。

一般情况下，起爆的方式主要包括正向、反向和多点起爆三种类型。反向起爆与正向起爆相比，可以提高炮孔的利用率，降低岩石的夹制作用，降低大块率。采用多点起爆，由于爆轰波发生相互碰撞，可以增大爆炸应力波参数、应力波作用时间及其冲量，从而能够提高岩石的爆破速度。我国目前深孔台阶爆破，多采用多点起爆。每孔装两个起爆药包，分别置于距孔口和孔底1/3处，可以充分发挥爆炸能量。

2 影响爆破成本的因素

影响矿山爆破成本的因素有很多，爆破成本主要包括人工成本、炸药材料及其运输等。其中人工成本和运输成本，必须要进行合理规划[6]。炸药材料的价格一般是比较稳固的，不会产生太大的波动。因此，炸药的单耗就成为了影响爆破成本的最大因素。影响炸药单耗的主要因素包括：矿岩的性质、爆破地区的地质构造及岩石结构、爆破技术等。

2.1 岩石的性质对炸药单耗的影响

岩石的性质主要包括岩石的坚固性等。一般情况下，岩石的坚固性越强，在爆破过程中所消耗的炸药单耗量就会越大；岩石的坚固性较低，在爆破的过程中所消耗的炸药单耗量就会较少。所以在爆破工程之前，必须要对岩石的性质有所了解，才能够做好相应的爆破准备。

2.2 爆破地区的地质构造和岩石结构对炸药单耗的影响

在炸药爆炸破碎岩体的过程一般情况下会分为两个阶段：第一个阶段是爆炸所产生的冲击波。在爆破的过程中产生的较大的冲击波会使得岩体发生断裂现象。第二个阶段则是爆炸之后所产生的气体膨胀作用阶段。在这个阶段会使得岩体本身形成裂缝，并转化成一定的能量使岩体出现破碎现象。在整个爆破的过程中，岩体结构对于冲击波的传递有着重要的作用。

当炮孔排列的方向与弱面平行时，爆破效果最佳，相反，如果炮孔排列的方向与弱面斜交的时候，爆破的效果是比较差的。在爆破的过程中，弱面之间的距离越大，应力波对于岩石的作用力越小。如果弱面之间的距离比较小，岩石所受到的作用力比较大，在此期间所产生的炸药单耗量也比较小，并且也可以减少二次破碎[7]。

2.3 爆破技术对于炸药单耗的影响

爆破方法主要包括浅孔和深孔，其中深孔爆破是大型矿山企业开采过程中最为常见的爆破方法。在20世纪50年代期间，在采用深孔爆破的时候，工作人员往往会采用单排孔齐发爆破。这样常常会出现根底，大块率比较高，基本在5%和6%之间，二次爆破量比较大，爆堆条件比较差。以往的深孔爆破方法是比较落后的，往往产生的成本比较高。随着经济不断的发展，众多爆破方法被研究出来，其中毫秒微差爆破方法得以广泛应用。

毫秒微差爆破是指相邻炮孔或排间孔以及深孔内以毫秒级的时间间隔顺序起爆的一种爆破技术。毫秒微差爆破的主要特点是各个药包之间爆炸时间的间隔比较短。在爆炸的过程中，岩石会发生移动和相互碰撞，会形成相对比较复杂的能量，然后再将这些能量进行合理分配，从而使得岩石破碎的非常均匀，缩短抛掷距离，会减少对周围环境空气的污染，也会防止飞石所造成的安全隐患[8]。同时，毫秒微差爆破也可以增加炸药能量的有效利用，爆破大块率基本上在1%到2%之间，且很容易就形成爆堆，有效地提高了爆破的效果，并且降低爆破的成本，从而获得更大的经济效益。

3 加强矿山开采爆破成本控制的措施

3.1 对网孔参数进行改善

采用宽孔距、小排距的梅花形布孔方式，并采用毫秒微差爆破技术。这种方法具有以下优势：1)能够增强辅助破碎作用；2)炮孔间应力叠加作用减弱；3)能够有效防止爆炸气体过早泄气，提高炸药能量利用率；4)能够增大爆破漏斗角，形成弧形临空面，为岩石受拉伸破坏创造有利条件。

3.2 对装药结构进行改良

装药结构是调节炸药能量分布和控制爆破效果的一个重要因素。在一定的岩石和炸药条件下，采取径向或轴向间隔装药结构、混合装药等措施，可有效调控岩体中爆炸应力波参数，提高炸药能量的有效利用，改善爆破效果，同时也在一定程度上节约了爆破成本。

3.3 对起爆网络加以改善

在矿山爆破的过程中，起爆网络对爆破工程有着重要的支撑作用。科学的网络安排有利于提高爆破效果，降低爆破成本。尽管多排孔布孔方式只有方形、矩形和三角形，但是起爆顺序却千变万化，主要分以下几类：排间顺序起爆、波浪式顺序起爆、V字形顺序起爆、梯形顺序起爆、斜线顺序起爆、径向顺序起爆、组合式顺序起爆[9]。

虽然起爆顺序方式多样，但是起爆顺序的确定应根据地形、地质条件、爆破器材的种类和数量以及施工人员技术水平等因素综合确定，同时也要充分考虑爆破效果及爆破成本。

4 结 论

在矿山开采爆破的过程中，由于地质结构较为复杂，工作人员一定要提前对需要爆破的地区进行勘测，从而保证爆破的整体效果。因为开采爆破受多种因素的影响，采矿的工艺及其爆破技术也会存在很大的差异 ，所以矿山企业对于爆破成本的控制方法也是不相同的。如果想要使得爆破效果取得巨大的进步，并且爆破成本得到有效控制，就需要不断优化爆破参数，采用科学合理的爆破技术；同时也需要挖掘更多管理上的潜力，对爆破过程中的各个环节进行监督，控制整个爆破过程中的成本，从而降低爆破费用，促进矿山企业经济的发展。