露天矿穿孔爆破工作技术及其管理措施

2022-12-22李明

世界有色金属 2022年17期

李明

（保利新联爆破工程集团有限公司，贵州贵阳 550003）

现如今，各种开采技术在露天矿穿孔爆破工作中已经得到了有效应用，采矿范围也在不断扩大。因此，在开展露天开采作业时，一定要注意穿孔爆破和运输等工作，通过对露天矿穿孔爆破工作技术的有效应用，优化施工管理流程，在提高爆破质量的同时，减少安全问题的发生，进而保障施工管理方案的有效实施。

1 现状

当前，在露天矿开采前，要制定完善的生产计划，科学对采矿内容进行设计，保证供配矿管理的有效性。但是，受到一些客观因素的影响，在露天矿穿孔爆破工作中还没有先进的综合管理方式，非常难以难保证开采方案的顺利进行，采矿设计和供矿管理等方式，并没有相互衔接，在执行方面，采坑的作业人员非常多，点多面广。再加上，高寒的气候时间较长，如果不能做好实时监管工作，更不能及时发现现场每个作业中的问题，这会影响施工的安全性。

一般情况下，采矿穿孔设计中的要点，是对炮孔的科学布置，降低损失率，对采矿设计流程进行优化，保证布孔方式的有效应用。最好采用GPS，在现场上科学放点，最好使用钻机进行找点，选择科学的穿孔方式。采矿业务，一般要多个人员同行执行，保证整体管理的有效性，提高工作效率。

新时期，要想及时解决现有采矿生产中的管理工作，需要依靠人为经验，提前进行统筹规划，制定系统和直先进的管理方案，在露天矿穿孔爆破工作的内容出发，通过对不同技术的有效应用，实现对采矿穿孔的科学设计，注意其中的时间，最好在炮孔上对其进行科学布置，通过对GPS技术的应用，降低工作中的失误率，并不利于大规模露天采矿工作。基于此，要加强对露天矿穿孔爆破工作技术的有效应用，做好基本的施工管理工作，为日后的安全施工提供条件[1]。

2 影响爆破质量的相关因素

2.1 炸药自身的性能

由于炸药爆炸的威力比较大，主要是通过密度、做功能力和爆热等基本指标所反映的，上述这些性能指标直接影响着爆破的效果。研究发现，反映炸药能量的整体利用率，会受到爆炸速度的影响，更是其中的重要性能指标，爆速不同，这种炸药在岩体内部，爆炸所产生的应力波和冲击波等参数，也存在非常大的差异性。

因此，在具体的露天矿爆破中，要想强化爆破效果，一定要注意炸药自身的性能，提高炸药与岩石之间的匹配程度。此外，要想确保坡面的平直度，最好应用低爆速炸药，实现对光面的预裂爆破，不断提高炸药能量利用率。

2.2 岩石可爆性差

在对可爆性差岩体进行处理时，要想取得更好的爆破效果，需要根据客观要求，在技术角度出发，采取优化孔网参数等方式，注意部位爆破质量，通过具体的实践分析，注意对该矿角闪辉岩岩体特点的分析。要想获得与其他岩相同的爆效，在对中粗粒辉长岩进行爆破时，要增加炸药单耗。

2.3 孔网参数不合理

由于露天开采的条件复杂，台阶坡面一般是凸凹不平的，这会出现残留根底现象。所以说施工人员要加强对药包底盘抵抗线的有效控制，为了保证爆破的安全性，需要采取措施将药包的最小抵抗线控制在合理范围内。在对爆区前排孔布孔进行设计时，一定要注意其中三抵抗线的均衡性，最好将安全原则放在第一位，减少质量事故的发生。

2.4 工程地质条件

首先要注意断层的影响。在具体的爆破中，我们能够将断层和大裂缝等看作为完善的自由面，这会对冲击波的传递进行阻隔，影响爆破的效果。在规定的露天矿爆破范围中，一些断层等因素会对爆破漏斗的形状和大小带来影响，这会增加爆破石方量和设计标准的差异性，不断降低爆破质量。

其次层理影响。如果层理面与最小抵抗线垂直的时候，爆破中的漏斗一般也会相应扩大，这会导致方量和块度减小。然而，这个时候爆破抛散的距离，会小于一般情况。当层理面与最小抵抗线出现平行现场，爆破方量一般会减少，进而产生根底，这个时候爆破的抛散放线，就会出现偏移的现象。在此过程中，当边坡与岩层的层理走向交角，在90°的范围中，层理与边坡倾向一样，非常容易产生落石和崩塌等情况。

3 露天矿穿孔爆破工作技术

3.1 凿岩中的钻孔技术

首先要明确技术要求。工作人员要积极借助底盘抵抗线，加强对钻孔深度的有效控制。在对爆区后的排孔进行设计时，一般要在两部分内容展开：

（1）孔网的参数要在科学范围中，不可以过大过小，如果孔网面积比较大，中心的部位非常容易出现大块，底部的整体结构也会受到影响，进而出现球冠根底。如果炸药的总量没有发生变化，孔网的参数过于小，就会导致药柱重心不断下降，在其上部非常容易产生大块，这会增加穿孔成本。

（2）注意网参数的均匀性。主要是因为此因素会对爆破质量带来影响。因此，施工人员要在保证孔承担爆破面稳定性的基础上，适当缩小抵抗线，增大孔距增，更好地改善矿岩破碎质量，进而加强对其他事故的有效预防。

3.2 炮孔排列

如果在爆区所应用的是潜孔钻，需要注意对排距的严格控制，不可以超过5m，并且单孔的承担面积也要进行严格控制，最好在35m2内，主要是为了对大块以和根底等问题的有效预防。也就是在穿直孔爆区上，对台阶坡面进行有效处理。档期出现问题时，要用潜孔钻对其进行辅助处理。主要是为了预防由于底盘抵抗线过于大，对爆破质量所带来的影响。

3.3 堵塞起爆

在此作业中，施工人员要使用2m到5m的非电毫秒雷对孔口进行堵塞，然后进行起爆。同时，在同排和同段期间，要做好微差跳段处理工作，科学使用雷管，主要对分区进行连线，给予雷管一次点火后，就可以及时起爆，从而加强对其他安全问题的有效预防[2]。

3.4 注意台阶爆破参数

（1）爆破参数的设定。研究发现，施工场地周围的环境、地质条件和矿体结构等，都会对爆破的效果带来影响，所以在对实际参数进行选取时，一定要注意对实验法和工程类比等方法的有效应用。实践经验证明，如果应用浅孔钻，孔径主为21cm，在穿孔爆区时，要注意合理孔径的最大值，一般要将其设定为5m到6m。

同时，破碎抵抗线的最佳距离需要在4m到4.5m之间，注意对炮孔装药系数的科学设定，保证露天矿穿孔爆破工作进行的稳定性，通过对不同技术的有效应用，提高露天矿对开采的有效性。

（2）预裂爆破参数。通常情况下，要注意对孔径的合理化设定，主要为11.5cm，孔径要设定在1m到1.4m之间，避免孔深度超过所规定范围。值得注意的是，要科学应用间隔反向装药这种方式，实现装药。

3.5 斜孔爆破

研究发现，我国在露天矿穿孔爆破效果方面，斜孔爆破要比垂直孔爆破更好。在对其原因进行分析时，主要是因为深孔上部和下部之间，存在相同的抵抗线，并且岩体破碎也非常均匀，并不会产生太多的根底。同时，斜孔爆破这种方式，可以在满足台阶坡面角要求的基础上，保证穿孔爆破施工的有效性，为日后的施工提供便利。在具体的斜孔爆破中，工作人员要注意钻机与台阶坡顶线之间的距离，降低施工风险，通过对牙轮钻机与钻机的有效应用，获得更好的爆破效果。

4 露天矿穿孔爆破工作的管理措施

4.1 优化装药结构

在进行垂直孔爆破的时候，其中的底部阻力非常大，为了减少其他因素对整体施工的影响，需要使用超深，将药包的中心下降到坡底水平的附近。但是，这种情况非常容易会对台阶上的部炸药带来影响，分布过少，进而产生大块。因此，要对装药的整体结构进行优化，实现分段装药。

此方式主要是指将深孔中的炸药分成数段，然后用空气，或者是炮泥隔开。使用分段装药能够避免炸药过于集中，在深孔的下部，导致台阶中和上部矿岩，受到客观因素的影响，出现破碎情况，减少塌落等情况的发生。其次，注意混合装药。也就是在深孔底部，装高密度和高威力的炸药，在其上部适当装入普通的硝铵炸药，更好地适应台阶矿岩阻力的变化规律。这种方式可以避免台阶根部，出现根底，保证露天矿穿孔爆破的安全性，做好基本的施工工作。

4.2 挤压爆破方式的应用

在对挤压爆破技术的作用原理进行分析时，发现其主要是指在工作面，所残留有一定厚度的爆堆，在情况下的爆破。其中，碴堆的存在主要是为日后的挤压创造条件，能够在控制爆堆宽度的同时，预防矿岩飞散，并且还可以延长爆破的作用时间，更好地改善炸药能的破碎效果，进而减少大块等问题的发生。

此外，由于工作面上存在一定厚度的爆堆，当头排孔中的抵抗线过大时，需要加强对推土机的有效应用，制作假平台，一定要靠前打孔，在缩小抵抗线的同时，减少根底的发生。同时，科学制作假平台，还能够为日后的施工提供条件。

4.3 做好培训工作，提高工作人员的综合素质

由于工作人员整体素质的高低，直接决定和影响着采矿生产的后劲，高素质的职工队伍，一般是采矿工作中的无形资产。对此，在露天矿穿孔爆破工作中，要想提高整体的管理效果，要不断提高工作人员的综合素质，规范对他们的行为。这就需要积极开展培训工作，丰富职工的培训内容。首先要加强思想意识的培训，其次要注意素质培训，在具体的工作中时刻保持正确工作态度，这种高标准的工作质量，可以形成独立个性的管理方式，将形作为准则，提高群体意识，通过具体的培训活动，强化工作人员的综合素质，保证露天矿穿孔爆破的安全性和有效性[3]。

4.4 加强对露天矿作业环境的安全管理

现如今，为了保证露天矿作业的顺利进行，需要做好对周围环境的安全管理工作，提前调查好矿山露采作业的环境情况，加强对有害因素的整合，界定有害作业点，综合评定作业环境的实际危害程度，更好地改善作业环境。在此过程中，还需要制定和实施安全防护措施，采取措施做好作业环境检查和管理工作，科学设置安全标志，减少场地粉尘和生产性毒物等对施工效果的影响。

在对露天矿作业环境进行优化和管理时，要注意核心内容，一定要积极落实安全责任制，强化自身的监督检查职能，保证作业的安全性，积极落实生产安全管理工作。同时，还要认真研究露天矿中的作业内容，通过对环境的监督，及时发现符合露天矿安全管理中的问题，创新管理模式，只有这样才可以制定出安全的管理对策。由于安全管理内容等是可变的，所以在开展安全管理工作时，要促进国家安全法律法规和露天矿采矿工作的有效结合，与生产实际有效结合，保证施工方案制定的安全性，从而保障安全管理措施的有效落实。

4.5 安全检查和安全防护

安全检查机制是露天矿穿孔爆破工作顺利开展的基础，所以说工作人员要构建健全安全体系，注意检查日期和频率，一般情况下需要半个月进行一次检查，各班组需要每天都要进行1次检查。在对非定期检查项目进行管理时，要结合工程的具体情况，确定检查的日期与频率。通过全面检查，可以及时发现露天矿穿孔爆破工作中的问题和隐患，做好登记工作，建立整改，或者是消项制度，确定负责人员，完善整改措施，注意对经费的控制[4]。

在消除隐患前，还要加强对防护措施的有效应用。如果发生了问题，要马上停工，等到整改后，才可以恢复施工。这就需要做好日常安全检查，优化安全管理制度，一定要做到奖惩分明，为后期制度的顺利落实提供条件。在具体的施工中，发现其会对安全带来影响，所以在开工前，要编制详细的安全管理和检查方案，注意实施细则，做好防护措施。在此过程中，监理工程师还要进行审批，通过后才可以严格实施。最后，工作人员要对所在工点的责任人，实现书面交底工作，注意安全规则，从而进一步加强现场监督和管理力度。

4.6 主要对炮孔的检查验收

在进行装药作业前，需要对炮孔进行全面检查和验收工作。当炮孔孔位和孔深不符合作业要求时候，要重新进行打孔。在具体的爆破中，炸药爆炸产生会影响炮孔的孔径，并且其孔网参数也会出现不同变化。所以说要想促进矿石和岩石能够按照理想方向慢慢移动，要采取措施保证最小抵抗线，可以达到控制炮孔方向中的标准。同时，要注意对参数的选取，保证其与炮眼密度系数之间的密切联系。因此，适当缩小抵抗线，可以保持岩体的完善性，加强对抗拒线的有效控制，最好将其保持在30cm到50cm之间，更好地应付较小规模爆破作业。

此外，在进行规模大的爆破作业时，需要将抵抗线，控制在45cm到60cm之间，只有这样才可以起到更好的爆破效果。对于岩体发育等问题对，需要适当缩小孔距，慢慢增大最小的抵抗线。一般情况下，在进行井下爆破作业的时候，会遇到炮孔进水等现象。为了预防拒爆现象的发生，需要采取措施做好基本的炮孔防水工作。特别是在地下水比较多的区域进行处理时，不可以忽视防水工作，最好应用防水效果的电磁雷管，提高炸药效果，减少其他安全问题的发生[5]。

4.7 包干管理模式

现阶段，提高爆破质量，保证爆破的安全性已经成为露天矿穿孔爆破工作中的主要问题。这就需要做好基本的管理工作，促进穿孔机产量与质量的有效结合，形成收入与劳绩结合机制，此方式就是我们所说的包干管理模式。

（1）内容和步骤。首先包干制管理，一般是将穿孔机组，与爆破人员的工资，依据质量等进行科学化分解，主要将其分解到产出矿石上。等到完成质量任务与消耗任务后，需要及时将工资支付给施工人员。因此，要结合钻机的具体施工要求和炸药消耗，提高爆破质量。同时，要科学实行奖励机制，促进工期和成本等内容之间的有效结合。在采区发包中，要做好技术指导工作，实现安全监督，及时发现材料和机具在应用中的质量问题，保证检验的准确性，主要按照劳动力实现科学化配备。最后，对工期和质量标准等进行科学化设定。

（2）注意合同签订与执行。结合工程情况，明确承包范围，结合工程条款内容，设定工期，加强对成本和出矿量的有效整合，将其编制为合同。要想让合同能够得到及时处理，要采取适当增加质量检验工作，提高安全监督效果。如果工作人员在现场监督和指导中，发现了质量问题，一定要按照书面的通知形式等，及时纠正承包方的限期。

（3）验收。等到露天矿穿孔爆破工作完成后，此施工中的双方，需要积极组织班组长和技术人员等，加强工程验收，保证工程可以按合同进行，积极发挥承包方在其中的监督作用[6]。