降低中深孔爆破大块现象论文

摘要：在炮孔下部装填高密度炸药（如乳化炸药），在上部装人密度较低炸药（如按油炸药）的组合装药结构，可在不增加炸药单位消耗的情况下提高装药高度。

引言

中深孔爆破产生大块的标准主要取决于铲装设备和初始破碎设备的型号和尺寸，因此，其标准的制定是因地、因时而异的。针对田玲珑金矿自2008年采用中深孔生产工艺流程系统改造投入生产以来，要求原矿块度必须控制在600mm以内。因此，爆破后岩块的最长边大于600mm视为不合格大块。这就要求在日常爆破作业中必须严格控制原矿大块率，对此，矿山从中深孔爆破技术布孔参数、装药结构以及爆破管理等方面着手，综合矿山地质情况对各爆破参数进行科学统计分析，在生产实践中爆破大块率得到了有效控制。

1工程概况

1.1地质条件及爆破现状

玲玲金矿东风矿区目前是我矿的主打矿区，年采剥量约在40万t，矿体厚度在5～20m不等，传统的浅孔溜矿法已经不能适用于现在的矿体结构，所以根据现场实际需要采用中深孔爆破方案，主要分布在-300至-570中段，中深孔爆破时出现大块现象，严重影响了采矿质量及出矿效率，同时大块直接影响电铲的铲装效率及生产成本，大块率过高及爆破留下的根底降低铲装效率，且作业掌子面中夹杂的大块对铲装设备及作业人员安全构成潜在威胁，因此，提高爆破质量，降低

大块产出率、减少根底对矿山生产和安全具有十分重要的意义。

在采场南部370～420m水平爆破作业过程中，穿孔深度在15m，排距控制在1.5m，孔底距设置为1.3～1.5m，最小抵抗线控制在1.2m左右，炮孔堵塞长度为0.3～0.5之间，采用间隔装药，使用乳化炸药进行爆破，2010～2012年爆破情况统计结果见表1。

表1 2010～2012年统计结果

中段 孔数/个 爆破次数/个 爆破量/t 大块量/t 大块总重量/t 大块率/% 根底数量/个 底总重量/t 根底率/%

-380 110 3 167752 1230 12776 7.6 3 3800 2.3 -420 180 5 287024 1952 25432 8.8 5 5900 2.05 -470 221 6 332816 2322 34821 10.5 6 6000 1.8

表1中看出，爆破大块率平均在9.1%，根底率平均2.0%左右，给生产组织带来不便，铲装效率低，发生砸铲事故6起，直接经济损失达30多万元；更严重的一次是由于炸药问题，23个孔装药，11个未起爆，使企业生产受到影响。

2大块产生原因分析

由于大块对铲装设备及作业人员安全构成的潜在威胁，同时对铲装设备效率造成了很大影响，为此对深部大块、根底产出的原因进行了分析。

2.1岩石性质的影响

在爆破过程中，岩体受爆炸应力波直接破碎外，主要是靠爆炸气体的膨胀压力使岩块之间相互挤压和碰撞而破碎。由于深部岩石结构

构造复杂，节理裂隙比较发育，一方面裂隙层的消能使应力波快速衰减或被阻断；另一方面由于爆炸气体沿裂隙逸出，爆炸气体的压力迅速下降，致使远离炮孔的岩体得不到足够的爆破能量。

2.2爆破参数的影响

（1）孔网参数影响。爆破设计的孔网参数分别为6m×6m和7m×7m，排距一般采用1.5～1.8m，构成深部矿体岩石主要为花岗斑岩，结构构造复杂、节理裂隙，爆破时选取的孔网参数偏大，导致大块增多，或者出现根底、岩墙。

（2）最小抵抗线影响。当单位炸药消耗量和深孔密集系数一定时，最小抵抗线和孔径成正比。实际作业时受现场条件及凿岩设备影响因素，导致设计最小抵抗线选取参数偏大，结果使得爆破后根部出现根底。

（3）炸药影响。玲珑金矿爆破使用的炸药为乳化炸药，由于多种因素的影响，导致炸药性能不太稳定，在爆破过程中，即使爆破参数选取合理，但装药量不好控制，最终导致大块的增多或出现根底现象。

（4）充填深度的影响。在穿孔设备作业过程中，由于人为因素或地质条件影响，造成炮孔超深过多或孔深不够，在充填过程中，炮孔堵塞长度偏大，装药重心偏低，孔口获得炸药能量不足，导致孔口出现大块；炮孔堵塞长度偏小，炸药能量从孔口逸出，造成能量损失，导致岩墙或根底产生。

通过对大块产出原因分析，可以总结为：一是主观原因即为人为

因素，如爆破参数设计与选择不合理，所使用的炸药量把握不准确，炮孔布置质量差；二是客观原因即自然因素，被爆岩体本身存在大块产出的内在因素，如矿岩致密坚硬、有韧性、可爆性差，岩体因构造（节理、断层、裂隙等）影响而生成许多原始大块，爆破后仍以原始状态产出。

3措施及建议

通过对大块产出原因分析，在分段高度和孔径既定的情况下，根据矿岩的实际状况（物理力学特性、构造情况等），客服一些自然因素，因地制宜的采用多种技术措施降低大块率。

3.1合理的设计

（1）确定合理的孔网参数并选准前排孔抵抗线

根据矿岩物理力学特征、炸药性能及孔径，确定每孔合理负担爆破面积，孔网参数解决主要是排距（a）和孔距（b）的取值，二者关系a=m×b，m值为二者比值系数。m值一般变化0.8～1.8之间，随岩性变化而变化，第一排为克服前排抵抗线孔取小值，后排孔取大值，采用大孔距小排距方法布孔来降低大块。同时中深孔设计在矿体对角线位置应布置炮眼，避免在该处留下“死角”见示意图。

图1扇形炮孔布置示意图

最小抵抗线选取：当单位炸药消耗量和深孔密集系数一定时，最小抵抗线和孔径成正比。实际资料表明，最小抵抗线可取：坚硬岩石：W=（25～30）d，中等坚硬岩石：W=（30～35）d，较软岩石：W=（35～40）d 。

3.2应用分段或组合装药结构适当提高装药高度

装药高度过短，往往是造成大块较多的主要原因。将孔内药柱分为上下两段，中间隔以空气层或惰性物质（岩石、砂子等），可在保持单位炸药消耗量不变、以至稍许减少炸药单耗情况下，提高装药高度，增大上部爆炸能量，减少大块的产出。采用空气间隔，其爆破效果优于惰性物质间隔，且高度易于控制。经过实践数据定为空气层高度可占整个装药长度的15%-25%，上下两段药柱重量比以1：3为好。

实践表明，在孔距、排距、前排抵抗线确定的条件下，炮孔的第一次分段长度可按L1=0.8～1.1W进行选取，第二次分段长度可按L2= 0.5～0.8W进行选取。选取分段长度时必须坚持的原则是：奇数排炮孔取大值、偶数排炮孔取小值（从前排起依次定为1排、2排、3排„„），目的是使各排炮孔的装药高度错位，从而达到除充填长度以下矿石均受到炸药的直接爆轰作用。在选择好分段和单孔装药量Q的同时，还要对各段的装药量进行优化。

在炮孔下部装填高密度炸药（如乳化炸药），在上部装人密度较低炸药（如按油炸药）的组合装药结构，可在不增加炸药单位消耗的情况下提高装药高度。