矿业论文露天矿单排水平深孔爆破技术的应用

　　摘要：露天矿单排水平深孔爆破方案适应性强，易于操作，对于新建矿山、边角矿体以及修路困难的采场，单排水平深孔爆破技术具有明显优势。根据实践经验，对不同类型矿山的孔网常数进行了探讨，总结了水平孔爆破施工的一些经验。

　　关键词：水平深孔,爆破技术,孔网常数,矿业论文投稿

　　0引言

　　常规露天矿山爆破作业一般采用垂直或倾斜孔，但对于边角矿体或是修路较为困难的矿山，在不具备施工垂直或倾斜钻孔条件下，采用单排水平深孔爆破方案是可行的。只要选择的爆破参数与起爆系统设计合理，并通过精心的施工组织，完全能够实现[1]良好的爆破效果。

　　1水平孔爆破的优缺点

　　1.1优点①节约投资。无论是新建矿山，还是正在生产的矿山，采用水平孔爆破后节省了至穿孔平台的道路工程以及穿孔平台的土石方工程，可节约大量投资。②加快了矿山投产时间。水平孔爆破对采准的要求极其简单，只要完成开拓道路的修建即可进行生产，节约投资的同时也加快了矿山投产时间。③节省**。实践表明，采用单排水平孔爆破作业的矿山，**单耗一般在0.03～0.12kg/t，比垂直孔爆破节省**一半以上，生产成本大大降低。④爆破危害降低，安全性明显提高。爆破危害主要是飞石，其次是爆破震动和冲击波对周边产生危害。由于水平孔爆破改变了垂直孔爆破的孔口方向，避免了因装药过量产生的冲炮现象，又因为水平孔改变了最小抵抗线方向，爆破飞石得到了有效控制。因水平孔爆破时**单耗远远低于垂直孔爆破，产生的爆破震动显著降低。水平孔爆破一般为松动爆破，产生的冲击波仅作用于岩石，在空气中的传播微乎其微。⑤适用范围广。水平孔爆破对地形的适应性强[2]。对于受地下水影响，以及因雨季导致孔内积水严重的矿山[2]，采用水平孔爆破优势明显。⑥采场平整度好。水平孔爆破的采场基本不形成底根[3]，采场平整，有利于后续生产。

　　1.2缺点①穿孔和装药作业安全要求较高。水平孔穿孔前必须对工作面上的浮石进行彻底清理，钻头的连续冲击会造成岩体的轻微震动，工作面存在浮石时，钻机工的人身安全和设备安全会受到威胁。如果装药过程中工作面边坡上掉落浮石，同样会对爆破工构成伤害。②表层易出现大块。③不易检查盲炮。

　　2水平孔爆破机理

　　水平孔爆破与垂直孔爆破机理不同，水平孔多数情况下是利用爆生气体及爆炸应力波来破坏[3]下层矿岩，同时依靠重力作用，使上部部分岩体产生位移，达到分解矿岩的目的。

　　3水平孔爆破参数

　　钻机常用KQD-100或QZJ-100B，孔径为100mm。延米装药量5kg/m，充填长度3m。

　　则：LBHρα=（L-3）×5LBHρα=5L-15

　　式中：L——孔深，m；B——孔距，m；H——台段高度，m；ρ——矿岩密度，t/m3；α——**单耗，kg/t；齐世福提出了孔网常数CN的概念[2]。即CN=BH，则上式转化为

　　LCNρα=5L-15

　　3.1石灰岩类爆破当矿岩为石灰岩类时，ρ=2.7t/m3。

　　2.7LCNα=5L-15

　　①当α=0.1kg/t时，CN=18.52-55.56/L

　　L=10m时，CN=12.96≈13。L=12m时，CN=13.89≈14。

　　L=15m时，CN=14.82≈15。

　　②当α=0.15kg/t时，CN=12.35-37.04/L

　　L=10时，CN=8.65≈9。L=12时，CN=9.26≈9。

　　L=15时，CN=9.88≈10。

　　理论计算可知：打直径100mm的水平孔，孔深10～15m，石灰岩类矿山孔网常数CN的范围在9～15。

　　3.2露天铁矿爆破露天铁矿爆破时，矿石密度ρ=3.2t/m3。3.2LCNα=5L-15

　　①当α=0.1kg/t时，CN=15.63-46.88/L

　　L=10m时，CN=10.94≈11。L=12m时，CN=11.72≈12。

　　L=15m时，CN=12.5。

　　②当α=0.15kg/t时，CN=10.42-31.25/L

　　L=10时，CN=7.29≈7。L=12时，CN=7.81≈8。

　　L=15时，CN=8.3。

　　理论计算可知：打直径100mm水平孔，孔深10～15m，铁矿孔网常数CN的范围在7～12.5。4水平孔爆破施工

　　4.1穿孔水平孔对采准工程要求较低，穿孔平台的宽度根据所用钻机确定，对于支架式钻机，仅需2m宽的平台。采准工程量大大降低。穿孔前首先应完成开拓道路的修建。道路宽度一般要求2m以上。初始工作面高度应保证水平孔开口要求，不应小于0.5m。水平孔一般为平行孔，为减少钻机移动次数，也可扇形布置炮孔。对于台段较高的工作面，穿孔作业前应清理工作面的浮石。除换钻杆外，人员应远离工作面。当钻机工靠近工作面操作时，应有人对边坡浮石进行监护，出现危险情况及时撤离。

　　4.2装药装药前应先清理孔内的积水，检查孔壁是否光滑，并清理孔内残存的石渣。常有**分为袋装和管装两种，水平孔一般选用直径80mm的管装药卷。采用袋装**时可采用装药机装药。无装药机时，且又不得不采用袋装**时，可选择口径合适的塑料袋先把**加工成管装，再由人工进行装药。人工装药时采用竹杆或PVC管慢慢将药卷塞至孔底。

　　4.3起爆药包起爆药包位置无特殊要求，可布置在孔底、中部和孔口。为防止导爆管损坏，宜将起爆药包放在孔口位置。水平孔爆破宜采用瞬发起爆。当爆破点周边环境复杂时，也可采用延期起爆。

　　4.4孔口充填孔口应进行充填。充填长度不小于孔径的20倍。对于直径100mm的炮孔，充填长度一般>3m。充填材料优先选用略带水分的粘土，当取土困难时，可采用穿孔产生的石渣。充填材料装入塑料袋后再用炮棍送入。充填过程中须严格保护导爆管，避免管线被挤断。

　　5水平孔爆破的注意事项

　　①台段较高时应做好钻机工和爆破工的安全监护工作。②为避免孔内积水，穿孔角度应略微上抬。③装药前应做好爆破警戒，禁止闲杂人员靠近爆破施工现场。④炮口方向禁止人员停留和设备停放。⑤严禁用铁质炮棍装药。⑥必须采用复式起爆网络。哑炮一旦产生，一是不容易发现，二是很难采取补救措施。因为起爆网络已经被矿岩所覆盖，很难排除哑炮[4]，给铲装作业带来隐患。因此必须采用复式起爆网络。

　　6结语

　　矿岩轻度风化的矿山以及地势陡、修路困难的采场都可采用单排水平孔的爆破方案。钻孔方位大角度与矿岩主导节理裂隙相交时，有利于防止卡钻现象[5]，因此适用于水平节理少的工作面。

　　孔网常数对不同台段高度工作面的孔距设计具有一定的指导意义，操作适用性强。

　　参考文献：

　　[1]张继春，郭学彬，曹孝君等.水平深孔爆破技术在高边坡危岩处理中的应用[J].铁道建筑，2005，增刊：11-13.

　　[2]齐世福.平眼深孔爆破技术研究[J].爆破，1996，13（2）：28-31.

　　[3]刘智权，马建军，周余奎.水平深孔爆破在城区石方开挖中的应用[J].工程爆破，2005，11（4）：35-37.

　　[4]王遂明.浅谈水平深孔爆破施工技术[J].西部探矿工程，2000（3）：83-84.

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