探讨露天矿山和谐爆破关键技术及应用

彭 婷

（中国葛洲坝集团易普力股份有限公司，重庆 401121）

爆破技术是采煤行业破岩的常用方法，随着时代的进步与经济的发展，我国采煤企业对爆破技术的应用也朝着科学高效、环保安全的发展方向前进，特别是最近几年，露天矿山爆破技术得到了质的提升。但是爆破工作用到的炸药本身具有一定危险性，露天矿山的爆破过程非常容易出现安全事故，影响采煤施工的综合效益。因此，在露天矿山的爆破工作中一定要做到精细化管理，做到和谐爆破，才能最大程度地降低露天矿山爆破的危险系数。

1 露天矿山和谐爆破技术

1.1 露天矿山和谐爆破技术概述

大型的露天矿山开采大多采取大区域、高台阶的微差爆破模式，在爆破工作进行过程中会用到高效率旋回破碎机、大吨位汽车和胶带运输机等大型的机械设备[1]。随着科学技术的提高，自动化计算机技术也应用到了露天矿山的开采工作中，露天矿山的爆破工艺逐渐朝着信息化、自动化、科技化、数字化的方向发展。近几年，我国相关企业在露天矿山爆破工程上将电子雷管和先进的高精密度毫秒导爆管雷管联合应用，大大增强了露天矿山爆破施工的安全系数。

和谐爆破技术是最先进的露天矿山爆破技术，这需要相关企业进行系统严密的测算，对施工爆破地的地质、构造、地形等信息进行细致了解并制定出合理的爆破方案，在这个过程中需要相关企业通过系统化、规范化的组织管理模式来保证和谐爆破工作的顺利开展，精细化管理在露天矿山等大型爆破工程中的应用是非常重要的，通过相关企业的精细化管理达到提升露天矿山和谐爆破技术水平的目的。

1.2 导爆管雷管爆破、数码电子雷管爆破及振动监测

在具体露天矿山爆破工作实施前，要对露天矿山的基本情况进行详细的了解，内容包括矿山的地理位置、露天矿山的类型、矿山表面的岩石的成分、岩层的结构密度、风化能力和稳定性等，对露天矿山的周围环境也要进行细致勘察，合理控制爆破工作的影响范围，确保矿山周围居民的安全，保证露天矿山爆破工作的顺利进行。在做好精密的勘探工作过后，要制定爆破工作的具体实施方案，根据矿山特点安排爆破孔的个数和具体位置，合理制定炸药的数量，逐孔引爆。若露天矿山爆破后部分岩石的块度较大，则需要进行二次机械破碎。实时对露天矿山的爆破情况进行振动监测，对爆破数据进行系统的记录，保证爆破工作的周密安全。利用矿山原有的爆破参数，应用数码电子雷管进行起爆，设置准确的爆破测振点，对爆破进行振动监测，分析对比电子雷管爆破和导爆管雷管爆破的爆破效果，针对露天矿山的具体情况选择适合的爆破方式，并进行振动检测，保证露天矿山爆破工作的顺利进行。

1.3 基于数码电子雷管爆破的技术优化

数码电子雷管的应用优势是高精度，起爆稳定，另外采用数码电子雷管对网路进行起爆还能够优化爆破孔参数和排距参数。爆破的地震波在传爆方向上会产生相应的叠加，叠加会增大爆破的振动强度，所以在对露天矿山进行爆破工作时要设置好合理的传爆方向从而减少爆破的振动强度。根据露天矿山情况设置好起爆的方向，按照方案进行依次起爆。通过先起爆的炮孔将周围的岩石震碎形成一条破碎段，从而将部分后起爆的炮孔产生的地震波反射回去，减少地震波传向被保护物体，通过技术手段达到控制爆破的目的，降低被保护物体位置的爆破振动的强度[2]。数码电子雷管能够做到精确引爆，在露天矿山的爆破过程中可以利用数码电子雷管精确延迟的特点，按照设计方案按顺序对爆破雷管进行起爆。利用数码电子雷管进行爆破能够实现爆破孔间的毫秒延时，通过前一个引爆孔增加后引爆孔的自由面，使得爆破的方向是交错的，能够通过岩石间的碰撞使得岩石破碎得比较均匀彻底，一定程度上还能够减少飞石的产生，降低爆破工作的危险。

2 露天矿山和谐爆破技术应用研究

2.1 爆破技术应用的定量设计

在开展露天矿山的爆破试验操作过程中要应用QED、GPS等专业的设计软件，利用数字矿山设计软件进行露天矿山的实际地形数据的测算，根据对爆破块度的实际需求，结合专业数据信息定量设计爆破的参数，从而保证露天矿山的爆破效果。定量化的爆破设计还应该充分考虑爆破地的岩石条件和爆破用到的炸药的性能以及露天矿山的自然位置条件等多方面因素，通过多次模拟试验、对设计方案进行优化调整，确定最终的爆破方案。

首先，要勘察露天矿山爆破区域的地质结构。在露天矿山进行爆破操作前，要利用信息技术手段对矿山爆破地的地质结构、岩石结构及形态等区位条件进行细致勘察测算，将这些所得数据整理记录为矿山的爆破工作提供资料的参考。第二，要精确的测量炮孔抵抗线的信息，在进行爆破装药前要利用激光测绘仪器对炮孔抵抗线进行测量，对测量所得到的数据信息进行分析处理，绘制生成直观立体的炮孔抵抗线断面图。根据图像上显示的炮孔抵抗线的长度对炮孔的装药量的大小及时的进行相应的调整，合理爆破装药的结构，从而达到最理想的爆破效果。这类爆破技术的优势是不需要相关的工作人员在危险的爆破区域进行细致观测就能够获得专业的数据信息，保证了信息数据的准确性和及时性，也保障了相关工作人员的生命安全，降低了对露天矿山进行爆破的施工危险。第三，定量设计在对贵金属矿山的开采过程中，能够合理的控制岩体爆破后的移动位置，减少了爆破对矿石的破坏，降低了对矿山开采的损失。为了在爆破过程中，更好的控制矿山爆破过程中岩体的移动位置，要利用矿山测算软件对爆破的布孔位置进行台阶式的分区，利用高精度导爆管雷管对各炮孔进行爆破模拟，精确的控制雷管的起爆顺序，确保岩体的移动方向与矿体走向一致，对矿石的挖掘方向进行合理控制，最大程度上减轻矿山挖掘的难度[3]。第四，爆破技术的定量设计能够更好的模拟爆破能量的分布信息，在爆破工作现场，需要对炸药的能量强度、炸药的分布情况、对岩石的损伤程度等问题进行周密的考虑，通过专业的爆破数据分析软件对装填炸药的炮孔范围进行能量检测，结合露天矿山的现场数据情况，对爆炸能量在炮孔断面的水平和垂直方向进行模拟操作，通过试验模拟确定炸药装填量和炸药设计结构的合理性。第五，对爆破所产生的有害效应进行精准的预测。露天矿山爆破工作现场产生的有害效应包括爆破振动和爆破飞石。只有在定量设计阶段精准的测算出爆破的参数和振动飞石的距离，才能有效的保证现场人员的生命安全，为了保证定量设计过程中对飞石的测量数据能够接近实际爆破现场的数据需要相关人员将计算参数带入到抛物线方程中，从而计算出精确数值，保证在爆破进行时所有的现场人员能够安全撤离。

2.2 爆破技术应用施工的和谐化

第一，炮孔位置的布置，为了保证在露天矿山进行爆破后能够得到一个相对完整的台阶底板，相关工作人员可以用测绳和拉皮尺的方式进行爆破工作中的布孔操作，在布孔完成后可以用水准仪或RTK对各个炮孔的孔口标准，炮孔大小等进行详细的测量，从而保证所有的炮孔位置都处于同一个水平面上，最后根据测量来进行爆破网络的设计。第二，钻孔工作。为了保证炮孔的深度和炮孔角度能够达到设计方案的要求，需要相关工作人员采用先进的钻机设备，运用信息化监控设备通过电脑的显示屏幕进行钻孔速度和钻孔深度以及钻孔角度的实施调查，确保钻孔位置的准确，在确认炮孔的深度和角度达到预设方案位置时，对炮孔进行封口，达到保护炮孔的目的，从而为露天矿山的爆破效果提供技术保障。第三，炮孔的验收。钻孔精度的影响因素有很多，在具体施工过程中，钻机的性能、岩层的结构、施工人员的技术等因素都能影响到炮孔的精度。如果在实际操作的过程中，炮孔的位置出现了误差，偏离了预设的炮孔轨道，就会改变炮孔抵线的方向和大小，导致爆破过程中产生大量的巨大飞石，带来巨大的安全隐患。因此，在进行装药前一定要对炮孔进行验收，保证露天矿山爆破的安全。第四，炸药的放置。为了保证炸药的用量能够满足露天矿山爆破的需求，需要爆破现场的工作人员严格把控炸药的用量和炮孔的填塞长度，确保炸药的装载和操作方式符合爆破方案的设计要求，在具体的装药操作过程中，利用电子秤和量杯对炸药的密度和用量进行测量，严禁装药过量。最后要应用爆速仪对炸药的爆炸速度进行测量，更好的满足露天矿山爆破的需求。

2.3 露天矿山爆破技术应用管理的和谐化

露天矿山的爆破工作是极其危险的，在露天矿山的爆破过程中，相关的工作人员要增强安全意识，利用先进的管理方式对爆破工作中的潜在风险进行有效的控制和防范，更好的保障露天矿山爆破工作的工作质量和现场工作人员的生命安全[4]。在露天矿山爆破现场要建立严格的现场审核制度，严格管控露天矿山爆破现场的每一个环节，对爆破现场仔细排查，确保每一个步骤的安全性，将爆破现场的安全隐患扼杀在萌芽阶段。在爆破现场，相关技术人员应该根据具体的工作需要制定科学的工作安全分析表格，对每一个爆破工作环节的危险性能进行安全等级评估，并根据评估结果制定相应的危险情况应对措施，从而最大程度上保证现场工作人员的生命安全。最后，为保证露天矿山的和谐爆破技术的应用，还需要企业管理部门加大对露天矿山爆破现场的监管力度，在进行爆破工作前对现场人员进行专业的技术培训，增强现场工作人员的安全意识，制定专业的爆破现场规章制度，保证工作人员工作的规范性，为露天矿山的爆破工作安全开展提供保障。

3 结论

综上所述，随着科技的进步，信息技术的快速发展，爆破技术的总体水平也在不断提高，爆破工作中用到的设备器械的应用精度也得到了相应的提升，相关工作人员加大了对爆破技术领域的研究，大大增加了露天矿山爆破工作的安全系数，为露天矿山的开采工作提供了便利，使得相关企业能够更好的进行采煤工作，为国家的能源开采做出贡献。