露天矿山精细化爆破技术研究

文家荣

（武汉钢铁集团宏信置业发展有限公司，湖北 武汉 430080）

爆破技术是打破岩石的基本方法，随着社会经济的发展和时代的发展，爆破技术也开始向更加细致、信息化、简化和环保的方向发展。但是爆破技术本身比较粗糙，如果操作不当，会有危险。精细爆破可以更好地控制粗糙的爆破操作，并对爆炸性能量释放、介质损坏、抛掷等操作过程进行精细控制，从而获得理想化的爆破效果。

1 精细爆破概述

（1）传统爆破。我国利用爆破技术推动社会经济发展已有很长远的历史了，运用的最为广泛的就是建筑和采矿行业，因为爆破是利用威力极大的炸药爆炸时产生的巨大能量，破坏需要爆破的具体物体，发生破裂、泥土垮塌、岩石松动等。以往的爆破方式较为传统，大多数都是先由设计人员人工计算出相关数据，再画出爆破的设计图纸，信息化水平低，相对来说，虽然能够进行爆破，但是爆破过程中的危险性较高，爆破的设计上也不够精确，无法实现良好的爆破效果[1]。

（2）精细爆破。精细爆破，指的是运用现代大数据和信息化技术，精确地进行爆破设计，精密计算出炸药爆炸会产生的能量和对周边介质的影响，精确控制爆破的施工，保证爆破过程的安全有效性，以实现良好的爆破效果。与传统的爆破技术相比，精细爆破运用的爆破设备与技术更先进，并通过定量化的设计方式准确分析爆破区的实际作业条件，减少误差，不仅绿色环保，还能达到更好的爆破效果[2]。

2 露天矿山精细化爆破技术发展现状

我国煤矿开采区域绝大部分都是露天作业的，并且随着现代科技和采矿行业的发展，煤炭的开采也在朝着安全、高效、数字化和自动化的方向发展。露天矿山在爆破技术的选择上，都是使用的精细化爆破技术，大部分是大区域的爆破模式，在爆破的过程中还会运用到大型运输机、大吨位汽车和破碎机等自动化设备，以及一些精密仪器，开采上还会应用自动化计算等技术，为煤矿资源的开采提供安全可靠的环境。

3 露天矿山精细化爆破技术应用研究

3.1 爆破技术应用的定量设计

露天矿山中爆破技术要做到精细化，最首要也是极其重要的一环就是定量化设计爆破工程，定量研究是指确定事物某方面量的规定性的科学研究，就是将问题与现象用数量来表示，进而去分析、考验、解释，从而获得意义的研究方法和过程。爆破技术定量设计，就是以数字化符号为基础去测量矿山中岩石的数值特征，然后根据计算公式求出某些因素间的量的变化规律。综合考虑矿山的施工条件，优化爆破方案。

进行定量化设计，第一件要做的事情就是勘查矿山所属区域的地质结构，在进行矿山爆破之前，运用先进技术与手段深度调查当地的地质结构。矿区的施工极易受到地质灾害的影响，爆破工程是通过炸药爆炸释放巨大能量破坏地表构造，如果施工中炸药的使用过量，可能会影响到矿区的地理环境，造成地质构造不稳定，所以要提前勘查和测量当地岩石的构造，为爆破提供有效的参考依据。其次就是要测量出炮孔的抵抗线。我国采矿技术的不断进步为爆破技术提供了一定的硬件支持，使用的比较好的就是激光测绘仪，激光测绘仪运用的先进的数据化和信息化技术以及计算机处理软件，可以快速有效的测量出炮孔的深度和抵抗线，并绘制出抵抗线断面图，为装药设计提供参考数据。下图（图1）是某铁矿运用激光测绘仪测量的炮孔抵抗线情况，再根据测量的实际情况确定的装药结构。事先设计好炮孔的装药结构，能够实现精细化技术，严格控制炸药的使用量，更好的保证施工人员和矿区的安全。第三，进行爆破分布能量模拟，在真正进行爆破之前，先根据炮孔的分布、炸药的使用量等影响因素运用专业的分析软件进行爆破模拟，以保证装药结构和炮孔位置分布的合理性。最后是对爆破的结果进行精细化的预测分析。爆破的危害性较大，需要对设计中所有的参数都做出记录和分析，在应用专业的计算公式算出爆破的有害效应[3]。

图1 某铁矿炮孔抵抗线实测结果

3.2 爆破施工精细化

矿山爆破定量化设计，结合了施工区域的实际环境与作业条件，爆破预期的效果是非常好的，为了保证爆破效果，爆破的施工也要做到精细化，无论是使用的机器设备还是操作技术，都要是最先进的。引进先进的测量仪器，例如激光测绘仪、爆速仪等，能更好的为爆破施工提供支持，保证施工的安全性与施工质量，避免因一些小细节影响到整体施工效果。

（1）布孔。爆破施工，首先是做好相应的施工准备，准备充分就可以进行下一步的施工工作，施工人员需要测量出岩石的软硬程度以及厚度，然后根据已有的爆破公式计算出孔口的合理直径和周边间距，每一种炮孔位置的分布都是非常讲究的，炮孔的深度、直径都需要测量人员通过精确地测量，再绘制出具体的直径，炮孔之间的位置与间隙也要合理布置，由施工人员精确控制孔间距离，确定好炮孔的分布后，还需计算出每一个炮孔的深度，保证炮孔的空地都是在同一水平上。

（2）钻孔。运用科学的计算方法确定每一个炮孔的位置后，就需要钻孔，可能每个矿区岩石的分布情况都是不同的，施工人员应该先勘测好施工区域的岩石软硬程度，在利用先进的钻机钻孔，钻机充分运用了现代数字化技术，配有电子显示仪，可以根据施工进度实时测量出钻孔的深度、宽度及其他相关数据，施工人员就能根据现实的数据调整施工方法，以达到较好的施工效果。钻孔完成之后，还要仔细检查，保证每一个炮孔的深度一致，并做好炮孔的保护工作，避免其他杂质进入炮孔中。

（3）炮孔验收。精细化爆破技术中钻孔的京都是需要严格控制的，在钻孔的过程中一定要保证钻孔的精度和质量，因为钻孔的位置、深度不仅会受岩石特点、钻机性能的影响，还会受到钻孔人员操作技术水平的影响，为保证炮孔的质量达到爆破标准，可以采用以下措施进行管理：一方面，钻孔施工过程中，采用先进的钻机和炮孔测量的仪器保证钻孔的质量，再对操作人员进行专业知识与技能的培训，并制定相应的考核机制，针对实际测量出的钻孔结果对操作人员进行考核，提高钻机手的责任意识，使其深刻了解到钻孔精度的重要性。另一方面，炮孔钻好之后进行验收，使用吊尺及其他测量工具，量出炮孔的深度以及是否存在其他影响爆破效果的物质，尽量减少误差。

3.3 爆破技术应用管理精细化

爆破技术精细化管理，既能保证施工人员的安全性，减少安全隐患的发生，提高采矿企业的社会效益，又能节省经济成本，提高经济效益，要做到精准无误的管理，可以从多方面进行。首先要制定科学合理且有效的管理和监督制度，对于爆破的每一个环节都要进行严格的检查与核对，对清空装药、爆破施工、爆破后三大环节进行监控，并采用各环节负责人相互监督的机制，互相督促每一个环节的操作，爆破后的工作主要就是记录好此次爆破的相应数据和效果，为下一次爆破提供数据依据。其次是严格按照国家规定的标准进行施工作业，爆破施工是危险系数较高的工程，一旦爆破标准偏离了设计要求，就可能会改变爆破的方向和威力，从而产生大量的大块和飞石，威胁工作人员的生命安全，所以工作中的每一步都要严格按照指定的标准规范的操作。对于爆破过程中的所有数据都应该有专门的记录，最好是形成一个工作安全分析表，为爆破工作的开展提供数据参考与支撑。

4 结语

露天矿区精细化爆破技术的提高，爆破所需设备也在不断的改进与完善，爆破过程中应用的材料精度更科学合理，除了从施工硬件设备设施上的研发和完善，我国矿山精细化爆破的管理理念和管理手段也在向其他国家借鉴优秀的经验，主要从定量设计、精心施工、精细化管理三个方面进行了研究。无论理论知识如何，最终落到实处的都是实际应用情况，研究者们在研究精细化爆破理论的基础上，还应该结合矿山现场实际情况，找出问题关键点，完善施工工艺，优化施工设计，从细节把控好施工质量，才能进一步提升精细化爆破的水平，提升施工效率，创造出良好的经济效益和社会效益。