穿孔爆破对露天煤矿经济的影响

引言

黑岱沟露天煤矿1990年开始动工，1996年正式生产运行，原本设计生产能力1 200万t/年，经过多次扩能改造，现核定生产能力为3 400万t/年。矿区内岩石种类多，主要品种有细（粉）砂岩、中砂岩、粗砂岩、砂页岩、泥（页）岩和高岭土，普氏硬度系数在2～7之间，基本成缓倾斜层状分布。台阶构造复杂，在局部位置有背向斜构造，部分岩石台阶部位岩体的裂隙较为发育。岩石作为爆破对象，地质情况的变化对爆破质量的影响是非常大的[1]，况且黑岱沟露天煤矿穿爆成本约占总生产成本的30%左右，所以研究降低穿孔爆破成本的手段方法，提升爆破质量，提高生产效率对露天煤矿的发展具有重大意义。本文以国内外先进爆破理论作指导，通过一次次实践经验总结，得出最合理的穿孔爆破参数，从而提高了岩石的破碎质量。并且得出的优化穿孔爆破参数，对我国的露天煤矿进行类似作业具有指导实践作用。

1 穿孔爆破对露天煤矿生产的影响

1.1 爆破后形成大块

爆破后大块主要出现在台阶上部的临空面及孔口部位、孔网参数偏大的中心部位、未堵塞的废孔周围、底盘抵抗线过大的台阶根部及盲炮部位周围。靠近黄土层下的细（粉）砂岩等较硬岩层位于台阶上部且裂隙发育、风化严重，爆破后易形成大块率过高。出现大块后，机械挖掘机采装十分困难，装车效率低，同时有较大的安全隐患。如果出现巨大岩石，不但影响正常生产，还需要破碎锤、推土机等辅助设备来破碎、清理，严重影响露天煤矿的生产运营，也增加了采矿的经济成本。

1.2 爆破后出现根底

根底主要出现的部位是底盘抵抗线偏大的台阶根部、孔网参数较大的中间部位的台阶底部、炮孔超深不足的台阶岩体底部及盲炮部位。还有就是细（粉）砂岩等较硬岩层位于台阶下部的情况也容易出现根底。出现根底后，机械挖掘机水平推进十分困难，只能沿着根底的曲线起坡作业，这时挖掘机处于倾斜状态，不但采装作业效率低下，卡车进入装车区域非常困难，而且也伴随着安全隐患。根底暴露后，处理起来也很困难，需要二次穿孔爆破，大大增加了爆破成本。所以，爆破后出现根底也影响露天采矿的正常生产。

1.3 增加露天煤矿生产成本

我矿穿孔爆破环节的生产成本约占整体生产成本的30%，值得一提的是，其中爆破使用的炸药成本就占整体穿孔爆破成本的40%以上，降低炸药单耗，是节约炸药成本最直接的方法。所以，在露天煤矿经济建设发展中，如何降低炸药的单耗，也是非常重要的研究课题。

2 针对爆破后产生的大块、根底分析实践

黑岱沟露天煤矿深孔台阶松动爆破常用孔网参数：钻机孔径为250 mm，台阶高度为14～17 m，孔距为11 m，排拒7 m，超深2 m，使用铵油炸药，连续装药结构，7 m充填，水孔使用乳化炸药，7 m充填。采用三角形布孔，使用导爆管雷管毫秒延期逐孔起爆，孔内管延期600 ms，支路排100 ms，控制排65 ms，平均单耗0.368 kg/m3。

根据生产现场穿孔实际情况分析，孔距为11 m，排拒7 m，超深2 m，这种孔网参数在细（粉）砂岩、中砂岩的岩石结构的应用中较容易出现大块、根底，这和岩石的构造及纹理走向存在一定的联系，结合我矿实际的地质条件，经过一次次实验，发现孔距为13 m，排拒6 m，超深2 m的孔网参数在实际应用中有良好的爆破效果，大块、根底率都有所下降，并且平均单耗为0.364 kg/m3。因地制宜调整孔网参数，不但改善了爆破效果，还降低了一定的炸药单耗，提高生产效率的同时节约了炸药成本[2]。

3 减少炸药单耗实践

3.1 在相同岩性台阶上采用分段装药的爆破实践

试验爆区在我矿1150水平台阶中部，长600 m，宽33 m，高16 m，炮孔深18 m，炮孔直径为250 mm，台阶岩性是中砂岩，普氏系数为5～6，三角形布孔，总共4排炮孔，边眼距约为5 m，采用导爆管雷管进行逐孔延期爆破，主路排延时65 ms，支路排延时100 ms，炮孔内装铵油炸药，清渣爆破。

进行3次爆破试验，试验爆区分别代号为A、B、C三个分炮区，爆区长度都是200 m。其中，A、C爆区为连续装药结构。B爆区为分段装药结构，下部装药量占总装药量的60%，中间为2 m间隔器，上部装药量占总装药量的40%，最上部5 m充填。

3.2 分段装药在不同岩性台阶上的试验

采用上述试验方式对露天煤矿各类岩石台阶进行试验，并得出分段装药结构和连续装药结构爆破质量相近时的炸药单耗。见表1。

文章来源：《现代工业经济和信息化》 网址: http://www.xdgyjjhxxh.cn/qikandaodu/2021/0727/766.html