1、露天矿水孔爆破处理方案优化研究摘要：煤矿作为国民经济发展重要的能源资源，经济活动与生活活动对煤矿资源需求量越来越大。随着需求量逐渐增多，煤矿开采深度也逐渐加深，含水炮孔也逐渐增多，无形中加大了露天矿水孔爆破难度。本文以某露天煤矿开采为例，扼要分析了爆破过程中易出现的根底偏高、据爆、爆破效果差等问题，并结合具体情况探讨如何优化露天矿水孔爆破的处理方案，提高水孔爆破质量，为广大同行提供有益经验。 关键词：露天矿；水孔；爆破；优化；方案 中图分类号：P633.2 文献标识码： A 文章编号： 众所周知，炮孔的爆破质量与煤矿开采有着密切联系。随着煤矿开采深度越来越深，含水的炮孔也愈加多了起来。有水炮孔
2、的增多为露天煤矿爆破带来了重大难度，不仅增加了爆破成本，也影响了爆破质量。为了有效提高露天矿水孔爆破质量，需要从各个角度分析如何解决据爆、爆破质量差等不良问题，下面以某地区某露天矿水孔爆破方案为例，初步分析了爆破方案优化策略，以期提高该类露天矿爆破质量。 某地某露天矿水矿情况概述 某地某露天矿的露天采场台阶高度大致 9m，采用潜孔钻机进行穿孔作业，炮孔直径约 14cm，穿孔深度一般在 10m-13m 之间。由于该露天矿矿坑位置距离地下水位比较近，如果爆破质量低下，很可能导致地下水流入矿坑，将露天矿前期开采工作毁于一旦，因此做好爆破工作是首要需要考虑的问题。 露天矿开采过程中由于开采深度越来越多
3、，加之该地区土层渗透性良好，涌现出了很多很多的有水炮孔。结合长期以来的生产情况来看，有水炮孔大多是由于岩层楚出现裂缝渗水而成水孔。随着钻孔作业逐渐深入，台阶穿过地下水层时更多地下水渗入炮孔，钻孔越深，孔内积水也就越深。当岩石裂隙渗透水与地下水源汇于一处时，涌水量逐渐趋于稳定，但是钻孔越深积水越多，如果遇上雨天，地下水位上升，孔内积水就会越多，爆破难度也会相应加大。 露天矿水孔爆破方案优化分析 为了避免爆破后产生更多的水孔，孔内积水过多，爆破作业实施前必须先确定钻孔的深度、底盘抵抗线，科学得出数据并按照数据结果实施爆破作业，以便确保爆破作业工作的质量。 钻孔深度决定着炮孔装药量的多少，且是根底出
4、现与否的重要参考数据。通常情况下，钻孔深度相当于炮孔的深度，但是要以作业地区土层干燥为前提，地下水丰富地区并不适用利用此种计算方法。由于该露天矿地区地下水比较丰富，因此，不适宜用此种方式得出钻井深度。钻孔避在周围静水压作用下，钻孔过程中产生的部分岩渣不能排除到孔外，积留下来的岩石渣影响了爆破人员对有效钻孔深度的认知，可能影响红钻孔深度计算结果的精确性与可靠性。为此，计算钻孔深度时需要充分考虑这一点，才能确定钻孔深度。 如何确定底盘抵抗线也是一个值得思考的问题，因其是影响爆破效果的另一个参考数据，底盘抵抗线主要依赖于岩石坚固性、炸药条件、孔径、炮孔密集系数等要素得到。通常情况下，由于装药一般用人
5、来操作，钻孔过程中要使炮孔的倾斜角与台阶坡面角基本保持一致，进而保证岩炮孔全长抵抗线相等，以免产生大块根底。掌握了以上内容，才可以进一步分析水孔爆破质量的提高措施，具体内容如下。 覆盖炮孔 以往露天矿爆破时经常用炸药袋覆盖在炮孔上，为了保证爆破效果，穿孔完毕后可以将石渣放入炸药袋中然后覆盖在炮孔上，这样一来不仅可以防止雨水侵入，也可以避免炮孔周围的石渣落在炮孔内。 排水措施 实施爆破作业之前，利用抽水机将炮孔内的积水抽出，由于露天矿井地处地下水丰富地带，积水量比较大的情况下，境内积水不宜排除，加之岩壁水不断涌流出来，积水未抽干前又有水流入，这种情况下，需要在炮孔内填装抗水炸药，确保炸药性能，以
6、免不能引爆。但是由于钻孔内积水较多，孔内炸药不易下沉，且易造成炮孔堵塞，难以保证爆破效果。另一方面，炮孔底易产生泥浆，泥浆的存在必然影响炮孔的爆炸质量。因此，无论从哪一方面考虑，都需要在爆破前将炮孔内积水抽出。所以，实施爆炸作业前利用机械将孔内积水快速抽出，将炸药快速填入孔内，然后用岩石渣添堵炮孔，提高炮孔填塞质量，从而有效解决了水孔装药困难、炮孔淤泥杜塞等问题。 间隔装药 间隔装药是指将药柱分为上下两段，上段药柱与下段药柱之间放入间隔器，且在下段药柱中填入抗水乳化炸药。间隔器的加入无形中增加了药柱高度，便于减少顶部大块。炮孔内装药量多少是影响爆破效果的重要参考因素，如何分配上下药量是一个值得
7、思考的问题。根据爆破波作用机理理论可知，药柱起爆后，当爆轰波传播到达药柱端部的界面时，其初始压力将会暂时降低，紧接着高压爆炸气体强烈冲击压缩其前方介质，从而形成冲击波。从药柱一端向三维方向传播，当遇到自由面后变为反射的拉伸应力波。同时，爆轰气体充填并膨胀，产生的膨胀波向三维方向传播，导致炮孔周围产生裂缝。 从另一角度分析，由于炮孔之间是介质是含水量较多的介质，爆破过程中由于在含水介质压力作用下，大大提高了可压缩性，又大大减少了冲击波所带来的破坏力，避免产生了粉碎性区。为了提高爆破效果与质量，应该更加合理分配炸药量，确保合理分配炸药所带来的能量。减少单孔炸药量的同时，应在药柱与孔底之间留有空隙作
8、为间隔，便于缓解大块根底问题出现。另外，坚硬的岩石需要依靠应力波的作用力将其震碎，而比较容易爆破的软一些岩石则需要依靠爆轰产物膨胀的作用力进行爆破。如果实施间隔爆破，不仅能够充分发挥应力波的作用，将最坚硬的岩石炸碎，更能利用岩石爆炸产生的爆轰物产生的膨胀作用将软一些岩石炸掉。由此可见，利用间隔法进行爆破是一个值得应用的方式，降低炸药量的同时也确保了爆破质量。 改善填塞质量 通过以往露天矿爆破作业经验，发现炮孔填塞质量而是影响爆破质量的重要参考因素。由于以往作业过程中经常由于淤泥存在导致冲炮现象出现。为此，为了有效避免出现这一点问题，应尽量不要用岩渣直接填塞炮孔，除了用布覆盖炮孔外，还要在杜塞材
9、料方面进行仔细研究。细沙由于渗水性比较好，用其作为填塞材料，可以有效缓解炮孔淤泥情况出现，且避免产生大块根底。 结束语 许多实践活动证明，钻孔深度、地盘抵抗线、降水、炮孔填塞质量等因素是影响露天矿水孔爆破质量的关键因数。为了确保露天矿水孔爆破质量，应从以上关键因素着手思考问题，才能达到预期效果。文中相继提到了用布、朔料等材料包裹炮孔、最好排水工作、间隔装药、改善填塞质量外，还要对爆破人员进行岗前培训。爆破人员作为爆破作业的实施人员，需要熟练掌握爆破技巧，熟悉自己的工作并能够灵活解决遇到的问题，并对自己的工作抱有认真负责的态度，确保工作质量。另外一方面，爆破装置也很重要，因此，爆破作业之前是相关
10、人员需要仔细检查爆破装置性能是否良好，使其保有良好的工作性能。 参考文献： 1 马保清，薄栓柱. 露天煤矿水孔爆破优化工艺J. 露天采煤技术，2007，(02) . 2 张悦规，翁志洪. 新型炮孔排水装置J. 有色金属(矿山部分)，2008，(02) . 3 段明，冯武平，王清华. 乳化炸药混装车在三峡工程中的应用J. 工程爆破， 2006，(04) . 4 翁志洪， 邹卫东. 潜孔软管充气膨胀式炮孔排水装置J. 中国钨业， 2008，(04) . 5 张悦规，李洪平，翁志洪，罗冬平. 炮孔排水装置的研制J. 有色冶金设计与研究， 2007，(02) . 6 秦绍兵. 井下中深孔回采爆破参数的正交试验优化研究J. 冶金矿山设计与建设， 2008，(06) .
