露天采矿中降低爆破成本的有效途径王炜

发表时间:2019/4/4   来源:《建筑学研究前沿》2018年第34期   作者:王炜
[导读] 在露天采矿技术的运用中,要增强采矿爆破技术的综合效果,突出爆破技术的创新、安全应用方式,全面降低露天采矿的爆破成本,对于提升露天采矿的整体技术都将有很大的益处。文章围绕露天采矿中影响爆破技术运用的相关因素,从多方面探讨了爆破技术的综合应用方式,形成了降低爆破成本的有效控制措施。

 王炜
         国家能源准能集团生产技术部  内蒙古鄂尔多斯  010300
         摘要:在露天采矿技术的运用中,要增强采矿爆破技术的综合效果,突出爆破技术的创新、安全应用方式,全面降低露天采矿的爆破成本,对于提升露天采矿的整体技术都将有很大的益处。文章围绕露天采矿中影响爆破技术运用的相关因素,从多方面探讨了爆破技术的综合应用方式,形成了降低爆破成本的有效控制措施。
         关键词:露天采矿;爆破成本;爆破技术;成本控制;爆破工序
        
        
矿山露天开采中,爆破成本占露天生产直接成本的比例较大,是除运输之外的第二高成本工序,其比例占生产成本的13%左右。因此,矿山开采积极探索控制爆破费用,降低爆破成本的有效途径。为了进一步提升爆破的效果,本文以露天开采爆破为基础从装药结构、炸药的选择、堵塞方式以及爆破网络等几个方面研究探讨改善爆破效果的途径和原理。
         1 影响露天采矿爆破成本的相关因素
         1.1 技术运用的关键点
         露天采矿的爆破技术对于整个成本的控制都将有很大的现实作用。通过技术创新的运用可以起到良好的推动性。在爆破的技术运行中,主要从多方面掌握这种技术的综合运用,其中在炮眼间的距离控制中,要形成炮眼抵抗线主要以岩体的综合特性和相关数据进行分析,从而在数据与实际情况的分析中确定炮眼钻眼的质量要求,都能起到很好的作用。在对炮眼里面进行装药的过程中,对于炸药量的控制要在均匀分布药量的基础上控制好炸药的整体量,这样能形成整体的相关控制,对于保证整个爆破质量都有很大的帮助。此外,在炮眼周边进行爆破处理的过程中,要控制好整个炸药的质量,确保装药结构的稳定合理性,采用导爆索的方式,在起爆的过程中,形成毫秒爆破的方式运用。对于岩体的开挖步骤,要有详细的计算处理,这样才能更好地实现对爆破技术的掌握。
         1.2 成本因素的整体运用
         在露天采矿爆破成本的控制中,要形成对整个因素的细化分析。其中对爆破成本中包含的工资待遇、雷管消耗、炸药含量、车费管理等多方面的要素,在相关工资的成本控制中,主要是合理定员、定额管理的方面,实行使用费用的固定管理,并最大可能地节约成本。在爆破中成本控制要素最为关键的点就是爆炸品的损耗与价格控制,尤其是在炸药的单位损耗中,要形成对矿物质物理学性质、爆炸区域地质构造与岩石构成等方面的要素,在对整个地质条件形成整体分析的基础上,才能更好地形成单位炸药量的成本控制。譬如,在某一露天煤矿开采中,冬季相对寒冷干燥,解冻时期在5月份,因此,冻土的深度达1~2m,在冻土的剥离爆炸量控制中,一般为50万m3,因此炸药的单位损耗在0.62kg/m3上下,但是在实际的运行过程中,单位损耗量在0.70kg左右,这样由于矿区地质状况中结构复杂、地形复杂、矿区内缝隙发育、断层相对较多,就会造成爆炸成本随之增加。



         2 降低露天采矿中爆破成本的有效措施
         2.1 全面改善装药的整体结构
         在露天采矿的过程中,要重点围绕爆破成本的控制,在整个装药的过程中要选择合理的装药方式,才能实现最佳的爆破效果,从而有效地减少爆破作业的振动,提升整个爆破的有效性。在露天采矿爆破的装药结构处理中,要形成科学化的装药方式,其中主要是连续装药和间隔装药的方式。在一般的运行过程中,通过连续装药的结构方式,主要是把炸药集中装在爆孔的底部,在上部形成较大的块状方式,但是会增加第二次爆破的成本。因此在连续装药结构的改装中,形成分段装药的方式,可以在底部形成对总装药量的三分之二的控制,并放入50cm的炮泥作为一定的夹层,在整个药量的控制中,能起到良好的控制效果。此外,在爆孔间隔装药的方式中,主要采用孔底间隔装药与中部间隔装药的方式,在运用岩粉、空气等材料作为相关间隔物质的基础上,有效地改善药柱与爆孔壁之间的接触关系,有效地降低压缩预应力与爆破过程中产生的初始压力,从而形成相关的压碎区域,在保证压碎质量的基础上,将岩粉的爆破效果发挥出来,在爆孔与不同区域的抵抗线之间形成大小的相适应模式,更加有助于爆炸堆破碎的均匀性,对于提升整个爆破的综合效果都将有很大的现实作用,这样能起到更好的综合作用。
         2.2 合理地使用炸药
         在露天采矿的爆破过程中,要全面降低成本,还必须要对炸药的选择形成有效的控制,因此,在整个炸药的合理使用中,形成炸药爆炸性与矿物质的特性相吻合的基础上,对于炮孔不同部位中岩体的岩性形成全面的控制,并全面控制好炸药的能量均衡性,更好地将相关岩体进行全面控制,有效地提升爆破能量的整体利用率,全面实现整个爆破的综合效果。同时在爆破坚硬岩石的炸药选择中,要选择高威力的炸药,因为在相对坚硬的岩石处理中,由于密度较大、纵波速度快,对应力波传播的阻尼相对作用较大,所以要采用高威力的炸药。同时,在对于一些岩石相对软的地方,可以采用低威力的炸药。在软岩的破碎处理中,可以形成相应的技术处理。炸药的特性阻抗未达到岩石的波阻抗之前,随着炸药特性阻抗的增加,岩石破碎程度也增强。若炸药的特性阻抗超过岩石的波阻抗时,爆炸后会产生很多初始裂缝,并迅速与表面大气沟通,致使岩体中应力提前卸载,降低破碎能力。此外,会导致空腔半径增大,使炸药的绝大部分能量消耗在爆炸近区,爆后形成很大的空洞,而预定破碎区内岩体得不到破碎,降低了爆破效果和爆破能量利用率。
         2.3 创新爆破的相关技术
         通过采用多种创新爆破的技术运用,可以形成堵塞爆破的技术,这种爆破技术主要是通过岩粉以及沙土堵塞炮眼的方式,形成水介质的综合爆破处理,在全面降低炸药单位损耗的基础上,形成堵塞方法、深孔水土负荷封堵的方式,有利于形成综合的技术控制。深孔爆破是一种常见的爆破方式。譬如,在深孔爆破的技术处理中,主要是运用在炮孔孔径大于75mm并且深度在5m以上的环境,采用延长药包的方式,主要采用拉槽深孔爆破方式以及台阶深孔爆破方式。在具体的爆破过程中,要将炮孔需要用到的大型的潜控凿岩机或者穿孔机钻的方式。在通过机械化清方的过程中,一般采用的是台阶深孔爆破的方式,这样可以实现边坡技术处理的机械化操作。通过采用深孔爆破的方式,能起到很好的优势。可以全面提升爆破的整体效果,由于一次裸露的效果较好,方量较多,会提高劳动效率,加快施工的整体进度,并且对于路基边坡的影响力相对较小。同时,如果配合预裂或者光面爆破的方式,就会形成相对稳定的边坡,也会提升爆破的整体效果。但是,在机械化操作的过程中,由于地形地质的复杂性,在爆破后会有一定量的参与土质等杂物,因此还需要进行第二次的爆破。在深孔爆破的阶段控制中,对于倾角要维持在60°~75°之间,高度也控制在5~15m的方位之内,这样在采用垂直孔与斜孔的过程中,形成深孔爆破的技术控制,并保护好边坡的稳定性。在计算值数的过程中,可以结合相应的计算公式,对于垂直孔深度、斜孔深度、炮孔距离、炸药浓度等形成规范化的精准核算。
         3 结语
         因此,在露天采矿中要降低爆破的综合成本,就要从工艺处理与技术控制上下功夫,形成对爆破工序每一个环节的优化处理,在改善爆破质量与成本控制的过程中,形成相关技术的全面控制,这样对于提升整个爆破的有效性将有很大的实际作用。
         参考文献
         [1] 周纪军.爆炸动载对近区锚杆支护结构影响的试验研究[D].中国矿业大学(北京),2011.
         [2] 赵建平.近中区瞬时爆炸波识别及其作用规律研究 [D].中南大学,2009.
         作者简介:王炜(1982—),男,辽宁大连人,2005年毕业于辽宁工程技术大学,工程师,现任国家能源准能集团生产技术部两矿协调开采技术室主任。

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