陳克傳（新沂市福鑫石材有限公司,江蘇　新沂　221400）

馬陵山露天花崗巖礦爆破參數(shù)的選取與優(yōu)化

陳克傳
（新沂市福鑫石材有限公司,江蘇新沂221400）

摘要：詳細介紹了馬陵山花崗巖露天礦爆破參數(shù)的選取過程，并通過爆破試驗對參數(shù)進行優(yōu)化，降低了大塊率，取得了較好的爆破效果，經濟效益和社會效益十分突出，對其它類似礦山或類似工程有一定的借鑒及指導意義。

關鍵詞：馬陵山；爆破參數(shù)；大塊率；優(yōu)化

1　工程概況

新沂市福鑫石材有限公司位于新沂市東南約15Km，沭河以東約3Km處宋山西北部，交通便利。宋山為一剝蝕殘丘，垅崗緩坡地貌，主要地層為上太古界——下元古界東海群變質巖系，巖性主要為角閃花崗質片麻巖。礦層為堅硬類，普氏硬度系數(shù)f=8～14，巖性穩(wěn)定性好、裂隙不發(fā)育、抗壓強度高。礦區(qū)東面及北面1000m內是莊稼地，西面600米有生產廠房，西距鄉(xiāng)村道路1000m，爆破環(huán)境較好。礦山主要產品為建筑用石料系列產品，規(guī)格主要有3＃石碴（1-3㎝）、2＃石碴（1-2㎝）、瓜子片（0.5-1㎝）、石粉（<0.3㎝）。

2　爆破參數(shù)的選取

影響爆破效果的主要爆破參數(shù)有：臺階高度H及超深h、底盤抵抗線W底、孔徑d和孔深L、孔距a與排距b、堵塞長度L2、單位炸藥消耗量q、單孔裝藥量Q等[1]。

2.1鉆機及鉆孔直徑的選取

露天深孔爆破的孔徑主要取決于鉆機類型、臺階高度和巖石性質等?？讖竭x擇應從發(fā)揮鉆機最大效率、爆破經濟效果和裝藥施工難易等情況來考慮，孔徑越大，裝藥越方便；但就爆破效果而言，鉆孔越小，炸藥在巖體中分布越均勻，效果越好[2]；考慮到馬陵山巖石堅硬和破碎設備的性能，參照類似礦山的經驗，選用操作簡單靈活、適用性強的阿特拉斯?jié)摽足@機，鉆孔直徑90毫米，臺班效率可達170-230米。

2.2炸藥與爆破器材選定

經多方考證，選取由徐州雷鳴民爆器材有限公司生產的2號巖石粉狀乳化炸藥和Φ70mm的膠狀乳化炸藥藥卷。起爆材料用普通毫秒延期導爆管雷管，電容式起爆器起爆。

2.3深孔爆破參數(shù)的選取

2.3.1底盤抵抗線

底盤抵抗線是影響深孔爆破效果的重要參數(shù)，與炸藥威力、巖石可爆性、巖石爆破要求、炮孔直徑、臺階高度及坡面等多種因素有關，其經驗公式較多。

（1）按每孔的裝藥條件（巴隆公式）計算：

式中：d─炮孔直徑（m）；

△－裝藥密，kg/m3，本次取1；

τ－裝藥系數(shù)，τ=0.35-0.65，本次取0.6；

m－炮孔密集系數(shù)，一般m=1.2-1.5，本次取1.2；

q－炸藥單耗，kg/m3，本次取0.40；

計算W底=2.89米

（2）按經驗公式W底=0.024d+0.85[3]=3.01米

綜合以上因素，參照深孔爆破的底盤抵抗線經驗數(shù)據(jù)，馬陵山礦的底盤抵抗線取3米。

2.3.2臺階高度及超深

根據(jù)爆破安全技術，結合國內經驗，確定開采臺階為15米。則其超深為：h＝（0.15～0.35）W底

式中：W底—底盤抵抗線，m

因此超深h＝3×（0.15～0.35）＝0.45～1.05米，取1米。

2.3.3鉆孔深度

L＝（H＋h）/sinα

L－鉆孔深度，米。

H－臺階高度，15米。

h－超深，為1米。

α－坡面角，為70°。

所以L＝H/sinα＋h＝15/sin70°+1＝17米。

2.3.4孔距與排距

孔距：a＝mW底

式中：m－鉆孔密集系數(shù)，m值通常大于1.0，在寬孔距小抵抗線爆破中則為3-4或更大。但第一排孔往往由于底盤抵抗線過大，選用較小的密集系數(shù)，以克服底盤的阻力。一般為1-1.25，取1.2

所以a＝1.2×3＝3.6米取3.6米

排距：炮眼布置采用等邊三角形布時，b＝asin60°＝3.11米。取3米

2.3.5填塞長度L2

合理的填塞長度應能降低爆炸氣體能量損失和盡可能增加鉆孔裝藥量。

鉆孔填塞長度L2=（0.7-1.0）W底；傾斜孔?。?.9-1.0）W底

計算填塞長度L2=2.7-3米

或者一般為鉆孔直徑的20-30倍，采用90毫米直徑中深孔爆破時，其堵塞長度應為1.8～2.7米,取3.0米。

2.3.6單位炸藥消耗量

影響單位炸藥消耗量的因素主要有巖石的可爆性、炸藥特性、自由面條件、起爆方式和塊度要求。參照類似礦山的經驗[4-5]，單位炸藥消耗量取0.40kg/m3，則單孔裝藥量：Q＝qaW底H

式中：q－單位炸藥消耗量，kg/m3

Q＝0.40×3.6×3×15＝64.8（kg），取65kg

2.3.7裝藥結構及其堵塞

采用連續(xù)耦合裝藥結構。爆破裝填施工前，清理好工作面，查清炮孔數(shù)目，清除炮孔內積水和泥渣后進行裝藥。鉆孔堵塞用巖粉和粘土混合物堵塞。

2.3.8起爆網(wǎng)路

為了減少最大一段起爆量，降低爆破飛石和爆破震動對人員和建筑物的影響，采用非電導爆管孔外接力式捆聯(lián)網(wǎng)路起爆，排內、排間微差延時，孔內使用15段導爆管雷管，排內2個炮孔為1組，使用2段導爆管雷管連接，排間使用3段導爆管雷管連接。

3　爆破安全距離

3.1爆破地震安全距離

對于一般建筑物的安全距離R＝(k/v)1/aQ1/3

式中：R－爆破地震安全距離，米

烏有先生強忍住咳嗽，將咳在左手掌上的血水抹在身側雪枝上，右手拈起一顆白子，依袁安所言放置到棋盤，一邊嘮叨：“我剛才在窗外看過你小子在黃梁驛里打拳，東一腳西一腿，亂七八糟，好像拜了幾百個師父，我心里想，這樣的王八拳，是妓院的護院鏢師教的吧，花拳繡腿當什么用，老黃一個黃雀在后，就可以將你送到黃泉等見你娘。沒成想你閃閃躲躲，偷偷摸摸，還占了上風。你這個下棋法，大概也是幾百個棋待詔教你的。一招深入虎穴，盲人騎瞎馬，不怕死，這個好！老頭子我聽你的！”

k－與地形地質條件有關的系數(shù)，取200

V－沖擊波安全系數(shù)，取2.5

a－與地形地質條件有關的衰減指數(shù)，取1.5

Q－一次爆破允許的安全裝藥量，微差爆破一段起爆6個孔，裝藥量420kg。

R＝（200/2.5）1/1.5×（420）1/3＝139.2米

3.2爆破飛石安全距離的計算

式中：L－個別飛石最大距離，米。

a－爆破衰減指數(shù)與地形、風向等因素有關，取1.5。

n－爆破作用系數(shù)，取1。

W－最小抵抗線，取3.0米。

所以：L＝20×1.5×12×3.0＝60米。

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722－2003）個別飛散物最小安全距離為200米。取爆破安全警戒線為200米。順坡時應增加50%即300米，爆破作業(yè)現(xiàn)場應設置堅固的人員避炮設施。

4　現(xiàn)場試驗爆破效果分析與爆破參數(shù)的優(yōu)化

4.1現(xiàn)場試驗爆破效果分析

為驗證參數(shù)的合理性，在現(xiàn)場進行多次爆破試驗，分析爆破效果，優(yōu)化爆破參數(shù)。爆破試驗的爆破參數(shù)與效果評價見下表。

4.2現(xiàn)場試驗說明

（1）在露天礦生產中，對爆破產生的大塊原來基本是采用二次爆破的方法予以解決，但二次爆破的安全性低，現(xiàn)在礦山生產不準使用。目前破碎大塊的主要方法是利用挖掘機液壓破碎錘破碎，由于挖掘機液壓破碎錘容易磨損，成本很高，因此，控制大塊率是馬陵山礦產中面臨的最大問題。

（2）爆破試驗主要考慮馬陵山的巖石性質、選用的炸藥特性及現(xiàn)有的各類生產設備的要求。

（3）第一次爆破質量很差，大塊率高，大于1m的礦石大塊率為13.61%，有底根擋墻和凹地出現(xiàn)，場地不平整，汽車運輸不方便，生產效率低，設備磨損嚴重，維護費用高，二次破碎的成本大。

（4）根據(jù)瑞典U?蘭格福斯(Langfous)的寬孔距、小抵抗線爆破技術原理，第二次試爆是在保持炮孔負擔面積不變的前提下，加大孔距、減小抵抗線，即將孔距增大到4米，排距減小到2.7米。并調整了單位炸藥消耗量等等參數(shù)，爆破效果有了明顯改善，但大塊率仍很高，也有少量根底出現(xiàn)，因此又進行了三次試驗，繼續(xù)減小孔網(wǎng)參數(shù)，增加炸藥單耗，增大炮孔傾角，取得了較為滿意的效果。

5　結論

（1）由于爆破的復雜性和爆破理論的不完善，采用純理論公式計算的爆破參數(shù)可能與實際情況差距較大，采用經驗公式又有一定的局限性，因此，在目前情況下，可以依據(jù)一定的理論指導，通過試爆，對設計的爆破參數(shù)進行優(yōu)化。

（2）優(yōu)化后的爆破參數(shù)在馬陵山露天花崗巖礦的實際應用中取得了令人滿意的效果，爆堆形狀理想，集中松散，礦塊破碎均勻，大于1m的大塊很少，減少了二次破碎工作量，減輕了設備磨損，二次破碎成本降低了31%，取得了良好的經濟效益和社會效益。

爆破試驗的爆破參數(shù)與效果評價表

參考文獻：

[1]汪旭光.爆破設計與施工[M].北京；冶金工業(yè)出版社,2012.

[2]梁明輝，陳西動，田巖平.采石場深孔爆破設計方案的研究[J].石家莊鐵路工程職業(yè)技術學院學報，2003,2(02):30-33.

[3]巫裕.露天深孔爆破效果改善與安全保障研究與應用[J].柳鋼科技，2004(04):41-43.

[4]廖安友.中深孔爆破在花崗巖礦塊中的應用[J].采礦技術,2011,11(03):100-101.

[5]王保東，武菊平.深孔爆破在露天礦中的應用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2010,4(04):85-87.

作者簡介：陳克傳（1968—），男，工程師，新沂市福鑫石材有限公司。