鄧明

摘 要：對(duì)于露天礦山而言，開(kāi)采過(guò)程中有很多問(wèn)題需要解決，例如如何選擇最優(yōu)采礦方法，實(shí)現(xiàn)安全采礦，降低采礦的成本，是露天煤礦開(kāi)采過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。由于露天采礦的能源消耗較大，因此必須要加強(qiáng)對(duì)采礦過(guò)程中的成本控制。本文從節(jié)能降耗的角度對(duì)降低采礦過(guò)程中的爆破成本的方法進(jìn)行分析，旨在促進(jìn)采礦行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：露天采礦 節(jié)能降耗 成本控制 爆破成本

中圖分類號(hào)：TD824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）12-0-02

引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，對(duì)能源的需求越來(lái)越大，對(duì)煤礦的開(kāi)采工程量越來(lái)越大?？傮w來(lái)講，當(dāng)前我國(guó)的煤礦資源儲(chǔ)量豐富，但是開(kāi)采效率不高，尤其是對(duì)于一些露天煤礦而言，開(kāi)采過(guò)程中有很多問(wèn)題需要解決，例如開(kāi)采過(guò)程中的安全問(wèn)題、技術(shù)問(wèn)題、成本問(wèn)題等。采礦企業(yè)對(duì)采礦安全管理的重視程度很高，采礦過(guò)程中很注重做好規(guī)劃與管理，選擇最優(yōu)的采礦工藝，減少采礦過(guò)程中的安全事故率，提高采礦效率。但是由于采礦的成本消耗很大，屬于高能耗行業(yè)，所以成本支出也比較高，如何控制成本也是采礦企業(yè)必須要重視的問(wèn)題。就當(dāng)前情況來(lái)看，有的煤礦企業(yè)對(duì)采礦成本的控制和重視程度不夠高，所以在采礦過(guò)程中能耗依舊比較高、成本消耗過(guò)大。在綠色節(jié)能理念發(fā)展指導(dǎo)下，露天采礦過(guò)程中必須要對(duì)采礦決策進(jìn)行優(yōu)化，本著節(jié)能降耗的意識(shí)、理念，找到最優(yōu)的采礦工藝，對(duì)采礦過(guò)程中占比最大的爆破成本進(jìn)行控制。

一、采礦中的爆破成本與節(jié)能降耗的關(guān)系

從當(dāng)前我國(guó)采礦行業(yè)的發(fā)展來(lái)看，露天礦山工程開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)的成本消耗越來(lái)越高，而且在生產(chǎn)過(guò)程中的安全系數(shù)升高，例如爆破危險(xiǎn)、觸電危險(xiǎn)、起重安全隱患等，越來(lái)越多的安全隱患導(dǎo)致煤礦生產(chǎn)過(guò)程中要不斷改進(jìn)技術(shù)、改善設(shè)備，所以消耗的成本更高。露天煤礦開(kāi)采過(guò)程中，選擇何種采礦工藝，選擇何種機(jī)械，選擇什么給藥方式，都會(huì)對(duì)采礦過(guò)程中的環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響。爆破是露天礦山開(kāi)采過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，必須要經(jīng)過(guò)爆破才能為開(kāi)采做好準(zhǔn)備，爆破過(guò)程中技術(shù)不規(guī)范可能導(dǎo)致爆破傷害，爆破之后工人進(jìn)入工作面太早從而導(dǎo)致中毒。與此同時(shí)，爆破過(guò)程中的成本消耗很高，對(duì)煤礦企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益帶來(lái)極大影響。近年來(lái)，節(jié)能降耗成為煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的重要目標(biāo)，也是知道煤礦開(kāi)采的依據(jù)，在露天采礦工作中逐漸的實(shí)施節(jié)能降耗，要從每一個(gè)環(huán)節(jié)著手，爆破是最主要的能耗環(huán)節(jié)，對(duì)環(huán)境污染也比較嚴(yán)重，因此在實(shí)際工作中，必須要結(jié)合節(jié)能降耗的相關(guān)理念，采取有效的節(jié)能、降耗措施，對(duì)爆破成本進(jìn)行控制。實(shí)際上，節(jié)能降耗與爆破成本之間的關(guān)系十分緊密，爆破成本指的是在爆破過(guò)程中的所有成本支出，比如機(jī)械設(shè)備的使用和維修費(fèi)用、給藥數(shù)量和藥物類型、人員工資等，節(jié)能降耗是在爆破過(guò)程中采用新型技術(shù)對(duì)原材料用量進(jìn)行控制，減少環(huán)境污染的過(guò)程，是提高爆破水平，并且降低爆破成本，減少環(huán)境污染的重要途徑。露天采礦行業(yè)只有緊隨社會(huì)的發(fā)展步伐，采用新技術(shù)，對(duì)爆破方案進(jìn)行優(yōu)化，，做好節(jié)能降耗工作，才能真正實(shí)施露天采礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

二、影響露天采礦爆破成本的因素

采礦是一個(gè)系統(tǒng)性問(wèn)題，露天采礦過(guò)程中影響采礦成本和采礦效率的因素有很多，各種因素之間的聯(lián)系十分緊密，如果將采礦過(guò)程中的各種因素孤立起來(lái)，單純地去研究某個(gè)問(wèn)題，都是不完善的，不切實(shí)際的，因此對(duì)采礦過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，就必須要進(jìn)行系統(tǒng)性分析，如果單純地依靠技術(shù)人員對(duì)整個(gè)采礦過(guò)程進(jìn)行分析，必然會(huì)出現(xiàn)很多遺漏，所以要對(duì)采礦過(guò)程中的成本消耗進(jìn)行系統(tǒng)性分析，提高采礦決策水平。例如在某一露天煤礦開(kāi)采中，冬季相對(duì)寒冷干燥，一般礦區(qū)土壤解凍的時(shí)間是4-5月份，由于冬季氣溫寒冷，所以土壤的冰凍深度較大，達(dá)1～2m，凍土的爆破是一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，在凍土的剝離爆炸量控制中，一般為50萬(wàn)立方米，炸藥的單位損耗基本控制在每立方米0.62kg左右，這只是理論計(jì)算的成果，從多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，單位損耗量基本在每立方米0.7kg左右。因此，礦區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、地形越復(fù)雜、礦區(qū)的縫隙發(fā)育和斷層結(jié)構(gòu)較多，都會(huì)導(dǎo)致爆破采礦的成本增加。

影響爆破成本的因素主要有以下幾個(gè)方面：

1.技術(shù)問(wèn)題

技術(shù)是影響爆破安全性與爆破成本的重要因素，提高爆破技術(shù)水平對(duì)于整個(gè)成本的控制都有十分重要的作用，而且通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新還能對(duì)采礦行業(yè)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。在爆破技術(shù)研究中，主要是從爆破綜合技術(shù)的研究著手。例如對(duì)炮眼間的距離進(jìn)行控制，形成炮眼抵抗線主要以巖體的綜合特性和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而在爆破過(guò)程中可以根據(jù)設(shè)計(jì)情況分析炮眼鉆眼的質(zhì)量要求以及難度。另外，爆破中的鉆孔也是一個(gè)重要步驟，技術(shù)性要求較高。孔的深度、傾斜度、鉆孔精度等都是影響爆破成本的重要因素。尤其是在一些露天礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中，邊坡環(huán)境質(zhì)量直接影響了鉆孔的難度。對(duì)土石方進(jìn)行開(kāi)挖的時(shí)候應(yīng)該要選擇合理的臺(tái)階高度、炮孔傾斜度、超深。合理的臺(tái)階高度可以控制爆破成本，提高提高鏟裝效率。傾斜孔的傾斜程度也是影響巖石破碎程度、爆堆的松散度的因素，可以減少底盤(pán)抵抗線過(guò)大的影響，而且還能防止爆破過(guò)程中產(chǎn)生的氣體從前面的排藥包頂部過(guò)早的泄露到大氣中，減少環(huán)境污染。合理的超深可以消除跟坎，但是超深過(guò)大會(huì)導(dǎo)致爆破過(guò)程中的炸藥用量和機(jī)械設(shè)備的消耗增加。

2.給藥量

爆破過(guò)程中的重要材料是炸藥，合理選擇炸藥，對(duì)炸藥的用量進(jìn)行合理控制是提高爆破水平，減少爆破成本的重要途徑。對(duì)炮眼里面進(jìn)行裝藥的時(shí)候，對(duì)炸藥量進(jìn)行控制要做到均勻分配炸藥的整體數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)爆破用藥量的控制。此外，在炮眼周邊爆破處理過(guò)程中，要控制炸藥的質(zhì)量以及給藥結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和合理性，采用導(dǎo)索爆的方式可以提高炸藥的利用效率。在研究炸藥對(duì)成本的影響關(guān)系時(shí)，經(jīng)?？紤]的一個(gè)概念是炸藥單耗，炸藥單耗對(duì)于爆破成本的影響十分大，在實(shí)踐過(guò)程中，炸藥單耗往往會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)條件不同而不同，即時(shí)是同一個(gè)工程中的不同區(qū)域也會(huì)有差別，地質(zhì)結(jié)構(gòu)成為影響炸藥單耗的主要因素。炸藥單耗的增加會(huì)降低采礦爆破過(guò)程中的大塊率，但是也會(huì)增加爆破的總成本。但如果炸藥單耗較低，則在爆破的過(guò)程中出現(xiàn)較高的大塊率，還需要進(jìn)行二次破碎，也會(huì)帶來(lái)成本費(fèi)用增加，而且還會(huì)影響鏟裝效率。所以從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講這是不合理的。必須要在實(shí)踐過(guò)程中不斷摸索，找到最合適的炸藥單耗。在實(shí)際爆破施工過(guò)程中往往有一些棘手的情況，比如某露天礦場(chǎng)的表層良好，屬于硬度較高的石塊，但是這部分石塊中的鉆孔因?yàn)樘钊荒苎b藥，影響了石塊的爆破水平，大塊率太高。endprint

3.安全和環(huán)境問(wèn)題

采礦的安全與采礦成本之間有很大關(guān)系，出現(xiàn)安全事故會(huì)導(dǎo)致采礦工程被耽誤，提高成本消耗，尤其是在爆破工程中，爆破安全性影響了煤礦的發(fā)展，嚴(yán)重的時(shí)候如果帶來(lái)人身傷亡，還會(huì)導(dǎo)致更大的損失。另外，采礦帶來(lái)的環(huán)境污染也與成本有緊密聯(lián)系。環(huán)境污染嚴(yán)重是露天礦產(chǎn)爆破過(guò)程中的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題，環(huán)境污染太過(guò)嚴(yán)重，煤礦生產(chǎn)可能會(huì)被叫停，所以必須要開(kāi)展煤礦生產(chǎn)的優(yōu)化，減少環(huán)境污染，使其符合節(jié)能、綠色的新理念。

三、露天采礦節(jié)能降耗中降低爆破成本的策略

在露天采礦節(jié)能降耗過(guò)程中，首先要考慮降低爆破成本，針對(duì)炸藥的裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，對(duì)爆破技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，對(duì)炸藥進(jìn)行合理選擇，實(shí)施分區(qū)爆破都可以減少爆破過(guò)程中的成本消耗，也能實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，符合綠色生產(chǎn)理念。

1.對(duì)裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善

炸藥是爆破過(guò)程中的重要原材料，在爆破過(guò)程中，裝藥的方式是否可行合理、裝藥的結(jié)構(gòu)等都會(huì)影響爆破成本。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程中，進(jìn)行裝藥的時(shí)候一般選擇在連續(xù)柱狀裝藥結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有很大的弊端，即需要進(jìn)行二次爆破，而且對(duì)炸藥造成了浪費(fèi)，導(dǎo)致爆破過(guò)程中的成本過(guò)高，影響煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)裝藥的方式進(jìn)行改善時(shí)，可以采取分段裝藥結(jié)構(gòu)，在爆破裝置的底部裝入的炸藥量大約為總炸藥量的三分之二左右，然后采用空氣間隔的方式，再裝入剩下的炸藥量。兩段藥分別起爆，可改善爆破效果。這種裝藥方式產(chǎn)生的良好效果主要是炮孔間隔裝藥方式改變了藥柱與炮孔壁之間的接觸關(guān)系，降低了壓縮應(yīng)力波以及爆轟過(guò)程中的氣體產(chǎn)物作用對(duì)孔壁的初始?jí)毫Γ虼嗽诒七^(guò)程中不會(huì)形成碎區(qū)，或者直接減少了碎區(qū)的范圍，不僅節(jié)約了炸藥，還能減少能源消耗，降低對(duì)環(huán)境的影響和破壞。

2.對(duì)爆破設(shè)計(jì)及方法進(jìn)行有效的優(yōu)化

爆破方法和技術(shù)的優(yōu)化是提高爆破效率，減少爆破成本消耗的主要措施，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，為了達(dá)到最佳的爆破效果，得到最合理的爆破方案，可以從以下幾個(gè)方面著手：首先要對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了解。地質(zhì)監(jiān)測(cè)是采礦過(guò)程中的一個(gè)重要內(nèi)容，尤其是對(duì)于一些地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜的地區(qū)，加強(qiáng)地質(zhì)勘探和監(jiān)測(cè)是工程建設(shè)的前提，對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行了解之后才能確定科學(xué)合理的施工方案，對(duì)地質(zhì)勘探過(guò)程中的各種問(wèn)題加以解決。在地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中有多種測(cè)繪技術(shù)，例如GPS技術(shù)、RTK技術(shù)等，可以為采礦企業(yè)提供更多真實(shí)、準(zhǔn)確、有效的地質(zhì)環(huán)境信息，便于開(kāi)展采礦方案的確定與設(shè)計(jì)。而且隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)還與其他技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，比如GPS-RTK技術(shù)，是GPS技術(shù)與RTK技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的一種新技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種工程位置的定位，還能及時(shí)將位置信息傳輸給相關(guān)的控制系統(tǒng)，及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，提高地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)水平和效率。在進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)候應(yīng)該要隨時(shí)對(duì)測(cè)量的過(guò)程進(jìn)行觀測(cè)，得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且立即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為爆破方案設(shè)計(jì)提供充足的數(shù)據(jù)支持。第二，對(duì)爆破方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。在具體的爆破方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)有孔網(wǎng)的參數(shù)、孔深、底盤(pán)抵抗線，要對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行綜合分析計(jì)算之后，得出最合適的爆破炸藥量，提高炸藥的利用率，降低炸藥的能耗。達(dá)到最佳爆破效果。另外，在選擇爆破方法的時(shí)候，應(yīng)該要按照規(guī)定對(duì)炸藥的裝置、分段或填塞等過(guò)程進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)爆破過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)爆破的合理節(jié)約，避免出現(xiàn)浪費(fèi)。

3.對(duì)炸藥進(jìn)行合理控制

3.1對(duì)炸藥進(jìn)行合理選擇。爆破過(guò)程中炸藥是最關(guān)鍵的材料，炸藥質(zhì)量會(huì)直接影響炸藥的爆破效果。在選擇爆破炸藥的時(shí)候應(yīng)該要結(jié)合露天采礦的實(shí)際工作環(huán)境，對(duì)爆破區(qū)域的巖石性質(zhì)進(jìn)行了解，選擇的爆破炸藥威力要和巖石的性質(zhì)保持匹配。如果是比較堅(jiān)硬的巖石，密度較大，產(chǎn)生的波阻抗很大，所以在選擇炸藥的時(shí)候需要威力較大的炸藥才能對(duì)巖石進(jìn)行破碎，達(dá)到相應(yīng)效果。但炸藥的威力也不能太大，如果威力太大，會(huì)導(dǎo)致巖體爆破之后出現(xiàn)較多的縫隙，影響巖體的破碎能力。另外，在爆破過(guò)程中還應(yīng)該要對(duì)炸藥的材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，例如對(duì)爆破網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，避免在爆破過(guò)程中非電導(dǎo)爆管雷管段太多。傳統(tǒng)的爆破結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)爆管的長(zhǎng)度不相同，就直接引起導(dǎo)爆管雷管纏繞的問(wèn)題，造成大量的資源浪費(fèi)。

3.2適當(dāng)增加炸藥單耗。當(dāng)前我國(guó)露天礦產(chǎn)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)巖石進(jìn)行爆破的時(shí)候一般都進(jìn)行成本定額，爆破部門在設(shè)計(jì)爆破方案的時(shí)候一般都會(huì)考慮到成本因素，主要的做法是對(duì)炸藥的單耗進(jìn)行控制，在控制炸藥單耗的時(shí)候不能為了控制成本而無(wú)條件限制單耗量，應(yīng)該要適當(dāng)增加單耗，提高爆破塊度的均勻性、 減小爆破平均塊度，從而能夠提高巖石和礦產(chǎn)的鏟裝效率。

4.采用新型爆破技術(shù)

爆破技術(shù)是影響爆破效率以及爆破成本的關(guān)鍵因素，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在爆破技術(shù)方面也有了很大程度的提升，而且隨著爆破技術(shù)的提升，還能節(jié)省大量炸藥，降低成本，節(jié)約能源。例如逐孔起爆技術(shù)的應(yīng)用，可以提高爆破效率和爆破質(zhì)量，逐孔起爆技術(shù)是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)礦山資源開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)用的一種新技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)的爆破技術(shù)而言，這種技術(shù)更加安全可靠，在爆破參數(shù)相同的情況下，這種技術(shù)比傳統(tǒng)的微差爆破的均勻性更好，能夠降低大塊率，而且爆堆的伸出、沉降也更加合理，還能提高電鏟鏟裝效率，減少爆破過(guò)程中機(jī)械設(shè)備的故障率，降低成本，具有十分明顯的綜合效益。另外，在爆破過(guò)程中可以加強(qiáng)對(duì)新型的爆破器材的應(yīng)用，新的爆破其次可以對(duì)多種不同的礦山巖石進(jìn)行爆破，尤其是一些比較特殊的環(huán)境，炸藥和巖體的匹配程度越高，達(dá)到的爆破效果越好；還可以設(shè)置科學(xué)合理的起爆系統(tǒng)，對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算、設(shè)置，提高爆破質(zhì)量和效率的同時(shí)還能節(jié)約更多炸藥，節(jié)省人力和物力。

5.實(shí)施分區(qū)爆破

分區(qū)爆破是針對(duì)不同的區(qū)域進(jìn)行爆破的過(guò)程，分區(qū)爆破具有較高的效率，能夠針對(duì)不同的地區(qū)開(kāi)展不同的爆破方案。在礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中，由于不同地區(qū)的環(huán)境不同，而且爆破環(huán)境十分復(fù)雜，地質(zhì)條件差異性較大，而且?guī)r石的厚度不相同，巖石的抗風(fēng)化能力差異也比較大，所以如果采用同樣的爆破方案是不能針對(duì)所有地區(qū)都適用的，例如有的地區(qū)巖石比較堅(jiān)硬，有的比較松散，如果給藥量按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)極大地影響不同地區(qū)的爆破效率，巖石堅(jiān)硬地區(qū)的大塊率可能比較高。實(shí)施分區(qū)爆破的基礎(chǔ)是要對(duì)露天礦產(chǎn)的巖石情況進(jìn)行了解，結(jié)合地質(zhì)勘探結(jié)果，對(duì)不同的區(qū)域設(shè)置不同的爆破方案，實(shí)施科學(xué)的分區(qū)爆破，減少炸藥的用量，將炸藥的性能發(fā)揮到極致。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，在露天礦山企業(yè)發(fā)展過(guò)程中，不僅要注重安全管理，更要注重經(jīng)濟(jì)效益，將成本控制當(dāng)做礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中的重點(diǎn)任務(wù)。在采礦過(guò)程中，爆破成本是影響開(kāi)采總成本的重要因素，為了達(dá)到節(jié)能降耗的目的，應(yīng)該要不斷降低爆破成本，從當(dāng)前的生產(chǎn)實(shí)踐中可以看出，影響爆破成本的因素主要有炸藥量、炸藥類型、礦山條件、裝置設(shè)備等各種因素，為了提高成本控制水平，必須要從多方面著手，加強(qiáng)對(duì)各種新型的爆破技術(shù)的應(yīng)用，并且能夠?qū)φㄋ幍氖褂梅绞?、單耗等進(jìn)行控制，從而不斷提高礦產(chǎn)爆破效率，對(duì)炸藥進(jìn)行充分利用。

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