我們知道，露天采礦作業(yè)主要包括穿孔、爆破、采裝、運輸和排土。爆破是其中非常重要的一環(huán)，爆破費占據(jù)了露天采礦總費用的15-20%。而且爆破質(zhì)量的好壞，直接影響采裝、運輸、粗碎等設(shè)備效率和礦山總成本。
 
由于爆破機理復雜、爆破理論滯后、爆破設(shè)計軟件和測量工具缺乏、作業(yè)人員素質(zhì)不高等原因，目前國內(nèi)礦山爆破技術(shù)水平總體比較粗放，普遍存在爆破設(shè)計依靠經(jīng)驗或半經(jīng)驗，缺少定量分析，爆破作業(yè)人員往往依靠經(jīng)驗施工，隨意性大，出現(xiàn)爆破后大塊和根底較多，工作面平整度差，礦石損失、貧化嚴重，邊坡穩(wěn)定性遭到破壞等問題，爆破質(zhì)量效果較難控制。
本文分享礦山精細化爆破工藝，希望對您的露天采礦作業(yè)有所幫助。


1. 定量設(shè)計
利用爆破專業(yè)設(shè)計軟件以及GPS等實測地形的測量數(shù)據(jù)，根據(jù)破碎機入口允許礦石塊度和鏟、裝、運的設(shè)備條件，定量設(shè)計爆破參數(shù)，優(yōu)化爆后礦石塊度分布。同時，綜合考慮巖石條件、炸藥性能、鉆孔和裝藥(能量分布)、延時時間等影響，分析、預測和模擬爆破危害和爆破效果，并根據(jù)實際爆破效果與軟件分析模擬結(jié)果相互印證，不斷調(diào)整、優(yōu)化爆破參數(shù)。
1.1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)查
礦山爆破之前，調(diào)查爆區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)，利用地質(zhì)羅盤測量炮孔方位角、巖石結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀，對爆破作業(yè)面進行地質(zhì)素描。然后將調(diào)查結(jié)果，結(jié)合鉆探地質(zhì)資料，作為爆破設(shè)計的依據(jù)并指導爆破效果的分析與總結(jié)。
1.2 炮孔抵抗線精確測量
裝藥前采用激光測繪儀精確測量炮孔抵抗線，可安全、快速、準確的獲得炮孔抵抗線信息。激光測繪儀采用藍牙技術(shù)與計算機進行通信，通過配套數(shù)據(jù)分析處理軟件，生成直觀的炮孔抵抗線斷面圖，以指導裝藥設(shè)計，確定裝藥方案。
1.3 爆破巖體位移的控制
對于貴金屬礦山，礦石的損失、貧化控制非常重要。因此，在礦石區(qū)域為了控制巖體位置的移動，用軟件對臺階的分區(qū)布孔，使用高精度導爆管雷管或數(shù)碼電子雷管，逐孔起爆網(wǎng)路進行設(shè)計、模擬，精確控制起爆順序，使巖體移動方向與礦體走向一致(見圖)，并通過測量炮孔爆破后的實際位移量指導礦石的挖掘，最大程度的避免礦石與廢石混雜，以減小采掘時礦石的損失、貧化。
  1.4爆破能量分布模擬

通過爆破專業(yè)軟件分析裝藥炮孔周圍的能量分布時，需要考慮炸藥密度和炸藥體積強度以及炮孔空氣間隔和分段裝藥等因素。通過模擬炸藥能量在炮孔垂直斷面和水平斷面上的分布，并以等值線圖可視化顯示(見圖)，判斷裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。
 

1.5爆堆塊度分析

礦山對爆破礦石的最大尺寸有嚴格要求，礦石過大影響鏟裝和運輸效率，特別是礦石尺寸過大無法通過破碎機喂料口，需進行二次破碎處理而降低破碎機效率，或加快破碎機磨損和增大電耗成本。


2. 爆破施工精細化
隨著施工機械化和自動化水平的提高，以及引進激光測繪儀、炮孔測偏儀、爆速儀等一系列的先進測量工具、儀器，為精細爆破施工提供了技術(shù)支持。通過精確測量有效保障施工質(zhì)量和安全，實現(xiàn)爆破工程測量放線、鉆孔精度、裝藥填塞等各項工序精細化的施工目標。
2.1 布孔
采用拉皮尺和測繩的方式，按設(shè)計孔網(wǎng)參數(shù)精細布孔，布孔完成后，利用水準儀或RTK測量各炮孔孔口標高、孔位，加上設(shè)計超深后，確定每個炮孔的設(shè)計孔深，使炮孔孔底在同一水平上，爆破后能得到平整的臺階底板，根據(jù)測量孔位進行爆破網(wǎng)路設(shè)計。
2.2 鉆孔
采用先進鉆機鉆孔，鉆機配有電子數(shù)字自動顯示儀，能夠?qū)崟r顯示角度、鉆孔深度及相關(guān)數(shù)據(jù)，操作人員還可以通過屏幕跟蹤鉆孔進程，如鉆孔角度，鑿巖機壓力，鉆進速度和鉆孔的實際深度。做到軟巖硬打、硬巖快打；小風壓頂著打，不見硬巖不加壓，勤看、勤聽、勤檢查。鉆完孔后，鉆機輔助工用皮尺測量、確認炮孔達到設(shè)計孔深后，對炮孔孔口封口保護，某一礦山的鉆爆預裂效果如圖7所示。
 

2.3 炮孔驗收
鉆孔精度受到鉆機性能、巖層特性和操作人員技術(shù)水平等因素的影響，鉆孔質(zhì)量的好壞直接影響爆破效果。如果炮孔的位置偏離了設(shè)計要求，就會改變炮孔抵抗線大小和方向，改變孔距和排距，從而產(chǎn)生大量的大塊和飛石，增加根底和后沖。故裝藥前必須驗收炮孔，并確定礦山炮孔偏差允許標準。如果使用吊尺測量孔深時，孔深小于設(shè)計孔深且超出允許標準應(yīng)進行洗孔或重新穿孔；孔深大于設(shè)計孔深且超出允許標準應(yīng)回填炮孔至設(shè)計孔深。所以，采用炮孔測偏儀測量炮孔偏差，不僅保證鉆孔質(zhì)量，還可以根據(jù)測量結(jié)果對鉆機手進行考核，使其充分認識鉆孔精度的重要性，充分發(fā)揮操作者的主觀能動性。

2.4 裝藥
使用吊尺或炮棍測量裝藥情況，保證填塞長度和裝藥量符合設(shè)計要求，防止過量裝藥。裝藥過程中取樣使用電子稱和量杯測量炸藥密度，確保炸藥密度符合要求。同時，在裝藥時采用爆速儀隨機測量炮孔炸藥的爆轟速度，確保炸藥性能滿足要求。
 

3. 管理精細化
爆破工程是一項高危行業(yè)，為識別潛在風險，確保爆破質(zhì)量和安全，在露天礦山爆破中引進先進的管理工具和手段，如爆破現(xiàn)場檢查核對單、工作安全分析表、標準化作業(yè)程序等來實現(xiàn)精細化管理。
3.1 爆破現(xiàn)場檢查核對單
參考地下煤礦的一炮三檢制度，建立爆破前后檢查核對單制度。檢查核對裝藥前、爆破前、爆破后三個環(huán)節(jié)，上一環(huán)節(jié)檢查不合格不得進入下一環(huán)節(jié)作業(yè)，將影響質(zhì)量和安全的隱患消滅在萌芽狀態(tài)。檢查確認單上須有爆破負責人和相關(guān)人員簽字，便于責任人的追溯。如裝藥前確認爆破作業(yè)人員是否穿戴了防護用品，孔深、炮孔抵抗線是否符合要求，炮孔是否進行了排水等；炮孔爆破前檢查確認裝藥密度、填塞高度、起爆網(wǎng)路是否符合要求，人員、設(shè)備是否安全撤離，爆破通知是否發(fā)出等；爆破后檢查有無盲炮，爆堆、爆破后沖是否符合要求。
3.2 工作安全分析表
將新工作或尚未確認危險的工作分成各項具體的環(huán)節(jié)或工作步驟，分析、確認每個環(huán)節(jié)和工作步驟中潛在的危險，評估危險等級，并提出相應(yīng)的風險控制措施。如牙輪鉆機鉆孔作業(yè)時存在高壓觸電風險，需穿戴好絕緣鞋和手套；用絕緣鉤移動電纜，查看電纜是否有損壞；測試機身是否帶電。
3.3 標準化作業(yè)程序
爆破標準作業(yè)程序是將爆破作業(yè)過程分解為布孔、鉆孔、驗孔、裝藥、起爆和警戒等獨立工作，分析各工作的流程、要求和標準、注意事項，常見問題和異常情況的處理等。制定標準作業(yè)程序后，作業(yè)人員遵照執(zhí)行，促進爆破項目現(xiàn)場作業(yè)規(guī)范化、標準化，提高工作質(zhì)量和工作效率，保障作業(yè)安全。