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1、露天采矿中降低爆破成本的途径与方法耋实践露天采矿中降低爆破成本的途径与方法张喜军(黑龙江城海水泥有限责任公司)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.一,影响爆破成本的因素露天矿爆破成本由人员工资,雷管消耗,炸药消耗,炸药车费用4部分组
2、成.其中人员工资和炸药车费用只要合理定员,定额,加强管理就可控制,其费用是固定的.因此,对爆破成本影响最大,最直接的就是爆炸品的单耗和价格,尤其是炸药单耗.主要影响因素有矿岩的物理力学性质,爆区的地质构造和岩石结构.双阳露天大理石矿位于黑龙江省鸡西市境内.冬季严寒干燥,初霜结冻期为了10月份,解冻期为5月份,区内冻土深度为1～2米.露天矿每年包括冻土在内的剥离爆破量为5O万立方米.经实验确定炸药单耗为0.62公斤/立方米,而实际生产中炸药单耗为0.67公斤/立方米.其主要原因是矿区岩性及岩体结构复杂,地
3、质构造较多,矿区内裂隙发育,断层多,岩石硬度系数6～8,工程地质条件恶劣等因素造成的.二,降低爆破成本的措施1,改善装药结构在露天矿开采中,选择合理的装药方式可使用较少的炸药达到较好的爆破效果和目的,从而提高经济效益以及减小爆破作业震动.装药方式一般分为连续装药和间隔装药.采用炮孔连续柱状装药结构时,炸药过于集中炮孔底部,上部大块率较大,二次爆破费用较高.将连续装药改为分段装药结构后,底部装入的炸药量约为总装药量的2/3,填入厚5O厘米炮泥作为夹层,再装入1/3的药量,两段药分别起爆,可改善爆破效果.其
4、理论基础是:炮孔间隔装药主要包括孔底间隔和中部间隔装药,其共同的本质是用水,岩粉或空气等材料为间隔介质,由此来改变药柱与炮孔壁的接触关系,从而降低压缩应力波和爆轰气体产物作用于孔壁的初始压力,使这种压力的作用时间延长,使之不至于形成压碎区或明显减小压碎区的范围,使炮孔在装药量减少的情况下依靠炸药能量有效利用率的提高,来达到保证爆破破碎质量的目的.当采用岩粉作为间隔介质时,可以改变炸药沿炮孔长度方向上的分布,使之与炮孔不同区段的抵抗线大小更相适应,有助于爆堆岩体的破碎更为均匀.2,采用分区爆破双阳露天矿山
5、工程地质条件复杂,岩石硬度分布不均,岩石抗风化能力不一.可按岩石的可爆性和炸药能量利用率进行可爆性分区分级.在具体施工中,可根据岩石的硬度,密度,脆韧性3个指标,结合岩体结构,风化程度进行爆破分区,每区按照不同级别进行试验,从而确定各区的爆破参数和炸药单耗.3,合理选择炸药根据炸药爆炸的爆轰性与矿岩性质相匹配的理论,以炮孔不同部位岩体的岩性,选择不同威力的炸药,使炸药的爆炸能量均匀分布并作用于岩体,提高爆破能量的利用率,亦可获得良好的爆破效果.爆破坚硬岩石时应选用高威力炸药.坚硬岩石的密度大,纵波速度快
6、,波阻抗大,对应力波传播的阻尼作用大.爆破软岩时应选用低威力炸药.软岩一般属低波阻抗岩石,不92需要很高的应力即可破碎.在软岩中采用高威力炸药往往效果极差.原因是爆炸时,炸药的特性阻抗末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
7、量利用率.4,采用新型爆破技术即采用堵塞爆破技术.传统的堵塞方式仅使用岩粉或者砂土堵塞炮眼.实验表明,水介质爆破可以改善爆破质量,降低炸药单耗,但由于其工艺复杂,难度较高,没有普及应用.这里主要介绍比较先进的堵塞方法一深孔水一土复合封堵.该方法爆破除了装药结构,注水和堵塞等三方面施工工艺与常规深孔爆破不同外,其余相同.下面分二种情况叙述深孔水一土复合封堵爆破施工工艺.(1)有水炮孔的封堵.可将抗水炸药或经防水处理的非抗水炸药按设计药量装入炮孔中,一般采取体积不耦合装药结构,这样孔内的水就被挤压到孔上部.
8、如水位超过需堵塞位置,可用一简便的汲水器械将多余的水汲出.如水位不到需堵塞位置,可由外部直接注水或用塑料袋装水充填炮孔到需堵塞位置.须持别指出的是,水与土相接之处需一隔离物,其作用是能承受一定量土的重力作用,避免被压垮后进入水中形成饱和土.这一隔离物的选材随手可得,固定办法也很简单.在隔离物上用土进行炮孔回填堵塞.(2)无水炮孔的封堵.可直接将抗水炸药或用塑料袋装的非抗水炸药按照设计药量装入炮孔,然后向孔中注水到需堵塞位置,放入隔离物后就可
