浅谈采矿工程中爆破技术的发展与应用

龙跃聪

（中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队，四川 成都 610213）

随着采矿科技水平的不断进步，我国采矿工程中原料爆破加工技术也已经有了很快的发展。在采矿的工作过程中，会发现有很多的重要工序，这些重要工序往往是提高整个矿山开采安全和开采效率的重要组成条件，凿岩机和爆破采矿技术工作就是这其中一项也是极其重要的采矿工作组成内容。现阶段，发达国家已经开始研究更加安全与更加经济的新型爆破技术，并且在一些采矿工程项目中已经开始应用并取得了一定的爆破技术发展。为使我国现代采矿业发展能与世界先进爆破技术同步接轨，本文简要介绍了几项在我国采矿工程中比较实用的采矿爆破设备技术与破碎工具。

1 对爆破技术的认识

爆破技术是伴随着科学技术的进步而产生的新兴技术，爆破技术在矿物开采、隧道掘进工程中使用较为频繁，爆破技术是利用爆炸物的爆炸轰击波将妨碍工程施工的障碍物炸开的一项技术，它极大地提高了工程的施工速度。

通过调查研究，我国目前的爆破技术主要是利用雷管、导爆管、导爆索等起爆器材对硝化甘油、硝铵、水胶等爆炸物进行不同时差的爆炸方式。这些爆破技术产生的爆破轰击波较大，能够在一瞬间将妨碍工程实施的障碍物炸开，更加利于各项工程尤其是采矿工程的进行。在工程实践上，为提高采掘工作效率而采用的爆破控制技术仍然存在一定的技术缺陷，爆破控制技术对操作员的专业知识水平要求也较高，要求必须具备专业技术人员才能进行专业操作，目前，我国的爆破技术水平因起步较低而处于一个比较低的水平，还不足以完全正确掌握爆破控制技术，一旦采用的爆破控制技术在工程实践上出现偏差，就容易直接引发发生一系列重大安全事故，危害周边地区人们的人身生命和财产安全。因此，对采矿工程中爆破技术的应用与发展进行创新理论研究与总结，是非常必要的。

2 爆破技术在采矿工程中的应用

随着近几年科学技术的突飞猛进，一些新型爆破技术已经在一些发达国家和地区的采矿工程中推广和使用。相对而言，我国采矿工程中应用的爆破技术就较为落后，作者研究了国内外的先进爆破技术并且进行了总结，总结成果如下：

2.1 爆破技术中等离子技术的应用

由于传统的使用火药类爆炸物的爆破技术会产生较多的污染物污染大气，并且火药类爆炸物的爆炸规模和爆炸力度难以控制，加之当今人们的绿色环保意识日益增强，使用火药类爆炸物的爆破技术已经不能完全适应工程实施中对绿化环保的要求。研究发现使用传统的爆破方式还对爆破对象的周围岩体产生破坏，对开采工程顺利进行产生不利影响。针对目前传统气体爆破的爆炸技术的一些缺陷，现在许多国家和地区已经普遍使用了多种等离子气体爆破爆炸技术，等离子气体爆破爆炸技术就是使用了天然电力控制爆炸的化学原理，通过可控制的设备发电把大量的天然电能能源集中在一个引爆点上，然后通过远程控制装置自动控制每次爆炸的额定能量和控制爆炸持续时间。通过分析研究、资料对照发现等离子轰炸爆破传统技术的连续爆破爆炸威力不逊于传统火药等爆炸物的爆破威力，而且相比等离子轰炸爆破技术更加具有易于控制并能够有效弥补目前以火药为主的爆破传统技术的一些缺陷，是一种比较合适的爆破技术。

2.2 深孔爆破技术的应用

调查发现，采掘工程中有许多工程规模较小或位于小型矿山上面，在这种小规模采矿工程中使用爆破技术，一般会导致爆破材料的浪费，而且爆破过程中的爆破范围和爆破点的准确把握上也具有一定的难度，另一方面为了顺利进行采矿工程，加快工程进度又必须使用爆破技术。作者通过对多家深孔爆破采矿单位的现场调研发现，这些采矿单位在深孔爆破采矿工程施工的同时会利用深孔进行一定时差的爆破控制技术。深孔岩体爆破爆炸技术，就是将岩体类爆炸对象放在一个小型爆炸平台上，专业技术人员通过各种专业技术手段来控制爆炸对象后方的岩体爆炸冲击力度，并使其尽量小于爆炸对象产生的爆炸冲击力度。如此一来，不仅可以相对降低爆炸物的冲击总量，而且还大大减少了对其周围岩体的爆炸伤害，加大了爆炸纵深，有利于采矿工程安全、快速推进。

2.3 精确爆破手段的探索

目前，较之先进国家和地区，我国的爆破控制技术还存在一定差距。爆破工程实践过程中，由于各种原因导致实际操作中难以控制爆破力度，对爆破对象的周围岩体存在较大伤害，也对周边环境产生不利影响。为了保证采矿工程安全、快速、有效的进行，除了要求相关人员提高专业知识与技能外，积极总结、探索、推广、使用精确爆破手段，已成为采矿业界安全生产的共识。作者在查阅大量资料并且实际调研后发现，精确爆破常见的手段是多次爆破。多次爆破分为几个阶段：首先，通常情况下需要爆破技术人员利用深孔爆破将岩体及其围岩分离出来；其次，对目标岩体进行爆破，这样既保证了爆破准确性又保护了其他岩体。为了有效、精确控制岩体爆破的冲击精度和爆炸力度，爆破技术人员通过计算机软件程序来精确计算当次爆破对象的岩体数量及爆破器材量，以保证人员的安全操作和提高周围易爆岩体的稳定性。利用工程爆破进行采矿作业，由于爆炸导致周边岩体受损，将在很长一段时间内存在一定的安全隐患，尤其是一次爆破用药量大的采矿作业，其对周边岩体的安全性危害更大，而精确控制爆破系统能最大程度上对整体爆破活动的威力和整体爆破活动的范围大小进行精确控制，可以大大提高整个采矿工程的安全可靠程度。

2.4 应用光学引爆技术

光学电子镭射引爆技术，是一种通过新型光学电子激光和镭射引爆专用机器人利用光学发射器将光线直接结合起来，对爆破对象进行直接引爆的一种光学镭射引爆技术。它不仅能够远程操控而且一般不会受其他因素的干扰，具有较大的可靠性；采用该引爆技术的机器设备可以重复、多次使用，具有良好的可操作性和安全性，是值得推广的一项较为安全、科学、可控的爆破技术。

2.5 凿岩劈裂技术

凿岩矿山劈裂技术在矿山采矿工作过程中，主要是针对开采价值高或者安全开采要求高的岩体。它的工作基本原理主要是利用切削机械在岩石进行凿孔，再将劈裂机上的两个劈断断裂杆放在同一孔洞里，在进行爆破工作时，两个劈断断裂杆与岩壁形成一定的横向反作用力，从而在矿山岩石内部产生很大的冲击压力，使岩石破裂开，达到安全控制的目的。凿岩劈裂技术，具有安全性高、对环境影响小的特点。

2.6 电子雷管在爆破技术中的应用

在采矿爆破控制系统中，电子爆破雷管的成功使用，也是目前采矿工程技术中的一项技术突破。在传统雷管中，小型化学品的引线直接控制着普通雷管的起爆，导爆线通常有很多不确定性因素，严重影响雷管爆炸的时间。电子雷管，其导爆线由化学制品的导电线路直接控制，导爆线的持续时间很长，从根本上解决了延时缺陷问题、工艺管理失灵、安全起爆差等问题；而且，电子雷管在机械加工过程中，专业人员可对雷管气体爆炸发生的时间、地点等进行编程控制，不仅大大提高了开采工程的工作效率，减少了起爆系统工程中许多不确定和不安全因素。

3 爆破技术在采矿工程中广泛应用的注意事项

3.1 合适的起爆方式

通常情况下，用于工程轰炸爆破的工业引爆性炸药包括可分为两种：一种主要是通过一个雷管进行引爆；一种将炸弹导爆索引入爆炸，利用其产生爆炸的巨大能量对工业爆破炸药进行引爆。我国现在使用的各种工程爆破炸药，大部分都是通过同一药包通过起爆控制网络起爆达到爆破目的。起爆控制网络一般依据高压起爆控制方法的不同，大致分为三种：起爆电力高压起爆控制网络、导爆管高压起爆控制网络和电力导爆索燃管起爆控制网络。用导爆索和电缆进行爆炸的爆炸网络，也可将二者结合起来，称为非导爆索爆炸网络。在实际建筑工程中，可以根据具体的工程施工地形条件和相关施工技术要求将上述三种类型起爆爆炸网络相互作用组合起来组成一种混合式的起爆爆炸网络，达到安全开采目的。

3.2 适宜的延迟时间

确定较为适宜的延迟时间的主要目的之一是给后排爆炸孔留出一个足够的自由面。如何保证爆破工程中的每排、每列爆炸孔能形成足够的自由面，达到安全、有效、控制、安全的目的，每孔选择一个适宜的延迟时间，就是一个有效的爆破控制方法。通过研究发现，最合适的延迟时间限制是以每米最低点与抵抗能力线之间延迟15ms为计算标准，通过选择适宜的延迟时间限制，从而有效减少每个爆破时间中发生危险的最大可能性；同时，有效确保每个爆破孔都能够按预设的时间顺利进行，提高爆破质量，达到安全、环保采矿目的。

4 采矿过程中爆破技术的发展前景

随着科学技术的不断进步和爆破技术的逐渐完善，在较大程度上提高了我国采矿过程中的安全性，使爆破过程中造成的危害更小，特别是定点爆破、等离子爆破技术等，对于爆破工作的进行十分有利，同时也在较大程度上保证了爆破过程的稳定性、安全性和环保性。在采矿过程中，随着国家对安全采矿、环保采矿的进一步关注，相关企业会更加重视相关爆破技术、爆破方法的引进和研究，从而进一步提高爆破工作的安全性，进一步保障采矿工人施工的作业环境，进一步减小采矿作业对周边环境的破坏，达到人类活动与环境保护的和谐统一，为促进采矿作业的进一步发展奠定基础。

5 结语

随着社会的发展，科学技术水平越来越高，采矿工程中使用爆破技术种类越来越多样，安全性越来越高，能极大地提高采矿工程的施工进度、施工安全和保护环境。