宽孔距小抵抗线毫秒爆破技术在大蒋门矿的应用

1  宽孔距小抵抗线毫秒爆破技术的爆破机理和技术特点

    宽孔距、小抵抗线爆破是在保持炮孔负担面积不变的前提下，加大孔距、减小抵抗线，即增大密集系数的一种爆破技术。该项技术早期由瑞典U·兰格福斯(Langfous)提出，国内外研究表明该项爆破技术无论在改善爆破质量，还是降低单耗、增加延米爆破量方面都表现出巨大的潜力，其爆破机理和技术特点有以下几点。

    (1)增大爆破漏斗角，形成弧形自由面，为岩石受拉伸破坏创造有利条件。在炮孔负担面积不变的情况下，减小最小抵抗线，则爆破漏斗角随之增大。由于每个爆破漏斗角增大，就为后排孔爆破创造了一个弧形且含有微裂隙的自由面。实验表明弧形自由面比平面自由面的反射拉伸应力作用范围大，有利于促进爆破漏斗边缘径向裂隙的扩展，爆破效果好。

    (2)防止爆炸气体过早泄出，提高炸药能量利用率。由于孔距增大，爆炸气体不会因相邻炮孔之间的裂隙过早贯通而逸散，提高了炸药能量利用率。

    (3)炮孔间应力迭加作用减弱。使单孔的径向裂隙、环状裂隙得到充分发育，有利于改善岩石的破碎质量。

    (4)增强辅助破碎作用。由于抵抗线减小，弧形自由面的存在，既可使拉伸碎片获得较大的抛掷速度，又可延缓爆炸气体过早逸散的时间，使其有较大的能量推移破碎的岩体，有利于岩块的互相碰撞，增强了辅助破碎作用。

2  石灰石矿概况

    大蒋门石灰石矿为徐州中联水泥有限公司10000 t／d熟料生产线石灰石原料供应矿山，矿区位于徐州市北东约35 km，南西距贾汪区政府所在地约5 km，距206国道约1 km，隶属贾汪区管辖。矿区属低山丘陵地貌，石灰石矿体赋存于寒武系中统张夏组及上统崮山组下段地层中，矿区水文地质条件属简单型，矿岩节理裂隙及岩溶较不发育。矿床工程地质类型为坚硬半坚硬岩石组成的薄层状矿床，工程地质条件为简单—中等复杂。矿区开采技术条件类型为Ⅱ-2，岩石走向北东，倾角l0°～30°；爆破主要矿层矿(岩)普氏硬度系数为8～10，矿(岩)体积质量2．68 t／m³。地形出露最高标高197.9 m，相对高差147.9 m，设计开采最高标高180 m；设计开采最低标高50m，台阶高度15m，最底层l0m；垂直方向钻孔，钻孔深度l6．5～17m；目前在165m，150m，135m水平进行钻孔和采装工作。

3  宽孔距小抵抗线毫秒爆破技术的使用情况

    大蒋门石灰石矿山原采用普通毫秒爆破技术，爆孔为三角形布置钻孔，采用间隔装药结构，中部间隔2m装药，使用岩石粉状乳化炸药，非电导爆管起爆系统，排间微差爆破，孔内使用4段导爆管雷管，排内2个炮孔为1组使用2段导爆管雷管连接，排间使用3段导爆管雷管连接。

采用宽孔距、小抵抗线毫秒爆破技术，同样是三角形布置钻孔，采用间隔装药结构，中部间隔2m装药，使用岩石粉状乳化炸药；但采用非电导爆管孔外接力式捆联网路起爆，排内、排间微差延时，孔内使用8段导爆管雷管，排内2个炮孔为1组，使用3段导爆管雷管连接，排间使用4段导爆管雷管连接(钻孔布置见图1、爆破网路连接见图2)。

图1  钻孔布置平面图

图2  爆破网路连接图

    二种爆破的爆破参数比较见表1。普通毫秒爆破后冲较重，有时出现底根挡墙，大于1m的矿石大块率为2.71％。宽孔距、小抵抗线毫秒爆破爆堆形状理想，比较集中，比较松散，表面矿块均匀，大块很少，爆破后排眉线较整齐，爆破震动减轻，后冲裂隙减少，电铲采装时，矿块均匀、松散、无底根挡墙，大于1m的矿石大块率为1.85％。

表1  爆破参数比较

    通过2007年8月到2008年7月使用情况统计分析，爆破矿量518万t，消耗炸药858．326t，大块率减少33％，节约炸药30.044 t。采用液压破碎锤处理大块，减少大块处理费用2．1万元，钻孔进尺减少2804 m，减少钻孔费用11．216万元，减少铲装费用9．523万元，节约成本41.767万元。

4  结论

    宽孔距、小抵抗线毫秒爆破技术在徐州大蒋门石灰石矿近一年的应用中显示了较大的优势，获得降低了大块率(由2．71％降至1．85％)且爆破后无根底、挡墙，爆破后排眉线较整齐、爆破震动小、后冲裂隙少，以及炮孔负担面积扩大3．85％和延米爆破量增加8．04 t的多重效果，由此获得了很好的经济效益。