预裂爆破技术在矿山开采中的应用探析

发表时间:2020/9/23   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:朱海波
[导读] 摘要:随着当前矿山开采活动逐年递增,应用预裂爆破技术于开采作业,有利于稳定边坡结构。
        中国葛洲坝集团易普力股份有限公司  内蒙古呼伦贝尔  021000
        摘要:随着当前矿山开采活动逐年递增,应用预裂爆破技术于开采作业,有利于稳定边坡结构。当前预裂爆破技术备受业内人士关注,此项技术在安全开采、科学爆破、岩体结构稳定等方面独具优势,能够促进矿山开采活动常态化进行,推动矿山事业良性发展。
        关键词:矿山开采;预裂爆破技术;应用分析
        1.矿山开采中爆破技术概述
        矿山开采中的工程爆破技术用于爆破岩体,是矿山开采的关键技术。目前,中国矿山开采事业中工程爆破技术的地位越来越重要,在每个环节中都体现着其重要的作用。在这之中,光面爆破技术不仅可以减少矿山井巷工程成本,还能够有效保护矿山井巷围岩的稳定性,极大程度上推动了矿山实业开采的进度和质量。预裂爆破技术一般应用于露天矿山开采,该技术能够借助相应的方式保护和稳定矿山的边坡,进而降低矿山开采的资金消耗。深孔微差爆破技术一般运用于地下矿山开采和露天矿山开采中,是加强矿山事业开采效率的重要技术。爆破技术在不断发展过程中衍生出了很多新的爆破方法,这些爆破方法在矿山开采事业中都得到了很好的应用。
        2.预裂爆破技术的作用机理
        应用深孔预裂爆破技术的目的是减小采空区悬顶面积,改变顶板岩体的力学条件,降低其强度,并且降低应力集中程度,提前释放顶板储存的弹性势能,减轻一次性垮落后对工作面造成的危害。预裂放顶技术是指回采前在切眼内进行顶板预裂爆破,老顶由固支梁结构变成悬臂梁结构;然后在两个顺槽进行预裂爆破,破坏了顶板的完整性,缩短了来压步距;最后在工作面前方实施深孔预裂爆破,从而破坏工作面前方顶板的悬臂梁结构,顶板依靠自重垮落,从而达到初采期间减小采空区悬顶面积的目的。
        3.预裂爆破技术在矿山开采中应用
        3.1常见问题
        预裂爆破技术为矿山开采提供技术支撑的同时,在安全管理、技术管理等层面存在一定问题。矿山开采以安全为前提,一旦发生安全事故,则参与者的生命安全无从保障,并且经济损失无法估量。预裂爆破期间易发生突发事件,原因分析可知,从业者安全意识有待强化,所执行的爆破行为与实际要求相违背,再加上,爆破管理者急于求成,导致管理实践流于形式,进而增加安全隐患。技术管理阶段,部分管理者因经验匮乏、管理能力不强而影响技术实践效果,最终爆破理论与爆破实践脱节,这对矿产资源高效开采起到阻碍作用。现今,矿山开采存在多种爆破技术联用现象,如果技术管理者顾此失彼,或者技术管理宽泛化,那么爆破技术利用率将大幅降低,使得矿山开采活动被动进行,这对矿业经济长效发展将带来负面影响。日后矿山开采难度会逐渐加大,且爆破技术不断升级,对于管理人员来说要端正工作态度,与时俱进创新技术管理方法,如其不然,矿山开采水平得不到提高,且工程爆破技术价值片面彰显。
        3.2基本要求
        预裂爆破技术优势要想全面发挥,需要技术实践者在矿山作业环节遵循相关要求,否则,会增加开采作业风险,导致矿山生产非常态化推进。要求一,适当控制贯通裂缝宽度,根据岩层软硬度调整宽窄度,正常情况下,预裂缝宽度在5dm~10dm之间。在此期间,经现场试验记录振动波值,根据最佳贯穿裂缝减震效果确定裂缝宽度。对于技术实践者来说,避免主观臆断和经验爆破,严格根据试验结果调整开裂度。要求二,工作面不平整度在1.5dm之内,一旦大于这一数值,说明预裂爆破设计缺乏合理性,必将钻孔参数调整工作具体落实。要求三,预裂面爆破显见率大于83%,附近岩体结构爆破裂缝彻底排查。要求四,爆破网络。践行双导爆索模式,导索在各孔间有序连接,其中,主爆孔由非电雷管引燃、爆炸,单响量在0.15t之内。


        3.3注意事项
        露天矿山预裂爆破技术实践环节注意相关事项,在保证安全生产前提下高效完成爆破任务,以便为后续爆破作业奠定良好基础,从整体上提高矿山预裂爆破水平。一方面,导爆索引爆的注意事项。爆破连线以间隔装药结构为参考,最佳爆破效果呈现应满足前提条件,即预裂区爆响快于爆破区爆响速度,控制导爆索爆破速度约6500m/s,实际上,该速度值为传爆管爆轰速度三倍。需注意的是,细致检查雷管,如果雷管规格不达标,或者雷管质量较差,那么预裂爆破会出现提前或者延迟现象,最终扰乱矿山生产顺序,并极易威胁矿工生命安全。此外,连接预裂区、爆破区线路时,针对主爆区爆破时间延迟处理。注意事项二,预裂孔角度调整的注意事项。因为爆破阶段会产生较大冲击力和振动力,所以预裂孔角度发生明显变化,对此要快速、妥当调节预裂孔角度,使其保持稳定状态。在此期间,客观分析各项影响因素,并记录角度变化情况,使预裂角适中调节操作有方向进行,进而缩短角度调节时间。现场钻机冲击器外径与开挖内径、钻杆外径间契合度会改变预裂角;开挖面预裂角经测量非90°,意味着外力不同程度分解水平力和垂直力;当卡瓦内径>钻杆外径,经水平方向作用力影响,轴线位置定会改变,进而新卡瓦开孔度缓至约0.5°。对于技术操作者来说,应在既定设计角度的基础上增加约1.5°。
        3.4安全措施
        3.4.1掌握技术管理技巧
        预裂爆破技术精细化管理的重要性不言而喻,爆破施工前期,技术管理人员要深入现场,结合爆破实际及相关要求细化预裂爆破技术管理方案,以便正向指导预裂爆破行为。以浅眼爆破为例,管理者参照爆破说明书获知相关参数,经现场调查掌握实践情况,据此了解预裂爆破技术可行性,待技术实践阻力消除后践行爆破施工行为。技术作业实践阶段,让专职人员负责装药、填塞、孔深把控、起爆线路保护等内容,避免出现盲炮现象。一般来说,预裂爆破技术规范化管理十分关键,对此要严格筛选爆破人员,通过从业资格证查证、爆破经验调查等方式为其提供参与机会。此外,成立专业化、高素质预裂爆破队伍,以便为矿山爆破提供可靠的人才支持。即便爆破环节出现突发事件,队伍人员能够临危不惧,运用理论知识和丰富经验有效应对,最大限度控制预裂爆破技术不利影响,避免经济损失扩大化。
        3.4.2加大安全管理力度
        矿山开采对安全工作高度重视,基于此,企业应制定安全管理制度,并强化安全意识,以便规范安全管理行为。首先,严格检查准备进场的预裂爆破设备及技术,即根据相关规范和行业标准进行质量检验,一旦发现炸药不合格,或者器具存在安全隐患,应及时向上级汇报,深究相关负责人责任,直到炸药、器具质量达标。其次,组织系统化培训。围绕预裂爆破技术操作要点传递理论知识及相关技能,使爆破技术在作业实践中有效化、安全化应用,避免出现边坡结构失稳、安全事故发生等现象。除技能培训外,面向全体矿工进行安全教育,使其在爆破作业中佩戴安全装备,尽最大可能减少人身伤亡现象。最后,实施监管制度。针对预裂爆破技术实践行为和安全管理情况全过程监管,以此提高技术效用,争取在短时间内完成少作业量、高效爆破任务。
        结束语
        综上所述,爆破技术在矿山开采事业中的重要性。目前,我国矿山开采事业中继续解决的问题是如何有效地加强工程爆破技术,为矿山开采事业带来更高的经济效益。工程爆破技术在矿山开采事业中应用不仅与矿山开采的质量有关,还与矿山工作人员的生命财产安全直接相关。因此,矿山开采事业在不断发展过程中要不断加强工程爆破技术水准,进一步加强矿山开采事业的安全性。
        参考文献
        [1]李磊.双预裂孔爆破在高瓦斯低渗透煤层中的应用研究[J].矿业安全与环保,2019.
        [2]王有安.预裂爆破技术在矿山开采中的应用[J].冶金管理,2018.
        [3]王洪山.预裂爆破技术在矿山露天开采中的分析应用[J].新疆有色金属,2012,35(02):29-30.
        [4]黄鹏.探讨矿山爆破施工技术要遵循的原则[J].地球,2014(6):61.
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