王建華

(中國(guó)建筑材料工業(yè)建設(shè)西安工程有限公司，西安 710065)

隨著經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，各個(gè)企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也在不斷加大，各個(gè)企業(yè)也開(kāi)始關(guān)注成本控制問(wèn)題。在采礦行業(yè)中，礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益不僅僅只是受到產(chǎn)品價(jià)格的影響，也會(huì)受到礦山生產(chǎn)成本的影響。礦產(chǎn)行業(yè)屬于高投資行業(yè)，對(duì)成本控制不當(dāng)，會(huì)給企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益造成較大的損失。爆破工程是整個(gè)礦山開(kāi)采過(guò)程中的重要組成部分，起著重要的支撐作用。因此，對(duì)于礦山行業(yè)而言，要加強(qiáng)礦山爆破過(guò)程管控。在保證良好的爆破效果的前提下，必須加大成本控制力度，企業(yè)在行業(yè)中才更具有競(jìng)爭(zhēng)力。

1 影響礦山爆破效果的因素

1.1 布孔方式

常見(jiàn)的布孔方式分為單排布孔、多排布孔。多排布孔又分為方形、矩形及三角形(梅花形)三種。從炮孔施工方面考慮，矩形布孔更易于準(zhǔn)確定位，鉆機(jī)的移動(dòng)次數(shù)也少；從能量分布均勻的觀點(diǎn)看，一般則會(huì)選擇梅花形進(jìn)行布孔，這種布孔方式介質(zhì)受力比較均勻。具體爆破采用何種布孔形式，需要根據(jù)爆破作業(yè)要求、巖石性質(zhì)以及工作面情況等因素綜合考慮。

雖然爆破工程對(duì)于布孔方式的選擇沒(méi)有過(guò)多的要求，布孔的選擇不會(huì)對(duì)整個(gè)礦山爆破效果造成嚴(yán)重的影響，但是有一點(diǎn)必須要注意到，當(dāng)布孔的孔深不均勻的時(shí)候，一定要調(diào)節(jié)布孔的孔距[1]。當(dāng)孔深過(guò)小的時(shí)候，一定要選擇較小的孔距；相反如果孔深過(guò)大，那么就一定要選擇較大的孔距。在進(jìn)行爆破之前，一定要對(duì)孔深和孔距進(jìn)行嚴(yán)格檢查。在施工過(guò)程中需要將孔排距控制在一定的范圍之內(nèi)，如果孔排距較大，則會(huì)產(chǎn)生較多的根底，大塊較多，導(dǎo)致后沖力大。

1.2 鉆孔的形式

鉆孔的形式對(duì)爆破工程的效果也有一定的影響。鉆孔的形式主要包括傾斜鉆孔和垂直鉆孔，其主要優(yōu)缺點(diǎn)與采用情況如表1所示。

表1 垂直鉆孔爆破與傾斜鉆孔爆破比較表

就目前情況而言，傾斜鉆孔主要被應(yīng)用于較為軟質(zhì)巖石之中。傾斜鉆孔的形式對(duì)于操作技術(shù)人員的要求較高，整個(gè)操作過(guò)程是比較復(fù)雜的，如果操作不夠熟練，轉(zhuǎn)速較慢，易出現(xiàn)安全事故。

垂直鉆孔一般適用于各種地質(zhì)條件，適用于深孔爆破。與傾斜鉆孔相比，垂直鉆孔要比傾斜鉆孔的操作方法簡(jiǎn)單，對(duì)于工作人員的要求不算很高，鉆孔的速度比較快。雖然速度比較快，但是爆破之后大塊率較高，臺(tái)階面的穩(wěn)定性較差[2]。因此，在進(jìn)行選擇鉆孔形式的時(shí)候，要選擇合適的鉆孔形式，從而可以提高整個(gè)爆破工程的效果。

1.3 臨空面的選擇

臨空面是在爆破作用范圍內(nèi)，巖體和空氣接觸的界面。這個(gè)界面上的巖石，向外運(yùn)動(dòng)時(shí)不受阻力。臨空面的大小，多少以及它與藥包的相對(duì)位置和距離對(duì)爆破效果有著決定性的影響，這是爆破工程首先要考慮的因素。臨空面小或數(shù)量不足，會(huì)影響爆破效果。一般來(lái)說(shuō)，隨著臨空面面積的增大，巖石爆破夾制作用將變小，有利于巖石的破碎[3]。掘進(jìn)時(shí)的掏槽，就是為了增加崩落眼爆破的臨空面。各種爆破中的藥包起爆順序，也要考慮互相創(chuàng)造臨空面的條件。在拋擲爆破中，臨空面決定了巖石破碎和運(yùn)動(dòng)的方向，利用相鄰藥包的提前起爆，創(chuàng)造出新的臨空面，就可控制主藥包的拋擲方向。

在爆破的過(guò)程中，如果僅僅只有一個(gè)臨空面，會(huì)增加爆破工程的耗藥量，增加爆破成本。因此，需要重點(diǎn)關(guān)注臨空面的大小和數(shù)目，需要?jiǎng)?chuàng)造更多的臨空面，才能提高整體爆破效果，才能有效地控制爆破過(guò)程中的成本。

1.4 裝藥量

裝藥量是工程爆破中最重要的一個(gè)參量，裝藥量確定的正確與否直接關(guān)系到爆破效果和經(jīng)濟(jì)效益[4]。一般來(lái)說(shuō)，裝藥量的確定與爆破巖石的體積、巖性、自由面狀況及其他爆破條件等有關(guān)，而最重要的是合理選擇炸藥單位用藥量。

炸藥單耗可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式、現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗試驗(yàn)、查表和根據(jù)相似地質(zhì)條件下的爆破工程類(lèi)比選取，其中現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗試驗(yàn)來(lái)確定炸藥單耗最為可靠。

在實(shí)際爆破工程中如果僅僅通過(guò)增加炸藥單耗來(lái)提高爆破效果是非常不可取的，不僅很難實(shí)現(xiàn)良好的爆破效果，而且有可能會(huì)帶來(lái)更多的負(fù)面影響。這些負(fù)面影響是不可提前預(yù)料到的，會(huì)增加爆破的危害性，會(huì)威脅到人的生命健康，會(huì)造成財(cái)產(chǎn)損失，也會(huì)導(dǎo)致巖石的過(guò)度粉碎，導(dǎo)致爆破成本增高。如果想使得整個(gè)爆破工程效果良好，必須要科學(xué)、合理地進(jìn)行選擇炸藥單耗。

1.5 起爆藥包的位置

起爆用的雷管或起爆藥柱在裝藥中的位置稱(chēng)為起爆點(diǎn)。采用柱狀裝藥時(shí)，起爆藥包的位置決定著炸藥起爆以后，爆轟波的傳播方向；也決定了爆炸應(yīng)力波的傳播方向和爆轟氣體的作用時(shí)間，所以對(duì)爆破作用會(huì)產(chǎn)生一定的影響[5]。

一般情況下，起爆的方式主要包括正向、反向和多點(diǎn)起爆三種類(lèi)型。反向起爆與正向起爆相比，可以提高炮孔的利用率，降低巖石的夾制作用，降低大塊率。采用多點(diǎn)起爆，由于爆轟波發(fā)生相互碰撞，可以增大爆炸應(yīng)力波參數(shù)、應(yīng)力波作用時(shí)間及其沖量，從而能夠提高巖石的爆破速度。我國(guó)目前深孔臺(tái)階爆破，多采用多點(diǎn)起爆。每孔裝兩個(gè)起爆藥包，分別置于距孔口和孔底1/3處，可以充分發(fā)揮爆炸能量。

2 影響爆破成本的因素

影響礦山爆破成本的因素有很多，爆破成本主要包括人工成本、炸藥材料及其運(yùn)輸?shù)取Ｆ渲腥斯こ杀竞瓦\(yùn)輸成本，必須要進(jìn)行合理規(guī)劃[6]。炸藥材料的價(jià)格一般是比較穩(wěn)固的，不會(huì)產(chǎn)生太大的波動(dòng)。因此，炸藥的單耗就成為了影響爆破成本的最大因素。影響炸藥單耗的主要因素包括：礦巖的性質(zhì)、爆破地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造及巖石結(jié)構(gòu)、爆破技術(shù)等。

2.1 巖石的性質(zhì)對(duì)炸藥單耗的影響

巖石的性質(zhì)主要包括巖石的堅(jiān)固性等。一般情況下，巖石的堅(jiān)固性越強(qiáng)，在爆破過(guò)程中所消耗的炸藥單耗量就會(huì)越大；巖石的堅(jiān)固性較低，在爆破的過(guò)程中所消耗的炸藥單耗量就會(huì)較少。所以在爆破工程之前，必須要對(duì)巖石的性質(zhì)有所了解，才能夠做好相應(yīng)的爆破準(zhǔn)備。

2.2 爆破地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和巖石結(jié)構(gòu)對(duì)炸藥單耗的影響

在炸藥爆炸破碎巖體的過(guò)程一般情況下會(huì)分為兩個(gè)階段：第一個(gè)階段是爆炸所產(chǎn)生的沖擊波。在爆破的過(guò)程中產(chǎn)生的較大的沖擊波會(huì)使得巖體發(fā)生斷裂現(xiàn)象。第二個(gè)階段則是爆炸之后所產(chǎn)生的氣體膨脹作用階段。在這個(gè)階段會(huì)使得巖體本身形成裂縫，并轉(zhuǎn)化成一定的能量使巖體出現(xiàn)破碎現(xiàn)象。在整個(gè)爆破的過(guò)程中，巖體結(jié)構(gòu)對(duì)于沖擊波的傳遞有著重要的作用。

當(dāng)炮孔排列的方向與弱面平行時(shí)，爆破效果最佳，相反，如果炮孔排列的方向與弱面斜交的時(shí)候，爆破的效果是比較差的。在爆破的過(guò)程中，弱面之間的距離越大，應(yīng)力波對(duì)于巖石的作用力越小。如果弱面之間的距離比較小，巖石所受到的作用力比較大，在此期間所產(chǎn)生的炸藥單耗量也比較小，并且也可以減少二次破碎[7]。

2.3 爆破技術(shù)對(duì)于炸藥單耗的影響

爆破方法主要包括淺孔和深孔，其中深孔爆破是大型礦山企業(yè)開(kāi)采過(guò)程中最為常見(jiàn)的爆破方法。在20世紀(jì)50年代期間，在采用深孔爆破的時(shí)候，工作人員往往會(huì)采用單排孔齊發(fā)爆破。這樣常常會(huì)出現(xiàn)根底，大塊率比較高，基本在5%和6%之間，二次爆破量比較大，爆堆條件比較差。以往的深孔爆破方法是比較落后的，往往產(chǎn)生的成本比較高。隨著經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，眾多爆破方法被研究出來(lái)，其中毫秒微差爆破方法得以廣泛應(yīng)用。

毫秒微差爆破是指相鄰炮孔或排間孔以及深孔內(nèi)以毫秒級(jí)的時(shí)間間隔順序起爆的一種爆破技術(shù)。毫秒微差爆破的主要特點(diǎn)是各個(gè)藥包之間爆炸時(shí)間的間隔比較短。在爆炸的過(guò)程中，巖石會(huì)發(fā)生移動(dòng)和相互碰撞，會(huì)形成相對(duì)比較復(fù)雜的能量，然后再將這些能量進(jìn)行合理分配，從而使得巖石破碎的非常均勻，縮短拋擲距離，會(huì)減少對(duì)周?chē)h(huán)境空氣的污染，也會(huì)防止飛石所造成的安全隱患[8]。同時(shí)，毫秒微差爆破也可以增加炸藥能量的有效利用，爆破大塊率基本上在1%到2%之間，且很容易就形成爆堆，有效地提高了爆破的效果，并且降低爆破的成本，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3 加強(qiáng)礦山開(kāi)采爆破成本控制的措施

3.1 對(duì)網(wǎng)孔參數(shù)進(jìn)行改善

采用寬孔距、小排距的梅花形布孔方式，并采用毫秒微差爆破技術(shù)。這種方法具有以下優(yōu)勢(shì)：1)能夠增強(qiáng)輔助破碎作用；2)炮孔間應(yīng)力疊加作用減弱；3)能夠有效防止爆炸氣體過(guò)早泄氣，提高炸藥能量利用率；4)能夠增大爆破漏斗角，形成弧形臨空面，為巖石受拉伸破壞創(chuàng)造有利條件。

3.2 對(duì)裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良

裝藥結(jié)構(gòu)是調(diào)節(jié)炸藥能量分布和控制爆破效果的一個(gè)重要因素。在一定的巖石和炸藥條件下，采取徑向或軸向間隔裝藥結(jié)構(gòu)、混合裝藥等措施，可有效調(diào)控巖體中爆炸應(yīng)力波參數(shù)，提高炸藥能量的有效利用，改善爆破效果，同時(shí)也在一定程度上節(jié)約了爆破成本。

3.3 對(duì)起爆網(wǎng)絡(luò)加以改善

在礦山爆破的過(guò)程中，起爆網(wǎng)絡(luò)對(duì)爆破工程有著重要的支撐作用?？茖W(xué)的網(wǎng)絡(luò)安排有利于提高爆破效果，降低爆破成本。盡管多排孔布孔方式只有方形、矩形和三角形，但是起爆順序卻千變?nèi)f化，主要分以下幾類(lèi)：排間順序起爆、波浪式順序起爆、V字形順序起爆、梯形順序起爆、斜線順序起爆、徑向順序起爆、組合式順序起爆[9]。

雖然起爆順序方式多樣，但是起爆順序的確定應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件、爆破器材的種類(lèi)和數(shù)量以及施工人員技術(shù)水平等因素綜合確定，同時(shí)也要充分考慮爆破效果及爆破成本。

4 結(jié) 論

在礦山開(kāi)采爆破的過(guò)程中，由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，工作人員一定要提前對(duì)需要爆破的地區(qū)進(jìn)行勘測(cè)，從而保證爆破的整體效果。因?yàn)殚_(kāi)采爆破受多種因素的影響，采礦的工藝及其爆破技術(shù)也會(huì)存在很大的差異 ，所以礦山企業(yè)對(duì)于爆破成本的控制方法也是不相同的。如果想要使得爆破效果取得巨大的進(jìn)步，并且爆破成本得到有效控制，就需要不斷優(yōu)化爆破參數(shù)，采用科學(xué)合理的爆破技術(shù)；同時(shí)也需要挖掘更多管理上的潛力，對(duì)爆破過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督，控制整個(gè)爆破過(guò)程中的成本，從而降低爆破費(fèi)用，促進(jìn)礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。