论文部分内容阅读
摘 要：
本文先研究传统瞬发爆破存在的问题，通过毫秒爆破技术在金矿矿山开采中的运用实践，提出毫秒爆破相比瞬发爆破技术的优势所在，介绍毫秒爆破崩矿的原理以及分析其爆破技术的依据，对其实际的使用效果和实际的经济效益进行了细致的分析，最后得出毫秒爆破技术是提高金矿炮采工作面产量、效益和确保工人安全的有效方式。
关键词：毫秒爆破；炮采；探究；应用
中图分类号：P633.2 文献标识码：A 文章编号：
毫秒爆破是一种控制爆破技术，能显著减轻爆破引起的地震反应、改善爆破的效果。在金矿炮采工作面主要的采矿工序是爆破矿体，爆破效果的好坏直接影响炮采工作面的产量、安全等。金矿炮采工作面传统的采矿方法是利用瞬发雷管串联分段放炮，这种放炮方法放炮次数较多、工作繁重、爆破效果一般、较易发生安全事故，而使用毫秒爆破技术就有很多瞬发爆破技术没有的优点：一次多炮、减少顶板震荡、能使爆破过程中产生的地震波互相抵消。于是采用毫秒爆破技术能够利于金矿巷道顶板的控制，经过大量的实验证明，毫秒爆破技术能够给矿山带来很好的经济效益。
1 瞬发爆破存在的问题
1.1劳动强度大
由于工作面长度较大，放炮工作人员需要往返于工作面100余次，而且随着爆破后，有很多矿体散落在工作面，增大工人的攉矿量。
1.2炸药消耗量较大
瞬发爆破装药量大都需要8节炸药，其总量大约1公斤，如果装药量大了，使得崩矿太多，容易造成巷道倒塌，装药量少了，又不能完成相应的任务，还得重新爆破，间接的更加浪费炸药。
1.3安全性较差
由于瞬发爆破是一次装药、分次爆破，这里存在着很多不确定的安全隐患。并且在工作中由于时间紧、任务重，往往来不及等排净炮烟就继续放炮，这样极容易引起工人一氧化碳中毒现象。而且瞬发爆破一炮接着一炮，使得地震波相对较强，不利于巷道的维护管理。
2 毫秒爆破技术的工作原理
2.1 过程中产生的爆炸应力波能够互相干扰
由于岩体中的炸药先被引爆，当其激起的压缩波从自由面反射成拉伸波后，接着引爆后面的炸药，这样做的好处不但可以消除一起包扎产生的应力降低区，而且能够在很大程度上加大该区内的拉应力，减少了矿体前冲和后冲的作用，能够使崩落的矿体大小均匀，便于运出。
2.2 产生辅助自由面
由于毫秒系列雷管的各小段有微小的时差，使得先起爆的炸药能够在矿体中形成一定的宽度和深度的裂隙和辅助自由面，由于先起爆后会形成爆破漏斗，这样可以增添新的自由面。这样的过程可以加剧矿体的破碎程度，可以大大提高炮眼的利用率。
这样能够为以后起爆炸药提供有利条件。如果能使起爆炸药的最小抵抗线方向平行于矿体，这样就可以大大缩短金矿的抛掷距离和爆破宽度。
2.3 震动波削弱
对于毫秒爆破，如果其时差选择的合理，那么在其爆破时产生的震动波会互相干扰而发生抵消，同时爆破产生的地震波在时间上和空间上都是分散的，这样可以减少对工作面顶板的震动作用，有利于维护巷道的稳定。
2.4 能够产生应力叠加作用
由于毫秒爆破时间较短，在后发炸药起爆后，先发炸药爆炸在矿体产生的应力波尚未消失，这样的一个条件就会产生相应的应力叠加现象，能够使相互爆破引起的煤相互碰撞，能够发生破碎，使得爆破金矿堆比较集中，便于接下来的运输工作，降低工作强度[2]。
3 爆破器材的选择和参数
3.1 爆破器材的选择
必须要选用金属矿需用的毫秒延时电雷管前五段，要选择最大延时小于130ms，要有相对来说起爆能力较大的起爆器，最好能够有用于网络检查的导通表或者欧姆表，还有有黄泥、水泡泥堵塞炮眼。
3.2 爆破参数的确定
3.2.1 炮眼深度的确定
炮眼深度要根据工作进度安排来确定，目前大都选择最小的进度，每次可以选择进0.8-1.2米，钎子长约1.5米，这样做的好处有很多，可以使每眼装药量减少，在一定的时间里可以放多炮，能够实现更好装矿，而且顶板震动小，能够更好的维护顶板。
3.2.2 炮眼角度
由于矿体软硬的不同，会使得炮眼角度也要发生相应的调整，当矿体较硬时，要选择炮眼与水平面夹角较大值。角度过大会降低炮眼的利用率，是矿体不能充分破碎；角度过小会影响开采进度，影响工作计划安排，而且会使大量的矿体崩向采空区，加大工人工作强度。
3.2.3 起爆炮眼数目的确定
放炮眼数要以运输能力、通风能力、巷道稳定情况而定。要以不引起塌方、不超过最大起爆药量和不能压死输送机为规定原则。
3.2.4 装药结构的选择
井下爆破装药结构大都有两种方式，正向装药和反向装药。反向装药雷管位于炮眼底的药包中，爆轰波冲向炮眼口；而正向装药则完全相反，从发挥炸药威力的方面探討，反向起爆比正向起爆更加合理，因为它的炮眼利用率较高。因为金属矿没有瓦斯，所以大多金属矿都采用反向装药结构[1]。
3.2.5 炮眼的联线方式和封堵
装药后的炮眼要用黄泥、水泡泥等进行封堵，而炮眼的联线方式，大多采用串联的方式，如果条件允许，一次尽量多放炮，这样可以缩短放炮时间，提高工人的工作效率。
4 毫秒爆破在炮采工作面的安全性应用
4.1 放炮震动对顶板安全性的考虑
使用毫秒爆破技术后，可以是井内工作面的放炮次数明显减少，所以相应的对巷道顶板的震动次数有所减少，而且在爆炸时相互产生的爆炸冲击波之间发生相互的干扰，这样可以大大降低其对巷道顶板的稳定性影响。除此之外，由于放炮时间大大缩短，这样有利于工作面顶板的快速维护，理论上降低了安全事故发生的可能性。
4.2 经济方面的影响
山东黄金集团矿业某矿运用这项技术后，使得工作面放炮时间大大缩短，使得工人可以按照相应的规程快速完成爆破作业。采用毫秒爆破后，该矿大大提高了产量，是每年的黄金产量增加了一倍多，而且大大降低了开采所需的成本，这样就增加了该矿的经济效益。
5 结语
毫秒爆破技术从根本上解决了过去金矿开采过程中的放炮时间长、工人作业繁重等诟病，提高了生产效率，降低了开采的成本，提高了经济效益，是我国采矿业一个重要的发展的方向。实践证明，毫秒爆破可以在深部开采中广泛运用，但是要通过现场试验来确定工作面的爆破参数，这样可以为矿井的安全生产提供一个有利条件。毫秒爆破技术必将在金矿炮采中得到很大的应用，以提高工作面的采矿量，在经济效益方面起到一个很大的推动作用。
参考文献
[1] 包福林，王社新.毫秒爆破在回采工作面的推广应用[J]. 煤炭技术. 2006(07):41-43.
[2]滕建军，何顺斌，李威.小分段无底柱崩落采矿法在中厚破碎金矿体回采中的应用实践[J]. 黄金. 2008(29):25-27.
曹娟：湖南益阳人，（1984.01-），助理工程师，湖南城市学院本科毕业。
本文先研究传统瞬发爆破存在的问题，通过毫秒爆破技术在金矿矿山开采中的运用实践，提出毫秒爆破相比瞬发爆破技术的优势所在，介绍毫秒爆破崩矿的原理以及分析其爆破技术的依据，对其实际的使用效果和实际的经济效益进行了细致的分析，最后得出毫秒爆破技术是提高金矿炮采工作面产量、效益和确保工人安全的有效方式。
关键词：毫秒爆破；炮采；探究；应用
中图分类号：P633.2 文献标识码：A 文章编号：
毫秒爆破是一种控制爆破技术，能显著减轻爆破引起的地震反应、改善爆破的效果。在金矿炮采工作面主要的采矿工序是爆破矿体，爆破效果的好坏直接影响炮采工作面的产量、安全等。金矿炮采工作面传统的采矿方法是利用瞬发雷管串联分段放炮，这种放炮方法放炮次数较多、工作繁重、爆破效果一般、较易发生安全事故，而使用毫秒爆破技术就有很多瞬发爆破技术没有的优点：一次多炮、减少顶板震荡、能使爆破过程中产生的地震波互相抵消。于是采用毫秒爆破技术能够利于金矿巷道顶板的控制，经过大量的实验证明，毫秒爆破技术能够给矿山带来很好的经济效益。
1 瞬发爆破存在的问题
1.1劳动强度大
由于工作面长度较大，放炮工作人员需要往返于工作面100余次，而且随着爆破后，有很多矿体散落在工作面，增大工人的攉矿量。
1.2炸药消耗量较大
瞬发爆破装药量大都需要8节炸药，其总量大约1公斤，如果装药量大了，使得崩矿太多，容易造成巷道倒塌，装药量少了，又不能完成相应的任务，还得重新爆破，间接的更加浪费炸药。
1.3安全性较差
由于瞬发爆破是一次装药、分次爆破，这里存在着很多不确定的安全隐患。并且在工作中由于时间紧、任务重，往往来不及等排净炮烟就继续放炮，这样极容易引起工人一氧化碳中毒现象。而且瞬发爆破一炮接着一炮，使得地震波相对较强，不利于巷道的维护管理。
2 毫秒爆破技术的工作原理
2.1 过程中产生的爆炸应力波能够互相干扰
由于岩体中的炸药先被引爆，当其激起的压缩波从自由面反射成拉伸波后，接着引爆后面的炸药，这样做的好处不但可以消除一起包扎产生的应力降低区，而且能够在很大程度上加大该区内的拉应力，减少了矿体前冲和后冲的作用，能够使崩落的矿体大小均匀，便于运出。
2.2 产生辅助自由面
由于毫秒系列雷管的各小段有微小的时差，使得先起爆的炸药能够在矿体中形成一定的宽度和深度的裂隙和辅助自由面，由于先起爆后会形成爆破漏斗，这样可以增添新的自由面。这样的过程可以加剧矿体的破碎程度，可以大大提高炮眼的利用率。
这样能够为以后起爆炸药提供有利条件。如果能使起爆炸药的最小抵抗线方向平行于矿体，这样就可以大大缩短金矿的抛掷距离和爆破宽度。
2.3 震动波削弱
对于毫秒爆破，如果其时差选择的合理，那么在其爆破时产生的震动波会互相干扰而发生抵消，同时爆破产生的地震波在时间上和空间上都是分散的，这样可以减少对工作面顶板的震动作用，有利于维护巷道的稳定。
2.4 能够产生应力叠加作用
由于毫秒爆破时间较短，在后发炸药起爆后，先发炸药爆炸在矿体产生的应力波尚未消失，这样的一个条件就会产生相应的应力叠加现象，能够使相互爆破引起的煤相互碰撞，能够发生破碎，使得爆破金矿堆比较集中，便于接下来的运输工作，降低工作强度[2]。
3 爆破器材的选择和参数
3.1 爆破器材的选择
必须要选用金属矿需用的毫秒延时电雷管前五段，要选择最大延时小于130ms，要有相对来说起爆能力较大的起爆器，最好能够有用于网络检查的导通表或者欧姆表，还有有黄泥、水泡泥堵塞炮眼。
3.2 爆破参数的确定
3.2.1 炮眼深度的确定
炮眼深度要根据工作进度安排来确定，目前大都选择最小的进度，每次可以选择进0.8-1.2米，钎子长约1.5米，这样做的好处有很多，可以使每眼装药量减少，在一定的时间里可以放多炮，能够实现更好装矿，而且顶板震动小，能够更好的维护顶板。
3.2.2 炮眼角度
由于矿体软硬的不同，会使得炮眼角度也要发生相应的调整，当矿体较硬时，要选择炮眼与水平面夹角较大值。角度过大会降低炮眼的利用率，是矿体不能充分破碎；角度过小会影响开采进度，影响工作计划安排，而且会使大量的矿体崩向采空区，加大工人工作强度。
3.2.3 起爆炮眼数目的确定
放炮眼数要以运输能力、通风能力、巷道稳定情况而定。要以不引起塌方、不超过最大起爆药量和不能压死输送机为规定原则。
3.2.4 装药结构的选择
井下爆破装药结构大都有两种方式，正向装药和反向装药。反向装药雷管位于炮眼底的药包中，爆轰波冲向炮眼口；而正向装药则完全相反，从发挥炸药威力的方面探討，反向起爆比正向起爆更加合理，因为它的炮眼利用率较高。因为金属矿没有瓦斯，所以大多金属矿都采用反向装药结构[1]。
3.2.5 炮眼的联线方式和封堵
装药后的炮眼要用黄泥、水泡泥等进行封堵，而炮眼的联线方式，大多采用串联的方式，如果条件允许，一次尽量多放炮，这样可以缩短放炮时间，提高工人的工作效率。
4 毫秒爆破在炮采工作面的安全性应用
4.1 放炮震动对顶板安全性的考虑
使用毫秒爆破技术后，可以是井内工作面的放炮次数明显减少，所以相应的对巷道顶板的震动次数有所减少，而且在爆炸时相互产生的爆炸冲击波之间发生相互的干扰，这样可以大大降低其对巷道顶板的稳定性影响。除此之外，由于放炮时间大大缩短，这样有利于工作面顶板的快速维护，理论上降低了安全事故发生的可能性。
4.2 经济方面的影响
山东黄金集团矿业某矿运用这项技术后，使得工作面放炮时间大大缩短，使得工人可以按照相应的规程快速完成爆破作业。采用毫秒爆破后，该矿大大提高了产量，是每年的黄金产量增加了一倍多，而且大大降低了开采所需的成本，这样就增加了该矿的经济效益。
5 结语
毫秒爆破技术从根本上解决了过去金矿开采过程中的放炮时间长、工人作业繁重等诟病，提高了生产效率，降低了开采的成本，提高了经济效益，是我国采矿业一个重要的发展的方向。实践证明，毫秒爆破可以在深部开采中广泛运用，但是要通过现场试验来确定工作面的爆破参数，这样可以为矿井的安全生产提供一个有利条件。毫秒爆破技术必将在金矿炮采中得到很大的应用，以提高工作面的采矿量，在经济效益方面起到一个很大的推动作用。
参考文献
[1] 包福林，王社新.毫秒爆破在回采工作面的推广应用[J]. 煤炭技术. 2006(07):41-43.
[2]滕建军，何顺斌，李威.小分段无底柱崩落采矿法在中厚破碎金矿体回采中的应用实践[J]. 黄金. 2008(29):25-27.
曹娟：湖南益阳人，（1984.01-），助理工程师，湖南城市学院本科毕业。