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露天矿山台阶爆破参数优化研究

摘要：在露天矿床开采中，台阶爆破是一个非常重要的工艺环节，往往直

接影响到潜孔钻机的选型，孔径的选择，爆破方式的选择，矿山的生产能力，矿

山的生产成本等。所以探索适合本矿山的爆破参数，具有致关重要的意义。

关键词：穿孔爆破孔网参数高寒涌水量岩石硬度孔内积水孔径大块

率成本

1.引言

玉溪飛亚矿业开发管理有限责任公司自2019年承接青海鸿鑫矿业牛苦头矿

区露天采剥业务，至今已有2年时间，公司打破高海拔露天夜晚不施工的惯例，

全天候24小时组织施工，通过甲乙双方努力，克服岩石硬度大，坑内涌水突增，

潜孔钻机和其他铲装运设备都是柴油驱动，高寒地区设备性能下降、故障多、柴

油单耗增高、油价上涨，成本居高不下等重重困难，有力保障了青海鸿鑫矿业的

正常生产组织，项目取得了较大的成果，涌水问题得到解决，爆破参数和起爆顺

序进一步优化，爆破效率大幅提高和大块产出率大幅下降，施工成本得到进一步

控制，形成了穿孔、爆破、铲装、供矿、排废、运输、降排水、边坡清理、道路

维护、洒水降尘等全流程主业务和辅助生产业务。高寒地区生产组织经验丰富，

特别是在穿孔爆破环节由于岩石硬度增加，裂隙发育、涌水较大孔内积水难以排

干净等非常不利的因素，开展了多次爆破孔网参数的优化，装药和起爆顺序的优

化研究，甚至变更潜孔钻设备，现用孔网参数优势得到充分体现，较大的提高了

作业效率和生产组织能力，采剥成本大幅下降，现在已全面推广运用，工艺已经

相对成熟，可以在类似矿山中推广运用。这次主要阐述的是露天台阶穿孔爆破在

运用过程中和使用电动潜孔钻后爆破参数的优化问题。

2.地质概况

青海牛苦头矿，施工的钻探工程中均揭露了该套地层，地层西侧薄东侧厚，

一般在140m左右，最厚为183m，地层总体北倾，产状10-20°∠20-50°。M1磁

异常区矿床形成于晚古生代-中生代（晚华力西期-印支期）解裂及造山作用，成

矿岩浆岩为印支期中酸性侵入岩（214.2±1.3Ma），围岩为石炭系上统缔敖苏组。

构造区内构造不发育，未见成型的断裂和褶皱，在局部见有节理裂隙、褶曲及小

揉皱等。区内地层为单斜构造，地层总体北倾，岩层倾角较缓，在20-50°之间。

矿石体重3.8t/m³、废石体重2.7t/m³；矿石物理性质矿石类型铅锌矿石抗压强

度112.2-200.5MPa，普氏系数(f)11.2-20.05”。台阶高度12m（并段24m）台

阶坡面角65~70°，靠近地表第四系为：45°；最终边坡角：45~47°（第四系

按36°）。

3.存在的问题

3.1高寒环境组织生产成本高

矿山所在地海拔高，9月下旬至次年5月初近8个月时间为极寒季节，生产

设备效率大幅降低，进度效益难以体现，同比生产成本增加。为满足生产组织，

必须使用凝固点更低的-20#、-30#柴油，柴油单价及油耗高同比成本增加2～3

元左右。

3.2涌水量突增带来生产经营困难

施工以来，排水量已经达到6500--7000方/天，日涌水量超出约定值4000

立方左右，导致排水费用大幅增加，并且由于施工区域在低洼平台，裂隙水大，

造成大孔积水严重，大孔泵水此孔干彼孔水又满，爆力强的颗粒状炸药遇水失效，

不得不改成爆力稍弱的乳化炸药，但由于孔内积水难以排干，乳化炸药由于水的

浮力难以装到底，导致爆破效果差，大块多，二次解块频繁费用增加，孔底难以

爆破形成平整面，对铲装矿（废）石难度又增加。

3.3岩石硬度系数大幅增大，钻孔速度缓慢增加成本的问题

普氏系数(f)11.2-20.05，达坚固、很坚固级别，潜孔钻机钻孔速度慢，加

之爆破效果差，不得不缩小排间距和孔间距，导致大量增加大孔，钻孔时间更长，

影响生产组织效率。大孔量增加，大孔费用增加。

4.诊断分析

4.1基于以上存在的问题，穿孔孔径小，爆破时炸药密集程度低，未能形成

球状药包原理，爆能降低，造成大块产出率高；爆破排间距和孔间距小，导致穿

孔量增加，穿孔时间长，影响生产效率，施工成本高；由于孔内水很难排干，导

致装药困难，有水孔全部需要乳化炸药，爆能低等问题。通过实例分析总结，有

必要对台阶穿孔孔网参数进行调整优化。根据许多金属矿山的生产经验：孔底距

a如采用孔径是51-65mm时是1.17-1.95m，最小底抗线w是0.997-2.24m。所以

按经验公式推算，直径12