摘要：本文以某露天铁矿开采工作为研究目标进行分析，中深孔高台阶爆破技术在露天铁矿开采过程中应用广泛，具有操作简单、成本低等优点，并在露天铁矿开采过程中取得了良好的应用效果。基于此，本文首先对中深孔高台阶爆破技术原理和应用优势进行阐述，并且结合某露天铁矿开采工作案例，对中深孔高台阶爆破技术要点进行深入分析，实践证明，中深孔高台阶爆破技术在本次露天铁矿开采工作中的应用效果明显，实现了良好的经济效益。

　　关键词：露天矿；铁矿开采；中深孔高台阶爆破；应用

　　在露天铁矿开采过程中，由于受地形条件和地质结构等因素的影响，矿岩的台阶高度与矿岩的爆破块度等不能达到最优匹配，给露天开采带来了一定的影响。针对此种情况，在进行爆破参数选择时，需要考虑到各种因素对爆破效果的影响。对于露天铁矿而言，在其生产过程中，由于矿石结构不均匀，地质条件较为复杂，使得其台阶形成速度较慢。因此，在矿山开采过程中需要考虑到实际情况，对爆破参数进行优化选择，需要加强对中深孔高台阶爆破技术的应用研究，保障采矿工作顺利进行。

　　1露天铁矿开采中深孔高台阶爆破技术及其优势

　　1.1高台阶中深孔爆破技术原理

　　露天矿开采过程中，中深孔高台阶爆破技术是重要的一种爆破方法，其主要包括预裂孔和主爆孔。在预裂孔的作用下，炸药首先爆炸，进而在其周围形成一个初始的压力区，在此区域内形成较大的压力，其可以使岩石破裂。主爆孔会使岩石破裂后向四周方向进行运动，中深孔高台阶爆破技术与预裂孔和主爆孔不同之处，在于其不需要经过预裂就可以实现对岩石的进一步爆破，实现对岩石的进一步破碎，从而提高爆破效率。中深孔高台阶爆破技术在应用过程中具有很强的可操作性。首先，通过多次试验可以发现，炮眼间距与炸药单耗之间呈正相关关系；其次，由于其可以实现对炮眼形状的有效控制，从而降低了炸药的使用量。因此，在实际应用过程中可以通过优化炮眼的形状来有效降低炸药用量。

　　1.2中深孔高台阶爆破技术的优点

　　在露天铁矿开采过程中，中深孔高台阶爆破技术主要是指利用炸药，对采场的岩石进行爆破，从而在短时间内形成一个较为平整的工作平台。中深孔高台阶爆破技术与传统的浅孔爆破技术相比具有以下几点优势：首先，中深孔高台阶爆破技术具有较大的生产空间，其生产效率是传统浅孔爆破技术的数倍。由于中深孔高台阶爆破技术应用范围广、炮孔深度大，可以使采场空间得到充分利用，从而有效提高采场的生产效率。其次，中深孔高台阶爆破技术具有较小的炮眼密度，这对于提高爆破质量、控制飞石有一定的帮助。另外，由于其炮眼密度较小，因此不容易出现炸裂现象，从而减少了炸药消耗量，因此，从总体上看中深孔高台阶爆破技术具有较大的经济效益。最后，中深孔高台阶爆破技术具有良好的保水性和较强的稳定性。在露天铁矿开采过程中，由于其作业环境较为复杂，经常会出现水灾、滑坡等灾害。为确保作业人员安全以及保证工程质量，需要采用科学合理的防水布和排水措施，因此中深孔高台阶爆破技术具有较大的优点，其在露天铁矿开采过程中得到了广泛应用，为此相关人员应加强对中深孔高台阶爆破技术的重视和研究。

　　2工程概况

　　某铁矿位于某地区，主要采用露天开采，露天矿坑为南北走向，坑深在200m左右，最大矿坑深度为210m，设计采矿规模为年产120万t。矿山开采具有一定的特殊性，主要表现如下。

　　（1）由于地下开采过程中不断出现的地质条件变化，导致露天开采过程中存在一系列问题。如，地下开采时，受地表地形影响，地下岩石的存在状况无法直观呈现出来；随着矿山生产时间的不断增加，地下岩石的地质条件也会发生改变。如该地区地下岩石的存在状况为，矿岩密度大、硬度低、结构较为松散、不够致密等，因此，在矿山露天开采过程中需要根据实际情况对采矿方式进行调整。

　　（2）露天矿与地下矿体之间存在着紧密联系。在开采过程中，要通过对地下矿体的位置和形态进行观察，确定矿体的走向、倾向以及深度，在确定之后，对矿体的空间形态进行描述和分析，使其能够为后续的采矿工作提供有利条件。

　　2露天铁矿开采中深孔高台阶爆破工作要点分析

　　2.1爆破方案

　　首先，根据实际情况对爆破设计参数进行调整；其次，在爆破设计中，应明确设计方案；最后，根据现场实际情况，选择合适的装药结构和起爆方式。根据现场实际情况和矿山生产计划安排，本次爆破主要采用的是小孔径中深孔高台阶爆破方式。由于矿山采用的是露天开采方式，为确保爆破过程顺利进行，本次爆破采用的炮孔直径为80mm，同时考虑到在露天开采过程中，需要对不同矿岩类型采取不同的爆破方式，为确保爆破效果在本次爆破中主要采用了中深孔高台阶爆破技术。炮孔采用的是φ64mm的深孔炮孔，深孔间距为25m左右；为了确保高台阶矿岩的剥离效果和破碎效果，在实际生产过程中采用了小孔径中深孔高台阶爆破技术，毫秒延期电雷管起爆技术是在普通电雷管的基础上对起爆网络进行改进而得到的一种新型起爆网络。这种网络结构简单、施工方便、成本低廉、可靠性高，具有起爆药包小、装药结构简单等优点。该技术在实际生产中具有广泛的应用前景。由于毫秒延期电雷管起爆技术与普通电雷管起爆技术相比，其主要优点是能够避免普通电雷管由于孔内有药包产生的震动波而引起的炮孔塌落、破碎和超挖现象，而且能确保炮孔填塞物在爆炸能量作用下全部炸开，从而能获得良好的爆破效果。

　　2.2爆破参数的选择

　　根据某铁矿露天开采的实际情况，将爆破参数设定为，孔距1.0m，排距1.8m，抵抗线0.6m，孔底距2.0m。矿岩硬度在50~70之间，考虑到对爆破效果的影响，爆破参数确定为，炮孔直径32mm，孔深24m。钻孔工作是进行爆破参数设计的前提条件，经过实地考察、试验以及对相关数据进行整理和分析后发现如下。

　　（1）炮孔直径是影响爆破效果的重要因素之一。经过调查发现，该矿山采用的钻机钻孔直径为32mm，与孔底距离为2.0m，该矿山的排距为1.8m，相比于传统的孔网参数（即孔间距、排距和孔深），可以提高20%左右的排距。该矿山采用的是自由面最小抵抗线为1.0m。该矿山采用的是连续间隔装药结构，孔底间隔时间为0.5s，相比于传统爆破方式下的孔底间隔时间0.3s来说，可以有效降低炮孔利用率和炸药单耗，但需要注意的是在实际生产中要严格控制孔底间隔时间，避免出现台阶过深或过浅问题。

　　（2）药包的直径与炸药单耗之间存在正相关性，因此可以通过减小药包直径来降低炸药单耗。经过试验研究，该矿山将药包直径确定为32mm，而炸药单耗确定为0.20 kg/m3。在实际生产中，由于采用的是连续间隔装药结构，因此需要在药包内部设置缓冲层，这会造成一定的装药成本浪费。为了避免这种情况出现，可以采取降低缓冲层厚度的措施，如采用分段起爆或者多段起爆方式。

　　（3）为减少爆破震动对边坡的破坏，应根据现场实际情况确定合理的装药结构和起爆方式。在确定装药结构时，要考虑到最小抵抗线、大块率以及爆破后的边坡角等因素，对于大块率较高的地段，可以采用分段起爆方式；对于边坡角较小的地段，可以采用连续起爆方式。

　　（4）该矿山在实际生产中，采用的是非电起爆系统，其最大的优势是不需要用导爆管雷管来进行起爆，但也存在一定的不足之处。具体来说，在导爆管雷管起爆时，其无法实现连续起爆；在非电起爆系统中，使用导爆管雷管时，其需要用到导爆索和导爆索雷管进行连接；在实际生产中，需要根据现场实际情况合理确定起爆顺序和延时。

　　（5）针对某铁矿露天开采的具体情况，确定了以下爆破参数，炮孔直径32mm；炮孔深度24m。

　　2.3爆破施工

　　2.3.1布孔及钻孔

　　采用深孔导爆管雷管起爆系统，孔深、孔径根据岩石的物理力学性质确定，爆破后岩石大块率控制在5%以下。钻孔深度根据岩石的结构来确定，为减少对岩石的损伤，钻孔深度一般为15m~25m。孔深的选择应考虑合理的炮孔布置，孔网参数及爆破工艺等因素。本工程中选用单轴抗压强度大于400MPa、最大抵抗线为80m、孔距不大于40m、排距不小于40m的单孔孔网参数，采用上下交错布置4排孔，孔距1.5m、排距2m；孔径Φ31.5 mm，孔深由原设计的30m增至40m。

　　2.3.2装药及堵塞

　　采用空气间隔装药方式，炸药采用2#乳化炸药（1kg/m3）和8#乳化炸药（0.8kg/m3），装药前将孔口堵塞物清理干净，用胶布或塑料薄膜等物将孔口覆盖，以减少爆破振动。钻孔完毕后及时用碎石和风钻等工具将孔内堵塞物吹出；炮孔堵塞采用专用堵塞材料（如乳化炸药和防水药卷等）；起爆前应保证炮孔内不留有任何杂物，以便起爆。为了防止装药堵塞时发生堵塞物堵塞不均匀或堵塞失效而影响爆破效果，要保证在装药孔堵塞之前，炮孔中有足够的剩余药量。药卷一般采用20mm~30mm的薄钢板卷，当采用塑料导爆管时，药卷直径应小于1.5cm；药卷长度不小于3.5m。

　　2.4爆破效果

　　（1）通过对现场爆破效果的观察和分析，可以发现，在该矿山露天开采过程中，采用中深孔高台阶爆破后，其爆破效果得到了有效提升。特别是在高台阶形成的过程中，采用中深孔高台阶爆破后，可以有效减少矿石的贫化率和损失率。按照正常的采矿作业程序进行计算，露天矿的贫化率为17%，损失率为5%；按照中深孔高台阶爆破计算后，其贫化率为12%，损失率为5%。

　　（2）通过对爆破后的矿岩进行分析发现，矿岩破碎后其粒度比较均匀、较为平整、没有大块现象产生；并且在爆堆顶部和底部存在少量的残留矿石，这说明爆堆内部的矿石破碎程度较高。

　　（3）从爆破后的岩石破碎情况来看，炸药爆炸产生的冲击波沿着爆堆传播到距离爆堆5m范围内时才会产生破碎作用；而在距爆堆15m范围内时才会出现破碎作用；在距爆堆10m范围内时才会产生震动作用；距离爆堆20m范围内时才会出现振动作用。通过以上分析可以得出，中深孔高台阶爆破对爆破过程中产生的岩石破碎效果较好，能有效降低矿石的贫化率和损失率。

　　（4）在对爆破后的矿岩进行分析时发现，大多数矿岩在破碎后呈块状存在于矿石中；通过对爆破后的矿岩进行观察发现，其在表面形成了大量的裂缝。爆破后，岩石中的裂隙面在爆破震动作用下会受到一定程度的破坏，使得其裂隙面比较平整；同时，爆破后的裂隙面与矿石表面也会形成一层较厚的黏土矿石，使得其与矿石之间的接触面得到有效改善，进而提高了矿石的破碎效果。

　　（5）从现场爆破情况来看，中深孔高台阶爆破可以有效提高矿岩台阶形成速度，同时在矿岩台阶形成过程中，在高台阶底部会形成一些爆堆，这些爆堆与爆堆之间形成了明显的摩擦面。通过对爆破后矿石的粒径进行分析发现，矿石破碎后其粒径在8cm~15cm之间；同时破碎后的矿石粒度分布比较均匀、较为平整。

　　2.5爆破安全注意事项

　　（1）爆破作业人员应持有爆破员作业证，爆破员应进行现场安全技术交底。

　　（2）爆破前，应先清除孔内、孔口、孔底的障碍物。炮孔内的泥土必须用水冲净，对松动的岩石必须人工用铁锹或凿岩机将其敲落。要经常检查炮孔内是否有积水，有积水时要及时排除。

　　（3）起爆时应首先发出信号，然后指挥人员再发出起爆信号，其他人员应在起爆信号发出后方可进行其他工作。

　　（4）炮孔装药结束后要检查爆破体是否达到安全要求，如发现不安全因素应立即停止起爆工作并进行处理。

　　（5）在露天矿爆破作业过程中，应经常检查各放炮地点的安全情况，并采取措施保证爆破后各放炮点的安全，若发现放炮地点有岩石掉落或掉石时，应立即停止作业并通知有关人员进行处理。

　　3结语

　　综上所述，露天开采过程中，矿岩台阶的形成是一个复杂的系统工程，需要考虑到地下开采与露天开采之间的相互影响，并按照现场实际情况对爆破参数进行相应调整，使爆破过程达到最优。