露天矿山爆破作业效率提升与成本控制研究

摘要：本文聚焦露天矿山爆破作业，深入探讨如何提升作业效率以及实现成本控制。通过对爆破施工技术的分析，结合实际案例，阐述了合理选择爆破方法、优化爆破参数等措施对提高效率和降低成本的重要性。研究表明，综合运用先进的爆破技术和科学的管理手段，能够在保障安全生产的前提下，显著提升露天矿山爆破作业的经济效益。​

关键词：露天矿山；爆破作业；效率提升；成本控制；爆破施工技术​

一、引言​

露天矿山开采中，爆破作业是关键环节。它直接影响着矿山的生产进度、矿石质量以及开采成本。随着矿业市场竞争的日益激烈，如何在保证安全的基础上，提升爆破作业效率并有效控制成本，成为矿山企业亟待解决的重要问题。爆破施工技术作为爆破作业的核心，其合理应用对于实现上述目标起着决定性作用。​

二、爆破施工技术概述​

（一）爆破方法概述

浅孔爆破适用于小型矿山或复杂地形，炮孔直径小于50mm，深度小于5m，操作简单，但生产效率较低。深孔爆破炮孔直径大于50mm，深度超过5m，适用于大规模露天矿山开采，能实现大规模矿石破碎，提高铲装效率。硐室爆破适用于大型矿山工程，特点是一次爆破规模大，但对地质条件要求高，施工复杂，震动和飞石危害大。

（二）爆破参数设计

炮孔参数包括直径、深度、间距和排距，影响爆破效果和成本。炮孔直径决定装药量，影响破碎程度和能量效率。炮孔深度应根据开采台阶高度和超深要求确定。炮孔间距和排距需考虑岩石破碎特性，避免过度破碎。炸药种类和用量也是关键，需根据岩石硬度和韧性选择，计算时考虑岩石体积、密度、炸药爆力及爆破要求，以减少炸药浪费。

三、提升爆破作业效率的策略​

（一）优化爆破施工流程​

在爆破作业前，准确的测量工作至关重要。通过先进的测量设备，如全站仪、GPS 等，精确确定开采区域的地形地貌以及炮孔的位置。测量数据的准确性直接影响炮孔的布置质量。合理的炮孔布置能够使炸药能量均匀分布，提高爆破效率。在布孔过程中，要严格按照设计要求进行操作，确保炮孔的间距、排距以及深度符合设计标准。例如，在某露天铜矿的爆破作业中，采用高精度的测量设备和专业的测量团队，使得炮孔布置误差控制在极小范围内，爆破后矿石的块度均匀，铲装效率大幅提高。​

机械化装药设备提升装药速度和准确性，减少误差和安全风险。合理控制装药速度，确保炸药分布均匀。选择优质堵塞材料如黏土、砂，防止能量泄漏，提高利用率。堵塞时需确保密实，无空隙。

合理设计起爆顺序可充分利用爆炸能量，控制爆破方向和破碎效果。不同起爆顺序适应不同地质条件和开采要求。科学选择起爆顺序，优化爆破作业效率和质量。

（二）应用先进的爆破技术​

毫秒延期爆破技术是通过使用毫秒延期雷管，使各炮孔中的炸药按照预先设计的时间间隔依次起爆。这种技术能够使先后起爆的炸药爆炸产生的应力波相互叠加，增强岩石的破碎效果，同时减少爆破震动危害。相邻炮孔的起爆时间间隔一般在几毫秒到几十毫秒之间，通过合理调整延期时间，可以实现最佳的爆破效果。在某大型露天石灰石矿的应用中，采用毫秒延期爆破技术后，矿石的大块率显著降低，爆破效率提高了 30% 以上，同时有效控制了爆破对周边环境的影响。

预裂爆破技术主要用于控制爆破边界，减少爆破对保留岩体的破坏。在主爆区爆破之前，先沿设计的开挖边界钻一排密集的炮孔，并采用不耦合装药方式进行爆破，形成一条具有一定宽度和深度的预裂缝。这条预裂缝能够起到隔离和缓冲作用，在主爆区爆破时，阻挡爆炸应力波向保留岩体传播，从而保护保留岩体的完整性。预裂爆破技术在露天矿山的边坡开采中应用广泛，能够有效保证边坡的稳定性，减少后期的边坡维护成本。​

光面爆破技术与预裂爆破技术类似，也是用于控制爆破轮廓。它是在主爆区爆破之后，对开挖边界的炮孔进行爆破，使爆破后的岩石表面光滑平整，减少超挖和欠挖现象。光面爆破技术通过合理控制炮孔间距、装药量以及起爆顺序等参数，使炸药爆炸产生的能量均匀作用于岩石，形成平整的爆破面。在露天矿山的巷道掘进和边坡修整等作业中，光面爆破技术能够提高工程质量，降低后续的处理成本。​

四、控制爆破作业成本的措施​

（一）合理选择爆破材料​

炸药成本在爆破作业成本中占比较大，因此合理选择炸药至关重要。除了考虑炸药的爆炸性能与岩石特性的匹配度外，还要综合考虑炸药的价格。在满足爆破效果的前提下，优先选择性价比高的炸药品种。例如，对于一些硬度较低、对爆破块度要求不高的岩石，可以选用价格相对较低的铵油炸药；而对于硬度较高、对爆破质量要求严格的岩石，则可选用性能更好但价格也相对较高的乳化炸药。同时，要与炸药供应商建立长期稳定的合作关系，争取更优惠的采购价格。​

除了炸药，爆破器材如雷管、导爆索等的选择也会影响成本。在保证爆破安全和效果的前提下，选用质量可靠、价格合理的爆破器材。例如，在一些对起爆精度要求不高的场合，可以选用普通的电雷管；而在需要精确控制起爆时间的复杂爆破作业中，则应选用高精度的电子雷管。此外，要加强对爆破器材的管理，避免浪费和丢失，降低采购成本。​

（二）降低爆破后处理成本​

爆破块度的大小直接影响后续的铲装、运输和破碎成本。如果爆破后产生的大块矿石过多，不仅会增加铲装设备的工作难度和时间，还可能导致运输车辆的损坏，同时在破碎过程中也会消耗更多的能源和设备磨损成本。通过优化爆破参数，采用合适的爆破方法和技术，如毫秒延期爆破、合理的炮孔布置等，能够有效控制爆破块度，使矿石块度符合后续作业的要求，降低整体成本。例如，在某露天金矿的开采中，通过对爆破参数的优化，将矿石的大块率从原来的 15% 降低到了 5% 以下，显著提高了铲装和破碎效率，降低了成本。​

爆破作业可能产生的危害，如飞石、震动、粉尘等，不仅会对人员和设备安全造成威胁，还可能导致周边环境的破坏，从而增加处理成本。采用科学的爆破技术，如预裂爆破、光面爆破等，可以有效减少爆破震动和飞石危害。同时，通过合理选择爆破时间、采取降尘措施等，降低粉尘对环境的污染。例如，在某露天矿山附近有居民区的情况下，采用预裂爆破技术，将爆破震动控制在安全范围内，避免了因震动对居民房屋造成损坏而产生的赔偿成本，同时通过洒水降尘等措施，减少了对周边环境的污染，降低了环保处理成本。​

五、结论​

露天矿山爆破作业效率的提升和成本控制是一个系统工程，涉及爆破施工技术的合理应用、爆破流程的优化以及爆破材料的科学选择等多个方面。通过采用先进的爆破方法和技术，如毫秒延期爆破、预裂爆破、光面爆破等，优化爆破参数，合理选择爆破材料，加强爆破作业管理，能够在保障安全生产的前提下，有效提高爆破作业效率，降低爆破成本，提升矿山企业的经济效益和市场竞争力。在实际应用中，各矿山企业应根据自身的地质条件、开采规模和技术水平等因素，制定适合本企业的爆破作业方案，不断探索和创新，实现露天矿山爆破作业的可持续发展。

参考文献

[1]孙凯.智慧露天矿山规划发展分析[J].工矿自动化，2023，49（S2）：40-42+46.

[2]康斌，陈李捷.露天石灰石矿山采矿服务综合成本的探索[J].建材世界，2023，44（01）：126-128+136.

[3]冯光华，刘佶林，杨超，等.铜街—曼家寨露天采场铲运设备生产效率提升研究与实践[J].世界有色金属，2020，（09）：40-41.