本發(fā)明涉及采礦爆破，具體為一種通過精細(xì)爆破降低爆堆粒度的方法。

背景技術(shù)：

1、在礦山開采作業(yè)中，爆堆粒度是指爆破作業(yè)后礦石或巖石的粒度分布情況。爆堆粒度的控制在采礦工程中具有重要意義，它直接影響到礦石的裝載、運(yùn)輸、破碎以及篩分等后續(xù)處理環(huán)節(jié)的效率和成本。合理控制爆堆粒度，不僅能夠提高礦產(chǎn)資源的利用效率，減少資源浪費(fèi)，還能夠降低后續(xù)處理環(huán)節(jié)的能耗和作業(yè)成本，從而實(shí)現(xiàn)礦山作業(yè)的高效經(jīng)濟(jì)開發(fā)。然而，爆堆粒度的控制在實(shí)踐中存在諸多難題，是采礦工程中的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)之一。

2、大塊巖石的產(chǎn)生對(duì)后續(xù)處理的影響：

3、爆破作業(yè)中，如果爆堆粒度控制不當(dāng)，往往會(huì)產(chǎn)生大量的大塊巖石。這些大塊巖石難以直接進(jìn)入后續(xù)的破碎、篩分系統(tǒng)，需經(jīng)過二次破碎甚至多次破碎，不僅增加了機(jī)械磨損和能源消耗，還顯著降低了礦山的整體生產(chǎn)效率。此外，大塊巖石在裝載和運(yùn)輸環(huán)節(jié)也會(huì)造成設(shè)備效率降低，加重運(yùn)輸成本。因此，合理控制爆堆粒度、減少大塊巖石的生成是礦山開采中亟需解決的問題。

4、能量分布不均導(dǎo)致破碎效果不理想：

5、傳統(tǒng)爆破方法中，裝藥方式和布孔設(shè)計(jì)的不足導(dǎo)致炸藥能量在巖體中的分布不均勻，爆破波在巖體中的傳播路徑難以有效控制。這種能量分布的不均勻性常常會(huì)引發(fā)局部巖石的過度破碎或破碎不足的情況。特別是在硬質(zhì)和難爆礦體中，能量分布不均影響破碎質(zhì)量，產(chǎn)生大量尺寸不符合要求的巖石。缺乏對(duì)能量的精準(zhǔn)控制直接導(dǎo)致爆破效果不理想，不僅影響資源利用效率，還造成炸藥和能源的浪費(fèi)。

6、延時(shí)控制不足及爆破波干擾問題：

7、在爆破作業(yè)中，延時(shí)控制是影響爆破波傳播路徑和能量疊加效果的重要因素。傳統(tǒng)方法中延時(shí)控制往往難以滿足復(fù)雜礦體的破碎需求，導(dǎo)致爆破波在孔間、排間相互干擾，削弱了能量的作用效果，使破碎不均勻。同時(shí)，由于延時(shí)控制不足，爆破波在礦體內(nèi)的傳播易出現(xiàn)過早衰減或過度集中，影響到能量的合理分布。復(fù)雜巖層條件下缺乏精確的延時(shí)控制，使得爆破效果不穩(wěn)定，難以滿足礦石破碎的理想粒度分布要求。

8、爆破作業(yè)的安全性和環(huán)保要求：

9、隨著現(xiàn)代礦山開采技術(shù)的發(fā)展，對(duì)爆破作業(yè)的安全性和環(huán)保性提出了更高要求。傳統(tǒng)的手動(dòng)起爆操作具有較高的安全風(fēng)險(xiǎn)，操作人員需在高危區(qū)域工作，存在隱患。同時(shí)，缺乏精確能量控制的傳統(tǒng)爆破方式易對(duì)周邊環(huán)境造成震動(dòng)沖擊、粉塵擴(kuò)散等影響，增加了對(duì)環(huán)境的不利影響。當(dāng)前的礦山開采領(lǐng)域迫切需要一種能夠兼顧爆破效果、安全性和環(huán)保性的精細(xì)化爆破方案。

10、因此，本發(fā)明提出一種通過精細(xì)爆破降低爆堆粒度的方法，來解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種通過精細(xì)爆破降低爆堆粒度的方法，該方法通過精細(xì)控制炸藥單耗、布孔方式、延時(shí)參數(shù)及藥包位置設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了爆破能量在礦體內(nèi)的均勻分布和有效控制，顯著減少了大塊巖石的生成，提升了礦山的開采效率和資源利用率。本發(fā)明在保證高效破碎的同時(shí)，增強(qiáng)了爆破作業(yè)的安全性和環(huán)保性，符合現(xiàn)代礦山開采可持續(xù)發(fā)展的要求。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種通過精細(xì)爆破降低爆堆粒度的方法，包括以下步驟：

3、步驟一、增加炸藥單耗并采用連續(xù)裝藥，以適應(yīng)難爆區(qū)域的巖石硬度特性；

4、步驟二、采用等邊三角形布孔方式，調(diào)整孔間距和密集系數(shù)；

5、步驟三、設(shè)置孔間延時(shí)和排間延時(shí)，以控制爆破波的傳播路徑；

6、步驟四、調(diào)整起爆藥包的位置，實(shí)現(xiàn)雙層起爆，使爆破能量沿孔深方向均勻分布；

7、步驟五、步驟一到步驟四整改完畢后開始起爆。

8、優(yōu)選的，所述增加炸藥單耗包括在難爆區(qū)域?qū)⒄ㄋ巻魏膓控制在0.3-0.5kg/m3，所述炸藥單耗q的計(jì)算公式為：

9、

10、其中，w表示所用炸藥總量，單位為kg；v表示巖石體積，單位為m3。

11、優(yōu)選的，所述連續(xù)裝藥包括在爆破孔內(nèi)均勻填充炸藥，采用密封裝藥管控制裝藥密度在850-900kg/m3，且在孔底預(yù)留空隙區(qū)域，所述空隙區(qū)域高度為1.5倍孔徑，以減少炸藥反沖對(duì)孔底的影響。

12、優(yōu)選的，所述布孔方式采用等邊三角形布孔，所述孔間距l(xiāng)通過以下公式計(jì)算：

13、

14、其中，s表示布孔基準(zhǔn)間距，取值范圍為1-2米。

15、優(yōu)選的，所述布孔方式的密集系數(shù)η的計(jì)算公式為：

16、

17、其中，d表示排距，排距范圍為0.8-1.5米；所述密集系數(shù)η設(shè)定為1.15。

18、優(yōu)選的，所述孔間和排間延時(shí)的設(shè)置包括以下步驟：

19、孔間延時(shí)設(shè)定為15毫秒，排間延時(shí)設(shè)定為40毫秒；

20、所述延時(shí)時(shí)間δt通過以下公式計(jì)算：

21、

22、其中，w表示炸藥單孔裝藥量；vp表示爆破波速度；k1為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，取值范圍為1.0-1.5；w表示爆破所需能量；cp表示巖石的比熱容；s表示孔間距；v表示爆破區(qū)域體積。

23、優(yōu)選的，所述孔間和排間延時(shí)的設(shè)置包括分區(qū)延時(shí)設(shè)計(jì)，將爆破區(qū)域劃分為若干區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊的延時(shí)設(shè)定為15毫秒，相鄰區(qū)塊之間的延時(shí)設(shè)定為50毫秒，以實(shí)現(xiàn)不同區(qū)塊內(nèi)的能量均勻傳播。

24、優(yōu)選的，所述起爆藥包的位置包括：

25、第一藥包放置在孔底，距孔底的距離為1.5倍孔徑，用于優(yōu)先破碎底部巖石；

26、第二藥包放置在孔深的1/3位置，以在不同深度分層釋放爆破能量。

27、優(yōu)選的，所述第一藥包的起爆時(shí)間為t0，第二藥包的起爆時(shí)間通過以下公式計(jì)算：

28、ttop＝t0+δttop

29、其中，δttop為延時(shí)時(shí)間，延時(shí)范圍設(shè)定為10-20毫秒，使得雙層起爆過程中爆破能量沿孔深方向均勻分布；t0為底部藥包的起爆時(shí)間。

30、優(yōu)選的，在爆破作業(yè)完成后對(duì)爆堆進(jìn)行粒度檢測(cè)，所述粒度檢測(cè)采用篩分法計(jì)算爆堆的平均粒徑davg，其計(jì)算公式如下：

31、

32、其中，di表示各級(jí)粒徑；ni表示對(duì)應(yīng)粒徑的樣本數(shù)量；n表示總樣品數(shù)量；所述平均粒徑davg控制在165毫米以內(nèi)。

33、本發(fā)明提供了一種通過精細(xì)爆破降低爆堆粒度的方法。具備以下有益效果：

34、1、本發(fā)明通過精準(zhǔn)增加炸藥單耗，采用連續(xù)裝藥和優(yōu)化的布孔方式，使得炸藥能量能夠更均勻地作用在巖體內(nèi)部。等邊三角形布孔和合理的密集系數(shù)確保了爆破波在巖體中的均勻傳播，有效避免傳統(tǒng)爆破中大塊巖石的生成。這種均勻的破碎效果不僅降低了后續(xù)的二次破碎需求，簡(jiǎn)化了裝載和運(yùn)輸環(huán)節(jié)，更進(jìn)一步提高了爆破的整體效率，減少了爆破過程中的資源浪費(fèi)，為礦山生產(chǎn)流程帶來了顯著優(yōu)化。

35、2、本發(fā)明通過設(shè)定孔間延時(shí)和排間延時(shí)，并配置雙層藥包的起爆位置和順序，本發(fā)明大幅提升了炸藥能量的利用效率。底部和中上部的雙層藥包起爆設(shè)計(jì)，使能量得以自下而上逐層釋放，實(shí)現(xiàn)了全孔深的有效破碎。精細(xì)化的延時(shí)控制避免了爆破波過度集中或干擾，使爆破波在礦體中穩(wěn)定傳播。這種優(yōu)化的爆破設(shè)計(jì)在滿足不同深度、不同硬度礦體的破碎需求的同時(shí)，進(jìn)一步強(qiáng)化了能量的精準(zhǔn)控制，特別適用于硬質(zhì)或復(fù)雜巖層的均勻破碎，增強(qiáng)了礦山開采的整體效果。

36、3、本發(fā)明顯著降低了爆堆粒度，使巖石的破碎更為均勻，為后續(xù)礦石加工、篩選、裝載和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)提供了便利。較小的巖石顆粒大大降低了后續(xù)破碎設(shè)備的負(fù)荷，不僅減少了機(jī)械磨損，還縮短了加工時(shí)間，從而顯著降低了成本。通過精細(xì)控制炸藥單耗、布孔密度和藥包延時(shí)，本發(fā)明減少了炸藥的無效消耗，節(jié)省了資源，優(yōu)化了礦山整體作業(yè)的經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)效率，為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來了直接提升。

37、4、本發(fā)明通過遠(yuǎn)程起爆控制系統(tǒng)，確保爆破作業(yè)精確執(zhí)行，避免了操作人員在高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的直接參與，極大提高了安全性。同時(shí)，通過對(duì)炸藥消耗量的精確控制和能量利用率的提升，減少了對(duì)周邊環(huán)境的震動(dòng)和沖擊，降低了能源消耗和環(huán)境污染。該技術(shù)不僅符合綠色礦山的環(huán)保要求，還推動(dòng)了礦山開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為社會(huì)和環(huán)境帶來積極影響，是一項(xiàng)兼具安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的創(chuàng)新性爆破方案。