摘要:通过对逐孔起爆机理的分析，利用澳瑞凯高精度雷管作为平台进行逐孔起爆实践，在直线掏槽的掘进工程中，可以提高进尺、减少装药量、控制巷道周边，从而降低掘进综合成本。

主题词：逐孔起爆，高精度长延时雷管，澳瑞凯，直线掏槽，综合成本

0引言

在掘进爆破中，掏槽眼的作用是将工作面上某部分岩石破碎下来，使工作面形成第二个自由面，为其它炮眼的爆破创造有利条件。掏槽的好坏对提高破岩效率、循环进尺都起着决定性的作用。目前国内大多数地下矿山进行巷道掘进时，都采用的是直眼掏槽，而直眼掏槽又分为直线掏槽，螺旋掏槽以及角柱式掏槽。其中直线掏槽及螺旋掏槽使用较少，角柱式掏槽以其灵活多变，施工简单而获得大范围的使用。

直眼掏槽逐孔起爆技术是基于角柱式掏槽及非电高精度、高强度雷管结合形成的一种掏槽技术，本文通过在湖南柿竹园多金属矿、宝山铅锌矿及瑶岗仙钨矿等多家矿山试验证明，此技术能够有效提高爆破进尺、降低爆破块度、提高爆破安全性。

1逐孔起爆机理

逐孔起爆的机理是在爆破过程中，借助于高精度雷管的准确延时，通过合理的时间组合，使炮孔由起爆点按顺序依次起爆，每个炮孔的起爆都是相对独立的，前一个炮孔为后一个炮孔创造了一个自由面，当相邻炮孔的延期间隔选取合理时，相邻炮孔间的矿岩在移动过程中发生相互碰撞挤压，使岩石的进一步破碎，从而保证了较好的爆破进尺和爆破块度。

从爆破机理出发，逐孔起爆有以下几个优点：

(1)先爆炮孔为后爆炮孔多创造自由面。自由面的增加能够大幅度提高炸药的能力利用率。在相同的条件下，连续适当的延期时间和由此增加的动态自由面，可以改善爆破效果。

(2)爆炸应力波沿自由面充分反射，加强岩石破碎。由于存在多个自由面，单孔装药爆炸后产生的应力波传至新自由面后将发生反射，应力波同时抵达药卷位置，反向拉伸波在传播过程中首先与新自由面接触，然后依次向着药卷位置在单孔爆破区内各点处发生叠加，拉应力强度大大提高，降低了岩石破碎时弹性变形能的损失，实际增加了岩石破碎需要的能力在总能量中的比例，从而降低了炸药单耗，改善岩石破碎效果。

(3)相邻炮孔相互碰撞、挤压，增强岩石二次破碎。

(4)控制和减少爆破地震波的危害。

2直眼掏槽逐孔起爆技术的起爆顺序

起爆顺序需要结合工作面的岩石地质条件来进行选定，我们主要试验了对角起爆及螺旋起爆两种起爆方式。

对角起爆，如图1所示，1-5号孔依次起爆，2-3对角及4-5对角可根据工作面岩石节理裂隙进行调整，在工作面有纵向节理裂隙时，顺序为1-4-5-2-3；而工作面有横向节理裂隙时，顺序为1-2（3）-3（2）-4-5。

图1图2

对角起爆在创造新自由面上效果不是非常明显，而且它容易受到岩石地质因素的影响。

螺旋起爆即图中2中1#孔先起爆，2-5#孔按照顺时针或逆时针顺序起爆。

螺旋起爆爆破效果稳定，前一孔爆破能够为后孔增加新的自由面，有效的提高了掏槽效果，而且岩石地质因素对其影响较小。

3直眼掏槽逐孔起爆技术的起爆器材选取

3.1起爆器材延期间隔时间选取

延期间隔时间是逐孔起爆技术的非常重要的参数，它直接影响到爆破作用效应的效果。合理选取间隔时间是逐孔起爆技术的关键。确定延期时间间隔主要应考虑岩石性质、孔网参数、岩体破碎和移动因素。间隔时间过长相当于单孔爆破漏斗发挥作用,甚至破坏爆破网络;间隔时间过短,前一个炮孔尚未为下一个炮孔形成自由面,起不到逐孔爆破的作用。目前状况下，间隔时间的理论公式多为露天及中深孔经验公式，在巷道掘进上，还没有形成经验公式。

在掘进中，当掏槽眼起爆后，掏槽眼周围的岩石需要足够的时间被抛出。如果掏槽中心眼用第1段雷管起爆，其他掏槽眼用第2段雷管起爆，则用于抛出掏槽眼周围岩石的时间小于13ms。大量的爆破实践证明，小于13ms用于抛出掏槽眼周围岩石不能取得良好的爆破效果。相反，先起爆掏槽眼，隔几十毫秒钟或更长时间起爆其它炮眼能取得较好的爆破效果。

影响抛出掏槽眼周围岩石时间的主要因素之一是炮眼深度。炮眼越深，抛出掏槽眼周围岩石所需时间越长。

表1　孔深与间隔时间的关系

孔深/m

掏槽-辅助/ms

辅助-崩落/ms

崩落-周边/ms

1.5

75

60

2.0

80

2.5

3.2起爆器材延期间隔时间精度的要求

一般都认为，爆破方法的创新，爆破能量的有效利用，爆破效果的提高，爆破机理的纵深发展，工程爆破的成败，无不依赖爆破材料的质量。

从上面逐孔起爆技术的机理我们可以得知，逐孔起爆最重要的是炮孔按顺序依次起爆。如果选择的起爆器材精度不能保证，在爆破过程中发生跳段起爆，使逐孔起爆的起爆顺序混乱，极有可能发生掏槽欠佳或者掏槽失败，影响整个工作面的爆破效果，达不到爆破的目的。

因此，逐孔起爆必须选取高精度的起爆器材，使实际起爆顺序按照设计顺序进行。

3.3起爆器材的选取

目前，一般的普通非电导爆管雷管由于受产品材料及生产工艺的影响，延期时间上下限范围较大，引用云南某厂生产的非电毫秒导爆管雷管，见表2。

这样，虽然在设计中可按段别依次顺序起爆，但在实际的起爆过程中，工作面先后起爆的顺序极有可能出现跳段爆破，这将完全破坏逐孔起爆的起爆顺序，影响掏槽部位的爆破效果甚至造成拒爆的产生。

而高精度的澳瑞凯雷管，低段位的上下限最大误差在几毫秒内，高段位的上下限最大误差也控制在几十毫秒内，如毫秒的标准方差SD=65.5，即毫秒雷管延期时间在+65.5——-65.5毫秒之间。其精度保障可使雷管按顺序起爆，避免跳段起爆现象的发生。

表2毫秒导爆管雷管段别及延期时间(云南某厂)(单位：ms)

段别

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

标准延期

0

25

50

75

上限

12.5

37.5

62.5

92.5

下限

0

12.5

37.5

62.5

92.5

段别

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

标准延期

1

0

上限

1

0

1

2

下限

1

0

1

根据起爆器材的延期时间及精度要求，我们选择澳瑞凯高精度LP系列雷管。

表3南岭澳瑞凯LP雷管段别及延期时间

段别

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

时间(ms)

25

1

0

1

2

2

3

3

5

4试验结果

我们在三个矿山的试验，是在同一巷道内岩石条件相等，不改变炸药及孔网参数，分别使用普通雷管普通起爆技术与澳瑞凯高精度雷管逐孔起爆技术的爆破效果来进行对比。

4.1进尺率

表4进尺率比较

地点

柿竹园

宝山

瑶岗仙

普通

逐孔

普通

逐孔

普通

逐孔

1

73.91%

95.65%

91.44%

.00%

89.23%

87.18%

2

91.30%

86.96%

87.95%

95.52%

85.20%

93.91%

3

82.61%

82.61%

93.12%

97.75%

79.70%

84.21%

4

95.65%

93.48%

92.44%

90.87%

86.80%

99.50%

5

91.30%

93.48%

96.40%

99.10%

72.68%

%

6

91.30%

93.48%

93.24%

93.33%

96.46%

91.28%

7

91.30%

86.96%

91.37%

8

86.96%

91.30%

75.68%

9

91.30%

84.44%

10

91.30%

89.29%

11

86.96%

12

91.30%

13

86.96%

14

92.61%

15

96.52%

平均

88.04%

90.74%

92.42%

96.1%

85.03%

89.69%

通过试验，使用澳瑞凯高精度雷管的掏槽逐孔起爆技术比普通雷管普通掏槽起爆进尺率分别增加2.7%、3.68%、4.66%，爆破进尺率达到90%或以上，有效提高了爆破效果。

4.2大块率

试验前，每次爆破后都会有大块存在，试验后，大块基本消失，而且爆堆块度比较均匀，集中分布在mm-mm之间，有利于铲装出渣。

4.3火工单耗

火工单耗是爆破经济指标中重要的内容。通过试验，火工材料单耗有所降低。

表4火工材料单耗表

火工材料

柿竹园

宝山

瑶岗仙

普通

逐孔

普通

逐孔

普通

逐孔

雷管(发/m3)

1.55

1.43

1.82

1.79

3.28

3.02

炸药（kg/m3）

2.5

2.4

2.93

2.8

4.27

4.09

5总结

通过实验，我们发现结合高精度雷管的掏槽逐孔起爆技术对比普通起爆技术有明显的优势，具有爆破效果好、爆破安全性高、爆破块度利于铲装并能降低火工材料单耗等特点。如能进一步的推广和使用该技术，将获得显著的经济效益。

目前国内适合此项技术的产品仅有澳瑞凯的高精度LP雷管，但也只能做到在掏槽部位逐孔起爆，尚不能满足全断面逐孔爆破的要求，至于如何选取更加合理的延期间隔时间及雷管段别，使得逐孔起爆技术获得更好的爆破效果，这需要我们更深入的研究和试验。

论文参考目录

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2、张志呈，熊文，吝曼卿.浅谈逐孔起爆技术时间间隔的选取《爆破》第28卷第2期46-48.

3、施建俊，汪旭光，魏华，高克林逐孔起爆技术及其应用《黄金》6年第4期25-28

4、李志辉，龚杰逐孔起爆技术的研究及现场应用《金属矿石》9年11月增刊-

5、OricaSEB