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摘要：爆破工作技术是采石工程中的一项重要内容，爆破技术的改进有利于提高矿石和岩石的开采效率。本文分析了高强度露天采石作业的相关安全问题，并对等离子体爆破技术、激光和光纤起爆系统、低引燃性炸药、定向爆破炸药、电子雷管以及凿岩一劈裂技术分别作了概括性介绍。这些爆破技术在我国的高强度采石爆破工程中有一定的推广应用价值。
关键词：工程爆破技术；高强度；露天采石场
中图分类号：O643.2+23文献标识码： A 文章编号：
采石业作为我国基础产业之一，对我国落实基础建设无疑有积极的促进作用。但是我国高强度露天采石场的开采工作大多掌握在乡镇、村办企业、甚至個体户手中，它们数量众多、分布区域广，且设备基础极差，采石工程中的爆破工作更是专业非常强、危险性极高，一旦发生爆破事故，不但危及作业人员的生命安全，同时也对企业和社会的利益产生了不可估量的损失。笔者统计有关数据发现，我国现有的非煤矿山有10万个，其中高强度露天采石场的数量占60%以上，这当中由于爆破施工酿发的事故占总体采石事故的41.3%，这给当前我国社会带来了许许多多的负面影响。可见，针对当前环境下的高强度露天采石场爆破爆破工程技术进行相关研究是势在必行的。
1.露天采石场爆破作业中的存在问题
作为采石场的生产流程，无论是边坡维护、采剥作业，还是凿岩爆破、矿石运输，所有的工作内容的核心就是爆破作业，虽然简单来说，爆破作业主要有打眼、装药、堵塞、连线、起爆五个工序。针对高强度露天采石场爆破作业而言，安全控制工作较为复杂，因为采石爆破工程技术不但涉及到作业人员和工程企业的安全问题，还涉及到爆炸物的贮藏、使用等一系列技术安全问题。
受爆破技术、设备机械、作业管理和资源投入等因素的影响，高强度露天采石场安全防治措施和事故预警非常落后，这导致爆破工作环境越来越差，爆破事故隐患和风险系数越来越多，长此以往，势必会酿发许多不必要的爆破事故。如今，在高强度露天采石爆破工程中，主要存在的问题如下：
(1)露天采石场的选址不对。现今很多的采石场选址就在村庄附近，或相邻采石场选址过密，没有考虑到爆破飞石的安全距离，这使得在进行爆破工程时很容易发生爆破飞石事故，严重威胁到周边人员的生命安全。
(2)爆破前没有严格开展爆破设计工作。由于采石场业主贪图省时省钱，或作业人员麻痹大意，如今很多爆破工程都是凭着经验进行施工，爆破前没有进行必要的爆破设计，这就使得很多露天采石场在选用爆破参数的时候，过高地评价了抵抗线值，致使爆破工程质量不佳，容易造成滚石危险。
(3)对爆破器材的管理不规范。由于缺乏严格的爆破器材管理制度，导致一些采石场的雷管与炸药没有实行分库存放，加大了爆破工程的安全隐患。
(4)技术水平低下。采石场的技术人员大都是来自农村，专业技术水平十分有限，包括那些技术要求极高的爆破人员，没有参加爆破安全技术知识培训考核的也是大有人在，采石场无证上岗的现象非常严重。
(5)爆破技术落后。为尽可能地减少凿岩量，不少采石场依旧采取扩壶爆破掏底崩落的方式进行作业，这样就难免崩落岩石尺寸过大的现象发生，在二次爆破中，万一爆破人员操作技术不合理，很容易产生大量飞石，随时都有可能酿发爆破事故。
2.高强度露天采石爆破工程技术
2.1等离子爆破技术
该项技术是将大量的电能储存在高效的蓄能电容器组内，通过起爆的遥控起动器控制触发电路，完成大电流开关装置的开启与闭合，再由同轴电缆与设置在岩石孔上可承受巨大作用力的同轴爆破电极相联接。起爆时，储存在电容器组里的大量电能，可在几微秒的短时间内，向封闭在孔底300~500mm处的电解质释放电能，如此大量的电能使得电解质转换成高温、高压的电离气体和等离子体，其间的压力高达200MPa，这些电离气体或等离子体急剧膨胀而破碎岩石。此种爆破技术在起爆瞬间所形成的高温、高压的离子气体迅速膨胀形成强大的冲击波，从而在岩体内产生应力场，导致类似于化学炸药产生的爆破效果，但没有生成有害气体，因而对采矿作业环境的改善，起到了积极的作用。在完成了实验室的实验之后，在东魁北克的Gaspe矿成功地进行了现场试验，在巨砾和岩石工作面的爆破中，都证明了此种爆破技术的可行性。根据现场试验的测定，能量的消耗大约为0.19~0.48kw•h/m3，每次爆破的用电量仅相当于家用熨斗使用5 min的用电量。目前，等离子爆破技术尚处于研究阶段。研究者们正在积极研制一种可重复使用的电极，这种电极不仅能承受宜大的爆破作用力，而且可重复使用400次。这对降低爆破成本，提高爆破作用效率都起到了重要的作用。
2.2低引燃性矿用炸药
美国矿山局一直在研究适用于矿尘爆燃多发性矿区的炸药和安全爆破方法。研究的焦点是乳化炸药和水胶炸药。他们对包括水胶炸药和乳化炸药在内的各种炸药进行了Lake Lynn平峒臼炮(LLCG)试验，以评价这些炸药对矿尘的相对引燃性，比较的对象为钱油炸药和其它炸药。再将LLCG测得的、对矿尘引燃性低的炸药产品进行现场评价。该项试验表明，乳化炸药和水胶炸药对硫化矿山的矿尘引燃性较低。在矿尘爆燃多发性的高硫矿山使用乳化炸药和水胶炸药，有效地降低了硫化矿尘的引燃性，成功地预防了爆破诱发的硫尘二次爆燃事故。该试验还表明，对高硫矿山应选用爆炸温度低、爆炸后产生的炽热微粒量少的炸药较宜。因此，在炸药的配方中应尽量减少铅粉的用量。炸药爆炸后铝粉不但能产生炽热微粒，而且还能产生氢气，氢气与空气能形成爆炸性混合物。该混合物爆燃后亦可引燃预分散在空气中的矿尘。因此，在我国的高强度露天采石中，可以借鉴上述经验，选用乳化炸药或水胶炸药代替钱油炸药，可以有效地预防因炸药爆炸而引燃矿尘的事故发生。
2.3凿岩、劈裂技术
凿岩劈裂技术是一种机械开挖技术，它需要钻凿基本的炮孔，然后将劈裂机上的劈裂杆置于孔内。当劈裂机工作时，楔形装置被拉拔成羽状，迫使其相对于孔壁朝径向移动，放射状载荷可靠地把劈裂机固定住，当推力杆向孔底推进时，即对岩石施加轴向载荷，并产生应力场引起岩石破坏，从裂隙处将岩石劈下来，完成岩石的破碎作业。美国矿山局已经研制出矿用的第四代星形轴式劈裂机，在7.62mm预先钻凿的炮孔内以大约20.7MPa的轴压工作。
劈裂机作业的无强裂振动性对周围的采矿环境影响最小，从而降低了对通风和地压控制的要求。具有体积小、重量轻、多功能的特性，能满足不同开采方法的要求。应该指出的是，该方法基于激励的DR是指管理机构根据电力系统供需状况制定相应政策，用户在系统需要或电力紧张时减少电力需求，以此获得直接补偿或其它时段的优惠电价，包括直接负荷控制、可中断负荷、需求侧竞价、紧急需求响应等。
3.结束语
综上所述，爆破技术的改进，有助于提高高强度露天采石场的开采效率和采矿生产的安全作业程度。我国采石行业的研究设计单位，应与生产企业密切合作，努力研制和开发出适合于我国高强度露天采石特点的起爆器材和爆破技术，为发展我国采石事业的开采做出积极的贡献。
参考文献：
[1] 杨洪新. 采矿工程中爆破技术的进展[J]. 黄金 Gold, 1993(05).
[2] 唐勃.关于我国煤矿爆破技术的断想与思考[J]. 煤矿爆破. 1996 (04).
[3] 徐颖.地下工程爆破技术的现状及发展[J]. 中国煤炭. 2001 (11).
[4] 孙建鼎.我国爆破工程的现状[J]. 露天采矿技术. 1989 (01).
关键词：工程爆破技术；高强度；露天采石场
中图分类号：O643.2+23文献标识码： A 文章编号：
采石业作为我国基础产业之一，对我国落实基础建设无疑有积极的促进作用。但是我国高强度露天采石场的开采工作大多掌握在乡镇、村办企业、甚至個体户手中，它们数量众多、分布区域广，且设备基础极差，采石工程中的爆破工作更是专业非常强、危险性极高，一旦发生爆破事故，不但危及作业人员的生命安全，同时也对企业和社会的利益产生了不可估量的损失。笔者统计有关数据发现，我国现有的非煤矿山有10万个，其中高强度露天采石场的数量占60%以上，这当中由于爆破施工酿发的事故占总体采石事故的41.3%，这给当前我国社会带来了许许多多的负面影响。可见，针对当前环境下的高强度露天采石场爆破爆破工程技术进行相关研究是势在必行的。
1.露天采石场爆破作业中的存在问题
作为采石场的生产流程，无论是边坡维护、采剥作业，还是凿岩爆破、矿石运输，所有的工作内容的核心就是爆破作业，虽然简单来说，爆破作业主要有打眼、装药、堵塞、连线、起爆五个工序。针对高强度露天采石场爆破作业而言，安全控制工作较为复杂，因为采石爆破工程技术不但涉及到作业人员和工程企业的安全问题，还涉及到爆炸物的贮藏、使用等一系列技术安全问题。
受爆破技术、设备机械、作业管理和资源投入等因素的影响，高强度露天采石场安全防治措施和事故预警非常落后，这导致爆破工作环境越来越差，爆破事故隐患和风险系数越来越多，长此以往，势必会酿发许多不必要的爆破事故。如今，在高强度露天采石爆破工程中，主要存在的问题如下：
(1)露天采石场的选址不对。现今很多的采石场选址就在村庄附近，或相邻采石场选址过密，没有考虑到爆破飞石的安全距离，这使得在进行爆破工程时很容易发生爆破飞石事故，严重威胁到周边人员的生命安全。
(2)爆破前没有严格开展爆破设计工作。由于采石场业主贪图省时省钱，或作业人员麻痹大意，如今很多爆破工程都是凭着经验进行施工，爆破前没有进行必要的爆破设计，这就使得很多露天采石场在选用爆破参数的时候，过高地评价了抵抗线值，致使爆破工程质量不佳，容易造成滚石危险。
(3)对爆破器材的管理不规范。由于缺乏严格的爆破器材管理制度，导致一些采石场的雷管与炸药没有实行分库存放，加大了爆破工程的安全隐患。
(4)技术水平低下。采石场的技术人员大都是来自农村，专业技术水平十分有限，包括那些技术要求极高的爆破人员，没有参加爆破安全技术知识培训考核的也是大有人在，采石场无证上岗的现象非常严重。
(5)爆破技术落后。为尽可能地减少凿岩量，不少采石场依旧采取扩壶爆破掏底崩落的方式进行作业，这样就难免崩落岩石尺寸过大的现象发生，在二次爆破中，万一爆破人员操作技术不合理，很容易产生大量飞石，随时都有可能酿发爆破事故。
2.高强度露天采石爆破工程技术
2.1等离子爆破技术
该项技术是将大量的电能储存在高效的蓄能电容器组内，通过起爆的遥控起动器控制触发电路，完成大电流开关装置的开启与闭合，再由同轴电缆与设置在岩石孔上可承受巨大作用力的同轴爆破电极相联接。起爆时，储存在电容器组里的大量电能，可在几微秒的短时间内，向封闭在孔底300~500mm处的电解质释放电能，如此大量的电能使得电解质转换成高温、高压的电离气体和等离子体，其间的压力高达200MPa，这些电离气体或等离子体急剧膨胀而破碎岩石。此种爆破技术在起爆瞬间所形成的高温、高压的离子气体迅速膨胀形成强大的冲击波，从而在岩体内产生应力场，导致类似于化学炸药产生的爆破效果，但没有生成有害气体，因而对采矿作业环境的改善，起到了积极的作用。在完成了实验室的实验之后，在东魁北克的Gaspe矿成功地进行了现场试验，在巨砾和岩石工作面的爆破中，都证明了此种爆破技术的可行性。根据现场试验的测定，能量的消耗大约为0.19~0.48kw•h/m3，每次爆破的用电量仅相当于家用熨斗使用5 min的用电量。目前，等离子爆破技术尚处于研究阶段。研究者们正在积极研制一种可重复使用的电极，这种电极不仅能承受宜大的爆破作用力，而且可重复使用400次。这对降低爆破成本，提高爆破作用效率都起到了重要的作用。
2.2低引燃性矿用炸药
美国矿山局一直在研究适用于矿尘爆燃多发性矿区的炸药和安全爆破方法。研究的焦点是乳化炸药和水胶炸药。他们对包括水胶炸药和乳化炸药在内的各种炸药进行了Lake Lynn平峒臼炮(LLCG)试验，以评价这些炸药对矿尘的相对引燃性，比较的对象为钱油炸药和其它炸药。再将LLCG测得的、对矿尘引燃性低的炸药产品进行现场评价。该项试验表明，乳化炸药和水胶炸药对硫化矿山的矿尘引燃性较低。在矿尘爆燃多发性的高硫矿山使用乳化炸药和水胶炸药，有效地降低了硫化矿尘的引燃性，成功地预防了爆破诱发的硫尘二次爆燃事故。该试验还表明，对高硫矿山应选用爆炸温度低、爆炸后产生的炽热微粒量少的炸药较宜。因此，在炸药的配方中应尽量减少铅粉的用量。炸药爆炸后铝粉不但能产生炽热微粒，而且还能产生氢气，氢气与空气能形成爆炸性混合物。该混合物爆燃后亦可引燃预分散在空气中的矿尘。因此，在我国的高强度露天采石中，可以借鉴上述经验，选用乳化炸药或水胶炸药代替钱油炸药，可以有效地预防因炸药爆炸而引燃矿尘的事故发生。
2.3凿岩、劈裂技术
凿岩劈裂技术是一种机械开挖技术，它需要钻凿基本的炮孔，然后将劈裂机上的劈裂杆置于孔内。当劈裂机工作时，楔形装置被拉拔成羽状，迫使其相对于孔壁朝径向移动，放射状载荷可靠地把劈裂机固定住，当推力杆向孔底推进时，即对岩石施加轴向载荷，并产生应力场引起岩石破坏，从裂隙处将岩石劈下来，完成岩石的破碎作业。美国矿山局已经研制出矿用的第四代星形轴式劈裂机，在7.62mm预先钻凿的炮孔内以大约20.7MPa的轴压工作。
劈裂机作业的无强裂振动性对周围的采矿环境影响最小，从而降低了对通风和地压控制的要求。具有体积小、重量轻、多功能的特性，能满足不同开采方法的要求。应该指出的是，该方法基于激励的DR是指管理机构根据电力系统供需状况制定相应政策，用户在系统需要或电力紧张时减少电力需求，以此获得直接补偿或其它时段的优惠电价，包括直接负荷控制、可中断负荷、需求侧竞价、紧急需求响应等。
3.结束语
综上所述，爆破技术的改进，有助于提高高强度露天采石场的开采效率和采矿生产的安全作业程度。我国采石行业的研究设计单位，应与生产企业密切合作，努力研制和开发出适合于我国高强度露天采石特点的起爆器材和爆破技术，为发展我国采石事业的开采做出积极的贡献。
参考文献：
[1] 杨洪新. 采矿工程中爆破技术的进展[J]. 黄金 Gold, 1993(05).
[2] 唐勃.关于我国煤矿爆破技术的断想与思考[J]. 煤矿爆破. 1996 (04).
[3] 徐颖.地下工程爆破技术的现状及发展[J]. 中国煤炭. 2001 (11).
[4] 孙建鼎.我国爆破工程的现状[J]. 露天采矿技术. 1989 (01).