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管理及其他M anagement and other某露天铁矿山爆破抑尘技术的研究与应用王建胜1，李海洋1，张军强2，刘小伟1，曾玉莹3摘要：为降低露天采场爆破作业过程中的粉尘浓度，实施了爆破水雾法抑尘技术，通过深入剖析露天矿爆破过程中粉尘产生机理，有针对性地完善爆破抑尘方案，在多次调整爆破水雾抑尘车摆放位置、水雾喷射角度以及多台水雾抑尘车联合作业基础上，有效地降低了采场爆破产生的粉尘浓度。
根据监测数据统计，清渣爆区抑尘率提高至55%，压渣爆区抑尘率提高至70%，在特殊情况下，个别爆区抑尘率可提升至80%~90%。
该技术可在类似矿山推广应用。
关键词：露天铁矿山；爆破；粉尘机理；水雾抑尘金属非金属露天矿山爆破属于空间开敞式爆破工程，在作业过程中其自由空间较大，使得在粉尘扩散方面，其空间也很大，对周围环境以及空气质量容易造成严重影响。
伴随着露天采矿场实施爆破作业，爆破扬尘腾空而起，爆破粉尘在局部区域集中释放，具有强度大、范围大、并快速弥漫于空气中的特点；此外除爆破作业自身产生的爆破扬尘外，爆破振动及冲击波等有害效应也会引起爆破对象周围地表粉尘的二次卷扬，进一步增加了爆破作业局部区域空气中粉尘浓度。
有研究显示，爆破现场粉尘浓度可达1500~2000mg/m3以上，已严重超标，作为重大污染源，由于粉尘浓度大，颗粒小，且质量轻，在空气中滞留时间长，已成为目前我国绿色矿山建设中重要推进方向。
随着社会环境保护意识的提高，“绿水青山就是金山银山”理念的深入人心，该露天矿山在发展过程中，始终践行“资源开发规划与生态环境保护同步、矿山开采利用与生态修复治理同步” 生态环保观，紧紧围绕转变资源利用方式和矿山开发方式，高起点谋划、高品质打造、高效率推进，积极探索，旨在创出一条矿山企业科学绿色循环发展之路，因此爆破扬尘对绿色矿山建设的影响愈加明显，有效解决爆破扬尘问题正在变得愈发迫切。
1 研究现状多年的发展实践使矿山企业家深深认识到，露天矿山生产爆破所产生的粉尘对环境的污染是显而易见的，必须坚决摒弃以往的粗放型发展模式，提升保护生态环境意识，加强绿色矿山建设。
露天钒钛磁铁矿山混装炸药爆破根底成因及其预防措施探讨摘要：本文以混装乳化炸药作业模式下的某露天钒钛磁铁矿山为例，着重分析了影响爆破质量的因素之一--爆破根底的形成原因及其预防措施。
通过对主要成因的分析，寻求合理的预防措施，能够有效地改善爆破效果，提高经济效益。
关键词：钒钛磁铁矿山；爆破根底；成因；预防措施露天矿山爆破质量不佳的表现形式通常为：根底、大块、次爆区临空面伞檐。
而根底是造成矿山开采高程与设计不符的主要原因，并因此形成恶性循环，造成采装困难，矿山难以达标。
混装作业模式是国家大力推广，并在客观上是露天大中型矿山优选模式，但其本身具有的特点又与传统条装炸药作业模式大相径庭。
本文试以混装乳化炸药作业模式下的某露天钒钛磁铁矿山爆破作业为例，探讨露天铁矿根底形成原因及其预防措施。
1 矿区概述钒钛磁铁矿岩体分为基性岩（辉长岩）型和基性-超基性岩（辉长岩－辉石岩－辉岩）型两大类，本矿山矿岩属于前者。
矿区内断裂构造不发育，破碎和错动的程度不明显，矿石普氏硬度系数f为8~12，矿石平均容重为2.96t/m³，开采形式为露天开采，穿孔采用阿特拉斯L8型液压潜孔钻机，主爆钻孔直径165mm，使用现场混装乳化炸药，澳瑞凯高精度塑料导爆管雷管孔内同（高）段、孔外延期逐孔起爆方式。
2 混装乳化炸药作业模式及其特点炮孔装填采用BLC型露天装药车，炮孔上、下1/4及3/4处装设双起爆药包，钻屑人工填塞，确保填塞质量。
其与传统条装炸药作业模式主要表现于以下区别：⑴装药结构不同。
混装装药结构为耦合，条装装药结构为不耦合；⑵单位体积爆能不同。
混装集中而条装相对分散；⑶炮孔直径、孔网参数或单孔负担面积不同。
混装单孔负担面积相对趋大。
鉴于此，此矿山分析爆破根底成因及制定预防措施，则不能直接享受前人成果，尚需结合实际进行综合分析，予以解决和控制。
3 爆破根底成因分析⑴爆破根底形态通过对多爆区现场勘察统计，爆破根底在单爆区不同部位呈现以下不同形态：① 临空面，棱锥状（俗称“小山”）；② 主爆区，圆丘状（俗称“蒙古包”）；③ 后排区，倾斜状（俗称“小滑梯”）。
舟山绿色石化基地凝灰岩露天矿靠帮边坡爆破技术丁银贵【期刊名称】《《露天采矿技术》》【年(卷),期】2019(034)005【总页数】6页(P19-23,27)【关键词】凝灰岩露天矿山; 靠帮边坡; 爆破参数; 装药结构; 起爆网路设计; 爆破效果评价【作者】丁银贵【作者单位】宏大爆破有限公司广东广州 510623【正文语种】中文【中图分类】TD235.4凝灰岩露天矿山地质变化大，风化程度不一，节理裂隙发育程度不均，安全隐患大，特别是靠帮边坡区域，在风化作用、雨水侵蚀、施工干扰等因素的影响下，极易发生崩塌事故[1-3]。
目前，针对露天矿边坡支护、边坡坍塌预防、边坡稳定性等方面的研究较多，但针对不同坡率不同地质条件下的边坡爆破技术研究较少，为此以舟山绿色石化基地凝灰岩露天矿为实例，总结了不同坡率、不同地质条件下靠帮边坡爆破技术方法。
为降低爆破对保留区岩体的损伤破坏，确保靠帮边坡的稳定，舟山绿色石化基地凝灰岩露天矿，对边坡坡率小、风化程度大、节理裂隙发育的表层边坡采用预留孔底保护层缓冲爆破，对坡率大、风化程度弱、岩石较为完整的中下层边坡采用光面（预裂）爆破[4]，爆破作业中很好地保护了靠帮边坡，取得了明显的经济效益和社会效益，是靠帮边坡爆破施工的典范。
1 工程概况1.1 概述舟山绿色石化基地是国家石油化工“十三五”规划重点项目，是中国(浙江舟山)自由贸易试验区建设的引擎，是舟山江海联运服务中心发展的核心，位于浙江省舟山市岱山县大小鱼山岛围垦区，西邻杭州湾，东邻东海，北与上海国际航运中心洋山港毗邻，背靠上海、杭州、宁波、舟山等城市，距洋山深水港14 n mile，距宁波镇海43 n mile，地理位置优越。
舟山绿色石化基地凝灰岩露天矿山是石化基地建设的重要组成部分，为大小鱼山岛围垦区建设提供建设石料和施工用地，在整个石化基地建设中处于龙头地位。
1.2 水文地质及气候条件矿区为发育单一的火山碎屑岩，岩性为流纹质含角砾玻屑熔结凝灰岩。
世界有色金属 2019年 8月上132爆破技术B lasting technique露天硫化矿用现场混装乳化炸药技术在城门山铜矿中的应用张 鑫1，2，田惺哲1，2（１．北京矿冶科技集团有限公司，北京 １００１６０；２．北京北矿亿博科技有限责任公司，北京 １００１６０）摘 要：结合城门山铜矿的应用情况，介绍了硫化矿用现场混装乳化炸药的工艺、设备及其技术特点，通过专用复合油相增强物理阻隔，利用抑制剂控制有害反应，大大降低了硫化矿内炸药自燃自爆的风险，可为其它硫化矿山提供借鉴。
关键词：硫化矿；现场混装车；乳化炸药中图分类号：ＴＤ２３５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）１５－０１３２－２Application of in-situ mixed emulsified explosive technology in open-pit sulphide minein Chengmenshan Copper MineZHANG Xin 1,2, TIAN Xing-zhe 1,2（１．Ｂｇｒｉｍｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１６０， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｂｇｒｉｍｍ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ ＆ Ｂｌａｓｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１６０， Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｅｎｇｍｅｎｓｈａｎ Ｃｏｐｐｅｒ Ｍｉｎｅ， ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｆｉｅｌｄ ｍｉｘｅｄ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ ｆｏｒ ｓｕｌｆｉｄｅ ｍｉｎｅｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｏｆ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｌｆ－ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ ｉｎ ｓｕｌｆｉｄｅ ｍｉｎｅｓ ｉｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｂａｒｒｉｅｒ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｐｅｃｉａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｏｉｌ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｈａｒｍｆｕｌ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｒａｉｓｅｄ ｆｏｒ ｏｔｈｅｒ ｓｕｌｆｉｄｅ ｍｉｎｅｓ． Ｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．Keywords: ｓｕｌｆｉｄｅ ｏｒｅ； ｆｉｅｌｄ ｍｉｘｅｄ ｌｏａｄｉｎｇ ｖｅｈｉｃｌｅ； ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ矿石自燃是硫化矿床开采过程中的重大灾害之一，我国大约有30%的有色金属矿山、10%的硫铁矿矿山存在矿石自燃隐患。
亞泥花蓮廠新城山礦場現場拌合爆劑之探討Studing of bulk system agents in Hsin-Chen Shan quarry , Hualien Plant, Asia cement Corp.游象麟1陳建宏2吳偉誠3Hsiang-Lin Yu Jian-Hong Chen Wei-Chen Wu1.亞洲水泥花蓮製造廠股長2.亞洲水泥花蓮製造廠採礦工程師3.亞洲水泥花蓮製造廠採礦工程師摘 要在二十一世紀的露天礦場應多嘗試新爆破技術，現場爆破工程師也必須掌握各項影響爆破的參數，並充分運用以達到最佳的爆破效果。
本文藉記錄新城山礦場試炸現場拌合爆劑的使用情形，並分析爆破效果包括炸後礦石粒徑、震動值、鏟裝油耗及爆破成本，以作為評估及反饋修正爆破參數之依據，以達到將炸藥的能量及特色充分發揮的目的。
關鍵詞︰露天開採、拌合爆劑、爆破壹、研究背景及目的國外之露天礦場採用Bulk System現場拌合炸藥早已行之有年，而國內在這幾年也漸跟上「現場拌合爆劑」的使用趨勢，首先是在爆炸物主管機關經濟部礦務局的主導下多次修訂「實業用爆炸物管理辦法」，最終並經立法院通過立法為「事業用爆炸物管理條例」，使現場拌合爆劑的管理有了法源基礎。
「現場拌合硝油爆劑」在民國91年經經濟部礦務局核准引進在露天礦場使用，從此漸漸取代傳統袋裝硝油炸藥。
隨後在95年初又引進防水性佳的「現場拌合乳膠爆劑」。
這一波現場拌合爆劑的引入，是國內露天礦場裝藥作業機械化的開始。
由於「現場拌合爆劑」在現場混拌前均屬非爆炸性物質，故在原料儲存、運輸及使用過程中均更安全、更有效率，也使炸藥供應商的商品服務，從以前的工廠販賣延伸至現場專業化裝藥服務，對大型礦場在炸藥的使用上是一大革新。
因此如何充份應用以上兩種「現場拌合爆劑」的特性，就成為採礦工程師的責任，本研究是紀錄兩種爆劑先後在新城山礦場試炸的情形，經過一套設計的試炸流程，藉由改變不同的爆破參數，並蒐集每次爆破後之礦石粒徑、震動值、鏟裝油耗及爆破成亞泥花蓮廠新城山礦場現場拌合爆劑之探討本，再反饋修正爆破參數，期達到最佳的爆破效果與最適化之炸藥用量。
貳、各種炸藥特性分析炸藥通常包含氧化劑（Oxidiser ）、燃料（Fuel ）與敏感劑（Sensitiser ）等組成，其特性為引爆後會瞬間釋放大量能量。
炸藥的演進可分為三代來說明，第一代炸藥是18世紀的黑火藥（black powder ），第二代炸藥是19世紀諾貝爾發明的硝化甘油（NG ）炸藥，第三代炸藥是20世紀中發明的硝油炸藥（AN-FO ），至1980年代演進到拌合爆劑（bulk blasting agent ），演進至此已使炸藥在運輸、儲存及使用方面愈符合安全、穩定及經濟等特性。
下列就新城山礦場所使用炸藥作特性及基本性質分析： 2-1 炸藥組成成份一、條裝乳膠(packaged emulsion)︰條裝乳膠的成份為硝酸銨(Ammonium Nitrate)占60%以上、乳化劑(Emulsifier)約占10%、其它添加物約占30%，如圖1所示。
外觀顏色灰色至灰藍色膠質內容物藥支，化學性質不溶於水較鈍感，防水性佳，爆速（VOD ）約5,000 m/sec 。
圖1 條裝乳膠爆劑組成二、條裝龍光一號︰龍光炸藥的成份為膠狀硝化甘油約占20%、硝酸銨約占66%、木粉約10%、其它添加物約0~4%。
外觀顏色為淡粉紅色粉質內容物藥支，敏感度佳，爆速(VOD)約3,200m/sec 。
三、現場拌合硝油爆劑Bulk System （散裝系統）系利用現場拌合設備（Mixer ），將多孔性質硝酸銨（Ammonium Nitrate, AN ）與柴油（Fuel Oil, FO ），約以94%︰6%的比例混拌，爆玻璃球資源與環境學術研討會, 2007, 花蓮速（VOD ）約介於2,500 ~ 3,500 m/sec 之間。
拌合的原料各別儲放於不同槽體，現場拌合時系利用螺旋鍡料器（Auger Feeder ）將硝酸銨原料自槽體內送出，再利用油壓幫浦噴嘴將柴油依固定比例噴洒於輸送中之硝酸銨內，經由輸送之過程中自動完成拌合作用，混拌後之硝油炸藥稱為現場拌合硝油爆劑。
圖2 硝酸銨 / 柴油配比與敏感度、爆破能量示意圖【1】四、現場拌合乳膠爆劑現場拌合乳膠爆劑其功能大至上分為隧道用及露天礦場用，兩者差別為露天礦場所使用的現場拌合乳膠爆劑為了提升它爆劑的氣體量在爆劑中添加了40%的硝酸銨顆粒，又不失其防水性的功能，其成分組成如表一所示。
表1 現場拌合乳膠爆劑成分 用途成分百分比 氧化劑(顆粒粒徑1~2mm ，增加氣體能) 硝酸銨(AN) 40%乳化劑(將硝酸銨溶於油、水中,粒徑0.002mm) 硝酸銨(AN) 74~80%水(water) 10~20% 柴油(oil) 6~10% 催化劑(加速亞硝酸鈉產生氣泡) 冰醋酸(CH3COOH) 0.045%氣泡劑 亞硝酸鈉(NaNO2) 0.06% 60%現場拌合乳膠爆劑潤滑管壁用 水少許所以「現場拌合乳膠爆劑」由40%的硝酸銨顆粒及60%的乳化劑（Bulk Emulsion ）混拌而成，乳化劑（emulsion ）經油壓泵輸出後依設定之比例與螺旋機進料器的硝酸10080604020亞泥花蓮廠新城山礦場現場拌合爆劑之探討銨混合，該混合物（bulk blend）經油壓泵輸出過程中添加微量氣泡劑（成分包括冰醋酸當催化劑、亞硝酸鈉-NaN02為氣泡劑）及少量的水充當潤滑輸送管壁用，再由輸送軟管注入砲孔內，該爆劑於注入炮孔前仍屬一安全性物質並不會爆炸，注入炮孔後待氣泡劑作用約5~10分鐘，即可在該拌合爆劑內產生均勻的小顆粒氣體，如此才成為敏感性佳的爆劑具有爆炸威力，同時兼具防水性及爆速高（5000m/s）的特性，稱為現場拌合乳膠爆劑。
茲將本礦場所使用的各種炸藥特性比較如表2所示。
表2 各種炸藥特性比較表項目條裝乳膠龍光炸藥現場拌合硝油爆劑現場拌合乳膠爆劑密度(g/cm3) 1.2 1.5 0.85 1.0~1.2爆速VOD(m/s) 5000 3200 3000 5000防水性佳不佳不佳佳性質震波能大震波能大氣體能大震波能大儲存壽命1年1年4~8小時1~2週安全性佳不佳佳最佳參、試驗方法3-1 試驗流程由於控制爆破作業之參數甚多，包括岩體強度、岩石特性、節理狀況等地質條件，炮孔佈置、裝填作業、延遲時間等爆破設計以及炸藥種類均會影響爆破結果，本試驗選在同一爆破區試炸，以盡量排除地質岩性對爆破效果的差異影響。
為使現場拌合爆劑達到最經濟之爆破效果，所以設計試炸流程如圖3所示，並依次記錄各爆破場次的爆破參數，以作為評估爆破效果及修正下一場次爆破參數之參考。
資源與環境學術研討會, 2007, 花蓮圖3 現場拌合爆劑試炸流程圖3-2 影響爆破參數1.地質條件：本礦場內石灰岩比重介於2.69 ~ 2.72 g/cm3，自然含水量介於0.02 ~ 0.12％、凝聚力（C）值25 ~ 39 Mpa、磨擦角（Φ）為35°、單軸抗壓強度約800 ~ 1075 kg/cm2、抗張強度為80 ~ 115 kg/cm2。
以岩石強度工程分類，本礦區石灰岩屬於低強度岩體。
（工業技術研究院能源與資源研究所,，1998）2.填塞長度（stemming）：正常填土（Stemming）最少需在20~25個孔徑以上（胡塵光，1995），填塞長度愈長雖可以節省炸藥降低藥石比但是填塞部份會產生巨石，須花費破碎機進行二次破碎，徒增碎石成本。
亞泥花蓮廠新城山礦場現場拌合爆劑之探討3.最小抵抗線（burden ）：最小抵抗線太小容易造成飛石，過大又影響推移效果。
以本礦場為例最小抵抗線可在30~42倍之炮孔直徑。
4.孔距（spacing ）：孔距過大會引起破碎度不足及階段面不平。
最佳的孔距可由開炸後岩壁來判斷，若兩孔距離過近則兩炮孔間為凹陷狀態，此時再加大炮孔間距，反之為凸出狀態則表示炮孔間距過大則應縮小距離。
（胡塵光，1995）5.延遲時間（delay time ）：良好的延遲時間可使推移效果達到最佳也可降低背裂。
6.超鑽（subdrill ）：一般超鑽深度為炮孔直徑約8倍，適當的超鑽可避免造成坡趾問題且有平整之積載場。
若超鑽深度過深會造成下階段鑽機打孔不易及浪費炸藥等缺點。
（胡塵光，1995）7.階段高與排距比(stiffness ratio)：階段高與排距比(stiffness ratio)=階段高度÷第一排最小抵抗線距離，經比較後發現，此值愈大其推移效果將愈佳，約大於2.1時即有良好的推移，但是礙於水土保持規範之要求階段高規定為10公尺，因此若要提高stiffness ratio 勢必需縮短第一排最小抵抗線距離，但實際作業時將會增加飛石發生之機率，危及安全因此不考慮嘗試。
肆、爆破試驗結果分析4-1 爆破參數分析經由上述圖3試炸流程，本礦場使用130公釐炮孔試炸拌合爆劑後，得到最佳爆破參數如下表3所示。
表3 拌合乳膠爆劑最佳參數表項目 炸藥系統 爆破參數 單位 最佳參數空氣柱 乳膠爆劑3 1.5 1硝油爆劑 填塞m3.3乳膠爆劑 第一排 4.5m 第二排 4.5m 第三排 4.5m 2硝油爆劑 排距 m第一排 5.5m 第二排 4m 第三排 4m乳膠爆劑 7.5 3. 硝油爆劑 孔距 m 7 乳膠爆劑 134 4. 硝油爆劑延遲時間ms109~資源與環境學術研討會, 2007, 花蓮4-2 CAT988輪型鏟裝機油耗分析爆破效果除了可藉由破碎度、推移度以及背裂情形得知外，尚須考慮鏟裝設備實際作業時之反應情況，例如經由鏟裝設備油耗之統計可反應出爆破效果是否有利於鏟挖作業。
因為料堆的推移度對挖土機的工作效率影響不大，因此，選定以CAT988輪型鏟裝機為分析對象，由表4可知CAT988輪型鏟裝機的工作效率在編號1377場次表現極好，顯示現場拌合乳膠爆劑之爆破效果愈好則表現在產量上的鏟裝效率可以大大提昇。
表4 CAT988輪型鏟裝機械耗油量分析裝藥系統（爆破場次） A.傳統袋裝硝油炸藥(#1026) B.現場拌合硝油爆劑(#1038)C.現場拌合乳膠爆劑(#1377)藥石比中低高CAT988輪型鏟裝機耗油量(L/Ton) 高中低4-3 震動分析目前國內爆破震並無相關法規規範，本礦場爆破震動設計以美國礦山局（USBM）之標準，將建築物所承受的最大震動值限制在19.1mm/sec。
震動分析儀使用加拿大Instantel公司所製的測震儀，如圖4所示，所以量測每次爆破的粒子震動速度、記錄測震距離及單孔引爆炸藥量如附件一所示，並藉由Excel 迴歸分析圖比較兩種現場拌合爆劑於震動上的差異性，如圖5所示。
圖4 測震儀監測情形亞泥花蓮廠新城山礦場現場拌合爆劑之探討圖5 乳膠與硝油爆劑震動值迴歸分析圖：震動衰減係數內所引爆之總炸藥重量8：：離爆源之距離：參數：規格距離：最大粒子震動速度)(m ms W D K SD PPV W D SD WD K PPV m⎟⎠⎞⎜⎝⎛==−（Atlas Powder Company ，1987）其中，W D PPV 、、皆為已知數，K 值受炸藥種類、強度及地質狀況而影響，m 可代表炸藥震動衰減的程度。
