一、浅孔爆破落矿大块率高的原因
1、矿区岩层的裂隙和断层较多
矿区地质构造是影响大块率的一个重要因素。矿区岩层主要以矽卡岩为主，因为构造活动等因素的影响，岩层受到了较为严重的破坏，完整性差，裂隙、断层较多。这种情况下岩体本身就比较松散，在进行浅孔爆破后，爆炸产生的冲击力会从这些断裂部位散发出来，并沿着裂隙向远离爆炸点的方向延伸。冲击波产生的能量被严重的削弱、消散，爆破效果不均匀。在距离炮孔附近的位置，由于能量集中，破碎效果较好，但是随着距离的增加，能量降低，大块率明显上升。
2、爆破设置不当
（1）布孔方式不合理
选择何种布孔方式，对爆破效果和大块控制有直接的影响。现阶段地下开采浅孔爆破的布孔方式，主要分为矩形布孔和三角形布孔两种。很多矿场出于方便考虑，会优先考虑矩形布孔。但是这种布孔方式也存在诸多的缺点。例如，每个炮孔在爆炸后，会形成一个以炮孔为圆心的圆形爆破区域。矩形布孔会产生较大面积的“破碎盲区”，在这个区域内就会出现落矿大块。
（2）炮孔填塞不到位
将炸药装入到炮孔后，在炮孔的顶端采取填塞措施，可以在炮孔中形成一个密闭的空间。在起爆后，可以避免爆轰气体过快的从炮孔中散出，有利于提高爆炸能量的利用率，进而让爆破效果更理想，大块率降低。但是很多矿区在填塞炸药后，对于炮孔填塞的重要性认识不到位，没有采取填塞措施，或是虽然填塞了，但是密封性不高。这样都会导致爆炸能力的浪费，从而增加了落矿大块的数量。
（3）炮孔参数设计不当
“小抵抗线大孔距”爆破技术是控制爆破大块产生的一种非常有效的方式。采用这种爆破方式，利用等阻爆破原理，增大了单孔临空界面，能有效地利用前排孔爆破时新产生的裂隙来破碎矿岩，可以充分利用炸药的能量，因而所爆矿岩的块度小而均匀。但是在实际应用这一技术时，却经常因为对炮孔的各项参数控制不当，而影响实际的爆破效果，造成大块率较高。例如，孔距过大会造成爆炸能量衰减，对矿体的破碎效果降低。理论上孔距应控制在1.5-2.0m之间，排距应控制在1.0±0.2m左右，如果明显超出这一范围，就会影响到落矿大块控制效果。
（4）起爆方式不科学
所有炮孔应当按照一定的顺序布置，确保起爆后能量可以逐次传递，始终保证能量最大化，提高潜孔爆破效果。相反，如果起爆方式不科学，就会造成能量的浪费，甚至还有可能引发安全事故。在起爆过程中，需要重点考虑的因素有两个，其一是起爆顺序，其二是起爆间隔。前者比较好控制，按照炮孔排列依次起爆即可。后者则因为炮孔间距，以及信号延时等因素的影响，控制难度较大。在起爆时，经常会因为两个炮孔起爆的间隔时间过长或过短，而影响到爆破效果。
二、浅孔爆破落矿大块控制技术
1、使用三角形布孔技术
如上文所述，三角布孔与矩形布孔都是现阶段较为常见的布孔方式。但是综合对比来看，三角形布孔的优势更加明显。例如三角形布孔的环境适应性更强，特别是对于矿区地质较为复杂的情况下，三角形布孔可以保证覆盖整个作业面，提高落矿效果。同时，三角形布孔模式下，孔与孔之间产生的破碎盲区仅为矩形布孔下的1/4，因此大块率明显降低。当然，选择三角形布孔也需要对炮孔的排列形式、孔间距、排间距等相关参数进行科学设计，这样才能将三角形布孔的技术优势发挥出来。
2、严格控制炮孔填塞效果
炮孔填塞是比较重要同时也容易被忽视的一项工作，现场作业人员在完成炸药的填塞后，应当立即做好炮孔填塞，并且在所有炮孔均布置完成后，在开始起爆前安排专人进行一次复检，确保所有炮孔的填塞效果符合要求。在填塞方式上，可以采取“水炮泥+普通炮泥”相结合的方式，既可以降低成本，又能够保证填塞效果。在炮孔的底部和上部均采用普通炮泥，每段长度为填塞总长度的20%，中间部位采用水炮泥，长度为填塞总长度的60%。另外，如果前期勘察已知矿区裂隙非常发育，则需要适当增加填塞长度，以提高爆炸能量的利用率。
3、精确设计炮孔各项参数
炮孔的各项参数（孔距、孔深、最小抵抗线等）将会对起爆效果以及落矿大块率产生明显的影响。同时，矿区地质构造以及对于大块体积、大块率的控制要求，也会对炮孔参数的设计产生影响。因此，应当从实际出发，对炮孔的各项参数进行科学、精确的设计。炮孔与矿岩层理垂直时钻孔效率比炮孔与层理平行时高且不易出现卡钻现象，而炮孔与矿岩层理垂直且临空面(抵抗线方向)与层理平行时爆破后块度均匀性最好。抵抗线方向与岩层走向夹角θ=0°～30°时，大块率随θ增大而增大；当θ=30°～120°时，大块率达最大值；θ=120°～180°时，大块率逐渐降低。变化情况如图1所示。
图1 大块率与θ的关系图
4、炮孔起爆顺序与时间间隔的控制
为了充分发挥“小抵抗线大孔距”的爆破效果，正常扩帮采矿采用同排同段起爆，相邻排间采用孔内分段跳段微差起爆法，采用毫秒延期导爆管，将微差时间控制在50ms，降低大块率效果最好。还可以利用信息技术以及相应的仿真软件，提前设定起爆顺序、时间间隔，然后观察仿真结果。如果大块率在控制要求的范围以内，则按照这一方案进行浅孔爆破。相反，如果仿真结果的大块率不理想，则重新更改参数，直到满足需要。
结语：对于落矿大块的控制水平，将会与开采效率和经济效益直接挂钩。根据以往经验，在地下开采中，影响大块率的因素多种多样。其中既有客观原因，例如矿区特殊地质构造，更多的是主观原因，如炮孔参数设计不科学、起爆顺序不规范等。基于这些影响因素，采取针对性的优化措施，通过使用三角形布孔技术、严格控制炮孔填塞效果、精确设计炮孔各项参数等，将大块率控制在要求范围以内，确保开采作业顺利进行。
参考文献：
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