露天煤矿爆破大块成因及影响研究

露天煤矿爆破大块成因及影响研究

席玉强

新疆雪峰爆破工程有限公司  830000

摘要：露天煤矿爆破大块的成因及其影响是一个重要并且复杂的研究领域。随着煤炭资源的逐渐枯竭和对煤炭开采效率的不断追求，露天煤矿的爆破成为了一种常见的开采方式。由于地质结构、爆破技术等因素的影响，露天煤矿爆破过程中往往会出现大块（也称为超块）的形成，这给矿山开采和矿井安全带来了一系列问题和挑战。基于此，本篇文章对露天煤矿爆破大块成因及影响进行研究，以供参考。

关键词：露天煤矿；爆破大块；成因及影响

引言

露天煤矿爆破大块是煤矿开采中常见的一种作业方式，通过爆破将岩石矿体分解成适合装运和运输的大小块状物。露天煤矿爆破大块不仅仅是一种简单的作业行为，其成因及影响涉及到环境保护、矿产资源利用、安全生产等众多方面，具有重要意义。本文旨在探讨露天煤矿爆破大块的成因及影响，以期为矿山开采提供参考。

1露天煤矿爆破大块成因

煤矿所处地质构造、岩性、断裂和节理等因素会影响爆破效果。不同的地质条件会对爆破形成大块产生不同的影响。爆破参数的选择，包括药量、孔径、孔距、装药方式等，直接影响爆破效果。合理选择爆破参数能够更好地控制炮炸范围和产生大块的效果。爆破的技术水平对于形成大块也至关重要。先进的爆破技术可以更精准地控制爆破过程，确保矿石碎块大小适中。爆破作业的流程管理也会对形成大块产生影响。如果爆破作业流程不当，可能导致矿石碎块过小或过大。露天煤矿爆破大块的成因是多方面的综合影响，需要在地质条件、爆破参数选择、爆破技术水平和作业流程等方面进行综合考虑和控制。

2露天煤矿爆破大块造成的影响

2.1开采效率下降

大块的存在会导致开采过程中需要额外的能源来处理和破碎这些大块煤炭，从而造成能源的浪费。煤炭是一种重要的能源资源，对其有效利用对于能源的可持续供应和环境保护至关重要。大块的存在使得煤炭无法充分地被采集和利用。爆破大块会使得煤炭的碎化程度不均匀，部分煤炭可能变得难以采集和利用，从而导致煤炭资源的浪费。处理爆破大块需要额外的人力和机械设备投入，这增加了开采过程的复杂性和成本。矿山运营商需要投入额外的资金来购买和维护破碎设备、运输设备等，从而增加了开采的投资风险和负担。处理爆破大块需要操作人员进入危险区域进行破碎和处理，这增加了工人的安全风险。由于大块煤炭的密集性和重量，如果操作不当或设备故障，可能会发生事故，威胁到工人的生命和健康。大块的存在占据了采煤场地的空间，使得可用的开采区域减少。这会导致采煤场地的使用效率降低，影响矿山的产能和经济效益。

2.2矿山稳定性受到威胁

大块的存在会增加地质构造的复杂性，导致矿山岩体的应力集中区域增加，岩体的稳定性受到威胁。如果应力集中区域超过了岩体的承载能力，可能引发岩体的塌方和滑坡等地质灾害，严重威胁工人的生命安全和矿山的运营。大块的存在会增加对矿井支护的要求和困难。矿井是地下矿山的主要开采空间，其稳定性对于矿山的正常运营至关重要。大块的形成会导致支护布设不均匀，增加支护措施的难度，同时也要求支护设备和材料的增加，增加了矿山的投资成本和风险。大块的存在可能影响矿山地面道路和内部巷道的通行。大块可能阻塞交通道路，限制车辆的进出和物资的运输，影响矿山的生产和运营。大块的存在可能使矿山内部水资源的管理变得复杂。大块的堵塞和储存可能导致水流路径的改变，增加地下水位的升高和地下水渗流的增加，从而给矿山排水和水源保护带来一定的挑战。

2.3环境污染增加

处理露天煤矿爆破大块的过程中，可能会产生大量的粉尘。这些粉尘可能含有煤尘、岩石颗粒等，对空气质量造成污染。粉尘可悬浮在空气中，在风力作用下扩散到周边地区，对附近居民、植被和动物造成侵害。大块煤炭的处理过程通常伴随着机械设备的运转、破碎以及运输过程，会产生噪音和振动。这些噪音和振动对周边地区的居民、野生动物、畜牧业和生态系统产生干扰和影响。露天煤矿爆破大块的处理过程中，如果未进行有效的水尘控制措施，可能会造成表土和废弃矿渣中的颗粒物、重金属等污染物通过降水进入水体。这会严重影响水质，破坏河流、湖泊以及地下水的生态系统。环境污染会对周边的自然生态系统产生不利影响，特别是对野生动植物的生存和繁衍。水体污染可能导致鱼类和其他水生生物的死亡；空气污染和噪音振动可能驱使某些动物离开或逃离其栖息地，造成生物多样性的减少和生态平衡的破坏。

3露天煤矿爆破大块预防策略

3.1合理设计爆破参数

根据具体的煤层岩性、厚度和倾角等地质条件，确定适当的装药量。通常情况下，装药量不宜过大，以避免过度破碎导致大块形成。合理配置钻孔的孔距和孔深，确保爆破能均匀分布在整个煤层中，避免出现局部过量爆破和大块形成。选择合适的装药方式，如单点装药、多孔圆形装药、扇形装药等，根据具体情况确定最佳的装药方式，避免装药不均匀造成大块形成。选择适合地质条件的炸药类型和性能，根据煤层的硬度和裂隙情况确定爆破参数，以达到破碎效果最佳化，降低大块产生的可能性。

3.2控制爆破技术

将整体的爆炸作业分成若干个小段进行爆破，通过合理设置延时装置，使不同区域的矿石可以按照一定顺序破碎，减少大块的产生。通过根据地质条件和煤层特点，精确设计爆破参数，如装药量、孔距、孔深等，实现对炸药爆炸的控制，避免过度破碎导致大块形成。用挂油药包覆物炸药或直接放置挂油药在钻孔内，通过“低温预挤压，室温成形”的原理，在爆炸过程中释放的爆轰化学能和增加的压力能平衡其释放的压力，有效控制爆炸的能量释放，降低大块形成的可能性。在炸药中加入适量的水橡胶混合物，通过水的缓冲作用减弱矿岩的冲击，降低破碎程度，防止大块形成。采用电子起爆装置，精确控制爆破时间和顺序，有效调控爆破作业的效果，减少大块的产生。

3.3加强岩石力学研究

加强岩石力学研究对于减少露天煤矿爆破大块的形成具有重要意义。对煤层中的岩石进行详细的物理力学性质测试，包括密度、抗压强度、抗拉强度、抗冲击性等参数的测定，了解岩石的强度和变形特性。通过显微镜观察和数字图像处理技术，分析煤层岩石的裂隙结构、裂缝发育情况，探讨裂隙对爆破效果的影响。利用数值模拟方法，分析煤层岩石在不同工况下的应力分布情况，预测爆破作业时岩体的破碎和变形范围。深入探讨煤层岩石破裂的机理，研究不同条件下岩石的破碎方式和规律，为合理设计爆破参数提供科学依据。针对露天煤矿复杂的动态应力环境，开展岩石的动态力学性能研究，了解岩石在爆破作业过程中的动态响应特性。

结束语

通过对露天煤矿爆破大块的成因及影响进行研究，我们不仅可以更好地理解矿山开采过程中的挑战和机遇，也能够更有效地保护环境、优化资源利用、提升安全生产水平。期待未来能够进一步加强相关研究，推动矿业行业的可持续发展，实现经济效益、社会效益与环境效益的协调统一。

参考文献

[1]吕文伟.露天煤矿爆破大块成因及影响研究[J].露天采矿技术,2023,38(05):10-13.

[2]吕文伟.露天煤矿爆破大块成因及影响研究[J].露天采矿技术,2023,38(04):30-33.

[3]康星星,年国辉.降低露天矿爆破大块率的措施[J].黑龙江科学,2023,14(06):128-130.

[4]姬超.露天煤矿爆破大块率控制技术[J].山东煤炭科技,2021,39(12):175-177+185.

[5]吴明福.大孔径钻孔炮眼法二次爆破大块岩石技术在神山露天煤矿的应用[J].河南科技,2018,(25):87-89.