露天矿数字化智能爆破技术

来源：矿产资源节约与中和利用先进适用技术推广目录（第五批）

一、技术类型

信息化及智能化矿山新技术。

二、适用范围

露天矿爆破模拟技术领域。

三、技术内容

（一）基本原理

根据松动爆破机理和岩石动态特性与可爆性测试，研发了适用于露天矿台阶深孔爆破的计算机智能设计系统。从底层开发三维图形平台，并在该平台上开发了爆破智能设计及优化功能，同时配备GPS测量仪器提高布孔精确度。可有效提高松动爆破效果、降低炸药单耗，有助于加强爆破施工管理，实现安全高效爆破。

（二）关键技术

1. 地质信息管理系统，包括矿区地质钻孔、岩体构造、地形地貌等资料的导入、编辑、输出等功能。

2. 适用于露天矿台阶深孔爆破设计的计算机三维图形平台;

3. 三维环境下爆破智能设计系统：包括爆破区域划分、布孔装药设计、连线设计、爆破过程模拟、爆破设计模板管理、炸药火工品模板管理等功能;

4. 统计分析、报表输出系统：统计输出爆破岩石方量、炸药及火工品使用量、孔网参数等信息。

（三）工艺流程

研究露天矿台阶深孔爆破原理，分析地质条件、爆破设计参数等对爆破效果的影响机理，针对矿山实际情况提出爆破优化方案。建立包含爆破辅助功能的地质信息管理系统及岩石（体）可爆性分级模型。通过现场试验与实验室测定，计算岩体波阻抗，并与炸药波阻抗相匹配，合理选择炸药类型及单耗，高效利用炸药能量。自主开发三维图形平台，在平台基础上建立露天矿爆破数字化综合处理系统，完成布孔、装药、连线、爆破模拟、数据统计及输出施工图标等爆破设计环节，为露天矿安全高效爆破创建完整的智能优化方案。

图10 爆破优化系统研发及应用工艺流程图

四、主要技术指标

1. 有效解决爆破大块率高或爆破过粉碎、爆堆存在根底、爆破后台阶上部存在伞檐等问题。配备GPS定位比水准仪测量精度高30%。

2. 提高松动爆破效果，在原基础上穿孔成本降低0.04元/吨，炸药成本降低0.13元/吨，起爆器材成本降低0.01元/吨，每年节约成本约72万元。松动爆破大块率平均降低5%~10%，减少根坎，减少炮头机和挖机作业量，机械设备维修更换和柴油等消耗同比下降8.7%，减少岩石过粉碎状石料。

3. 在三维图形平台软件上设计替代传统的手工设计，每次设计到报表输出时间不超过10分钟，提高爆破设计工作效率。

五、典型实例及成效

    湖州新开元碎石有限公司通过应用该技术，稳定运行1年半，经济效益、社会效益显著。该项技术实施一年为矿山节约爆破成本达72万元，其中穿孔成本降低0.04元/吨，炸药成本降低0.13元/吨，起爆器材成本降低0.01元/吨。松动爆破大块率平均降低5%~10%，减少根坎，减少炮头机和挖机作业量，机械设备维修更换和柴油等消耗同比下降8.7%，减少岩石过粉碎粉状石料多。机械设备维修更换成本同比降低127万，柴油消耗量降低68吨，金额约58万元。同比去年降低生产成本257万元，降低生产成本，加强爆破施工管理，节约人力物力、保证矿山安全高效地进行爆破施工。

   该项技术开发的三维图形爆破设计系统代替传统的手工设计，每次设计到报表输出时间不超过10分钟，极大提高了爆破设计工作效率，提高矿山数字化、科学化管理水平，改善爆破效果，提高经济效益。项目的研究成果在国内矿山达到领先水平，达到国际一流水平，提高露天矿山爆破科学化管理水平和社会经济效益。

六、推广前景

       该技术可以大幅度减少现场工人的劳动强度，提高布孔精确度，有效提高松动爆破效果，节约炸药单耗4.8%，松动爆破大块率平均降低5%~10%，减少根坎，减少炮头机和挖机作业量，机械设备维修更换和柴油等消耗同比下降8.7%，减少岩石过粉碎粉状石料多。降低生产成本，加强爆破施工管理，节约人力物力、保证矿山安全高效地进行爆破施工。技术的推广应用有助于提高矿山数字化、科学化管理水平，改善爆破效果，提高经济效益。该项技术成果在露天矿爆破领域达到了国内领先、国际一流水平，可推广应用到全国其他露天矿山。