在露天礦開采的過程中，鉆爆部分是很重要的環節，其中鉆爆部分的質量，直接影響后續采裝效率和采礦的成本。在露天礦的穿孔爆破作業過程中，特別是深孔臺階爆破，好多情況會運用間隔裝藥的爆破技術，以便改變爆破效果，提高效率，節約成本。所以這種爆破技術在礦山中的應用有很重要的意義。

1 概述

間隔裝藥結構有中間間隔、孔底間隔和上部間隔。中間間隔結構時，中間可以填塞土、細小砂石和巖粉等，更多的是利用氣體間隔器間隔，其優點是操作簡單，間隔長度容易精確控制。孔底間隔結構式炮孔底部留出一段長度不裝藥，以空氣作為間隔介質，此外還有水間隔和柔性材料間隔，在孔底實行空氣間隔裝藥亦稱孔底氣墊裝藥。孔口間隔裝藥結構是在裝藥后利用氣體間隔器進行間隔，實現縮小填塞長度的目的，施工過程中必須保證上部有效的填塞。

2 露天礦應用中優勢分析

目前，很多露天礦山爆破開采中都在應用間隔裝藥技術，采取的間隔方法不同，然而目的大概有以下幾種。

2.1 降低整體炸藥單耗

合理的炸藥單耗不僅能減少炸藥使用成本，還能提高勞動生產率，終改善爆破質量，提高礦山經濟效益。對于中深孔爆破中的分層裝藥和填塞技術而言，充分考慮炸藥單耗是十分必要的。

瑞典人首先發現并推薦這種降低單耗的方法，其理論依據是：爆破時炮孔下部受到夾制作用大，上部頂端是自由面，只要下部炸開，上部使用更少的炸藥就可以獲得良好的爆破效果。分層間隔裝藥分層填塞的目的就是在不改變爆破參數的條件下，通過改變裝藥結構，炸藥在炮孔內分布更加均勻，炸藥的能量利用率得到提高，使得相同的藥量發揮更大的作用。在相同孔網參數條件下，可以獲得相對較好的爆破塊度；爆破效果相當的條件，可以設計較大的孔網參數，實現炸藥單耗的降低，降低了爆破成本。在多孔爆破中，為了進一步改善效果，還可采用孔間交錯間隔裝藥，即每個孔間隔裝藥部分與間隔部分位置互相交錯，如圖1中裝藥結構所示。

2.2 爆破巖石塊度更加均勻

根據經驗，中間間隔分層裝藥可以提高裝藥高度，有效地解決大塊的問題。上部裝藥量是下部裝藥部分的一半左右即可，而下部裝藥量根據設計的技術參數來確定。孔口間隔裝藥結構是在裝藥后利用空氣進行間隔，實現縮小填塞長度的目的，空氣柱在孔內炸藥激發后形成緩沖作用，降低孔內峰值壓力，延長炸藥反應氣體作用時間，降低爆破巖石整體大塊率。礦山和采石場爆破的目標就是大限度地獲得合適的巖石破碎塊度，使穿孔爆破、挖裝、運輸效率提高。傳統的裝藥結構，使炸藥集中在炮孔的底部并正常填塞，爆破效果往往是中下部過度破碎，孔口容易出現大塊。

炸藥爆炸后，若產生的沖擊壓力過高，則會在巖體內激起沖擊波，使炮眼附近巖石過度粉碎，產生壓碎圈，從而消耗大量能量。這種軸向不耦合裝藥有效地降低炮孔壁的沖擊壓力峰值。在不耦合裝藥時，沖擊波波形拉長，正壓區作用時間加長，巖石受沖擊壓力作用的時間也延長。與耦合裝藥相比，不耦合條件下，中間的空氣對爆炸沖擊作用將起到一個很大的緩沖作用，從而使應力波的幅值大大降低。圖2為耦合裝藥孔壁應力圖，圖3為不耦合不均勻裝藥下部孔壁應力圖。

2.3 處理巖石結構變化的問題

雖然從理論上講，當炸藥性能、自由面條件和破碎的巖石性質確定以后，炸藥的單耗應該為一個常數，但是實際上巖石結構的變化，如有層理、夾層、斷層的存在，爆破時炸藥能量容易從這些薄弱巖層泄露出去，形成爆破效果較差和個別飛散物拋擲過遠的情況，增加了爆破設計及施工的難度，做爆破設計方案時應當格外注意。

要根據炮孔中的地質變化情況，選擇薄弱部分（如斷層、土夾層）或巖石易破碎作為不裝藥段。分層裝藥的中間間隔部分可以采用氣體間隔器進行堵塞，操作過程注意控制好堵塞段的位置和長度。上下裝藥段可以用導爆索串聯起來，也可以分別用兩個雷管激發引爆。多層煤礦開采過程中可以應用這種間隔裝藥技術，煤巖同爆時候使用松動爆破就需要精心控制，如果單耗偏大，使煤層和巖層產生較大交錯位移，巖層剝離時難度大，且煤損失較多。遇到一些煤層多，需要大臺階一次采兩層甚至更多的情況，如在東南亞一些國家，特別是印度尼西亞一些地方煤層特點是穩定性好、夾矸少、煤質好、發熱量高，但是煤層多，且厚度不大，約0.3~2.5m，有開采價值的煤層平均厚度約1.5m。解決這個問題現場采用的辦法就是分層間隔裝藥。松動爆破作業以后反鏟容易實現對巖層的剝離，然后對煤進行挖運，這種間隔分層裝藥爆破開采多層煤的方法使采礦效率大大提高，成本降低。

2.4 改善爆堆形狀利于挖裝運輸

高臺階松動爆破時，爆破相對集中，對于較小設備作業時作業面展開和安全問題提出考驗。采用間隔裝藥，使用兩發雷管激發，一孔兩次起爆。在炸藥爆炸的作用下，巖石開始破裂并沿鼓包運動方向移動。間隔分層裝藥情況是孔內上部炸藥先起爆，上部巖石開始有一個初速度，下部使用的雷管相對上部的段別高，稍后激發，炮孔下部裝藥爆炸后，下部巖石也會有個速度，對上部巖石會有個碰撞和加速過程，幫助上部巖石拋擲，前沖距離加大，形成的爆堆坡度緩且利于挖運作業面展開。

2.5 解決其他問題

很多礦山上有些特殊保護的設施和設備對振動控制要求嚴格，對于這種情況可以分層間隔，不同段別的雷管下孔，實現一孔雙響或多響，減小單響藥量來控制減小振動。堅硬巖石容易產生根底，中間用間隔器間隔分層裝藥，下部使用段別低的雷管先響，可以更好地克服根底。拉幫、巖層傘巖等爆破挖運后留下的巖石不穩定，存在安全隱患，爆破區域后排孔間隔裝藥，減少拉幫和傘巖的出現。

3 結語

隨著礦山生產能力的顯著提高，開采力度加大，降低成本提高效率的間隔裝藥技術在礦山中優勢明顯突出，間隔器在礦山爆破中的使用也越來越普遍。雖然操作上相對于傳統裝藥方法稍微復雜一點，但相對其優勢，操作就顯得微不足道了，其應用越來越廣泛也就不足為奇了。