自然资源部先进适用技术展播——湖州新开元：露天矿数字化智能爆破技术

为进一步推进矿产资源开发利用领域的技术创新，加快推动先进适用技术的开放和共享，更加自觉地推动矿业高质量发展，提高资源利用效率和效益，自然资源部征集并发布了《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录(2019 年版)》，十多项砂石行业先进适用技术入选。近日，《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录(2019 年版)》内容发布。为贯彻自然资源部相关推广要求，中国砂石协会从该目录中选取了与砂石行业相关的绿色发展、智能采选、高效开发和综合利用等四个方面效果较明显、应用较广泛的典型技术，向砂石行业积极推广自然资源部先进适用技术，推动行业转型升级和高质量发展。即日起，中国砂石协会融媒体平台推出重磅系列报道——自然资源部先进适用技术展播。

本期展播的先进适用技术是：湖州新开元碎石有限公司，中国矿业大学——露天矿数字化智能爆破技术。该技术旨在将行业领先、成效显著、应用范围广、推广前景好的先进适用技术，推广至砂石矿山及相关领域采用，提高矿产资源保护和利用水平，加快推进生态文明建设，起到积极的促进作用。

露天矿数字化智能爆?破技术

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）露天矿台阶深孔爆破三维平台图形设计。

（2）三维环境下爆破智能设计系统。

（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1）。

四、主要技术指标

（1）有效解决爆破大块率高或爆破过粉碎、爆推存在根底、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/t，炸药成本降低0.13元/t，起爆器材成本降低0.01元/t，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10min，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，稳定运行一年半，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/t，炸药成本降低0.13元/t，起爆器材成本降低0.01元/t。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。机械设备维修更换成本同比降低127万元，柴油消耗量降低68t，金额约58万元；同比降低生产成本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10min，极大地提高了爆破设计工作效率，提升了矿山数字化、科学化管理水平，改善了爆破效果，增加了经济效益。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，提升了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

该技术可以大幅度降低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。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。

[申报单位：湖州新开元碎石有限公司，中国矿业大学]

湖州新开元碎石有限公司隶属于上海建工集团股份有限公司，成立于1995年成立，1998年正式投产，企业注册资金1.52亿元人民币，年生产规模400万吨，是华东地区设备技术先进、生产工艺环保的企业。公司是湖州市重点骨干企业，被评为国家级绿色矿山、国家级高新技术企业。公司产品主要用于上海中心、世博会、上海展览馆等大型标志性建筑，京沪、沪宁、沪杭高速铁路以及江浙沪地区高等级公路等国家重点交通工程建设，获得全国砂石骨料大赛一等奖，被评为上海建筑骨料产品质量第一名，为长三角地区重点工程提供优质骨料。

新开元从创建之初就十分注重矿山的生态环境建设和可持续发展，坚持科技兴矿理念。2014 年顺利通过验收成为首批国家级绿色矿山，2016 年入选湖州市生态文明标准化示范点单位，公司坚持矿产资源综合利用与绿色循环经济两大理念，引进南太湖精英计划领军型创新团队，完成博士后工作站设立工作，先后开展了安全高效开采技术、清洁高效加工技术和三废治理及综合利用 技术攻关项目，持续提升绿色矿山建设关键技术标准，自2014 年起连续四年公司自行研发的生产废水循环利用技术、玩滚球的十大平台生产技术、数字化爆破技术及采区移动设备智能化监控系统分别入选国土资源部矿产资源节约与综合利用推荐技术目录；其中公司自主研发建设的“固液分离系 统”项目，实现了洗水全循环、固体全回收、资源全利用，该项目获得中国建筑材料联合会科技进步类三等奖、国家安全生产监督管理总局“第六届安全生产科技成果奖”。

来源：中国砂石协会综合整理