3月底，內(nèi)蒙古呼倫貝爾草原上仍然北風呼嘯，持續(xù)嚴寒。中國黃金集團公司有色生產(chǎn)基地之一的內(nèi)蒙古礦業(yè)公司烏努格吐山銅鉬礦生產(chǎn)現(xiàn)場卻是一片熱火朝天。公司著力開展的“凍土爆破技術創(chuàng)新項目”獲得成功，攻克了零下40度嚴寒氣候下的凍土開采問題，破解了高寒地區(qū)礦山冬季開采的“大塊頑石危局”，開啟了烏山“凍土爆破項目”的技術新篇。
無經(jīng)驗可借鑒，冬季開采遭遇難題
中國黃金集團烏努格吐山銅鉬礦位于高緯度高寒地區(qū)，供暖期長達八個月，冬季不僅持續(xù)時間長，平均氣溫低于零下20℃，而且時常持續(xù)出現(xiàn)低于35℃的極低溫天氣。2012年春節(jié)過后，當大部分地區(qū)開始回暖，烏山卻經(jīng)歷著零下46℃的低溫。
嚴寒氣候造成采礦場上層產(chǎn)生凍層。隨著冬季露天施工的展開，困擾烏山采場生產(chǎn)的季節(jié)性凍層爆破、開挖問題開始凸顯：一方面，爆破過程中，難以破碎的頑石經(jīng)過低溫的冰凍更加堅硬如鐵，在嚴重影響爆破效果和鏟裝效率的同時，給鏟裝、運輸過程帶來安全隱患；另一方面，塊頭過大的頑石在進入選礦工藝時，給粗碎系統(tǒng)造成巨大的沖擊，造成粗碎站堵倉，增加旋回破碎機的故障率，嚴重時甚至會有停產(chǎn)的危險，成為礦山生產(chǎn)的隱痛。
在特殊的低溫氣候中大規(guī)模開采，年輕的烏山并沒有可借鑒的同類礦山凍土爆破開采的成功經(jīng)驗,只能根據(jù)自身氣候、地質(zhì)條件和凍結層的形成特點，對現(xiàn)有鉆孔設備、爆破器材、爆破參數(shù)、施工方法和爆破危害控制等方面進行針對性研究，為高寒露天礦山凍層爆破施工提供技術指導。正如內(nèi)蒙古礦業(yè)公司領導所說，“我們要在摸索中前進，在實踐中攻克難題?！?/p>
成立科研項目，制定合理方案
2011年，中國黃金集團內(nèi)蒙古礦業(yè)公司將采場爆破項目列為專項科研項目，經(jīng)過考察鉆研，大膽創(chuàng)新，出臺自研成果《烏努格吐山銅鉬礦爆破參數(shù)優(yōu)化項目》，烏山凍土爆破創(chuàng)新項目在這個冬天全面展開。
烏山礦體含水較多，冬季易形成凍層。項目組根據(jù)近幾年冬季施工經(jīng)驗，將凍層情況進行歸納總結：礦區(qū)內(nèi)凍層厚薄不均，隨著冬季時間變化而變化，厚度一般在0.5至3米左右。項目組經(jīng)過數(shù)次技術方案研討會的反復論證，決定從多點入手設計爆破方案，并不斷對方案進行修正，同時進行炮區(qū)試驗。烏山的冬季漫長寒冷，保證冬季采場日常生產(chǎn)的同時要盡可能降低穿爆成本，于是，“分區(qū)域、分階段”的技術方案應運而生：即根據(jù)礦、巖爆破對大塊率的要求不同，礦石區(qū)巖石可爆性、含水率不同，礦區(qū)特殊構造帶巖性變化，對巖石密度、含水率等物理性質(zhì)的測定以及穿孔、爆破現(xiàn)場經(jīng)驗，對礦區(qū)凍結層爆破采取分區(qū)域提出技術方案。
誓要迎風戰(zhàn)雪，劍指凍土爆破
確定了技術方案，明確了工作方向，細化了責任分工，項目組成員著力開展炮區(qū)試驗。
要得出最準確的數(shù)據(jù)結論就要經(jīng)過一次次的現(xiàn)場試驗和測量。零下40度的露天作業(yè)環(huán)境不僅增加了凍層厚度，更為項目組人員的現(xiàn)場作業(yè)增加了極大難度。對于現(xiàn)場施工的工程技術人員與爆破工人來說，這不僅僅是身體上的挑戰(zhàn)，更是心理上的挑戰(zhàn)。但是，“團結奉獻，創(chuàng)新求強，挑戰(zhàn)極限”是烏山人骨子里的精神，技術人員一次次在現(xiàn)場施工中，根據(jù)礦區(qū)巖體的物理力學性質(zhì)資料，通過點荷載強度試驗確定巖體的抗壓強度、抗拉強度、物理力學性質(zhì)、抗風化能力；在采場不同區(qū)域進行凍土爆破漏斗試驗，結合本礦山凍土特性、裝藥量和爆破深度之間的關系，得出單位藥包的最佳埋深、最大漏斗體積，進而推導出最佳爆破參數(shù)。由于工作量大，常常錯過了午飯時間，面包泡面幾乎成為了工作人員的主食。每天下班后，項目組成員會繼續(xù)白天的工作，對各方面數(shù)據(jù)資料進行整理、比對分析。
經(jīng)過無數(shù)次的現(xiàn)場實驗、分析比對、調(diào)整方案，最終確定了烏山凍層大塊主要采取二次破碎錘處理、主爆孔參數(shù)調(diào)整結合二次破碎處理、設計輔助孔結合二次破碎處理以及合理的鏟裝方式甩出大塊這四種方法。
在施工質(zhì)量控制方面，技術人員頂著凜冽寒風進行觀察測量，嚴格控制施工，加強現(xiàn)場施工管理：檢查布孔、放孔位線是否規(guī)范；孔距、排距是否滿足設計；孔深是否達到要求；鉆孔傾角是否精確；檢查炮孔深度和孔網(wǎng)參數(shù)；復核前排炮孔的抵抗線；查看炮孔中含水情況；了解炮孔周圍巖體結構等。現(xiàn)場中的每個數(shù)據(jù)都由技術人員實際測量，以確保鉆孔質(zhì)量。
在裝藥方面，鉆爆組人員與葛洲壩易普力現(xiàn)場人員一起工作，隨時跟蹤每天爆破現(xiàn)場，為了監(jiān)控裝藥質(zhì)量，根據(jù)乳化炸藥噸數(shù)現(xiàn)場計算藥柱高度，逐孔計算，逐孔記錄，逐孔測量，保證裝藥質(zhì)量。
由于缺乏經(jīng)驗，技術方案只能探索著逐步推進，遇到技術難題，技術人員逐一攻克。其中較大的問題是爆破后沖面的控制，藥量不足爆破達不到效果，而藥量過多會導致后沖面過大影響后續(xù)工作面穿孔爆破作業(yè)。項目成員在藥量及起爆網(wǎng)絡上精心設計，精細計算，最終成功解決這一技術難題。
不斷總結完善，開啟技術新篇
3月底，烏山“凍土爆破項目”順利結題并做出結題報告，對凍土爆破的研究結果和經(jīng)驗進行總結。
如今的烏山采場，爆破效果完全達到設計要求，經(jīng)過采礦廠預算，項目為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本、帶來的效益更是讓人驚嘆：烏山采場已經(jīng)將礦石直徑在0.5至1米之間的大塊控制在百分之五以內(nèi)；每萬噸礦石中直徑在1米以上的大塊控制在三塊以內(nèi)。粗碎站堵塞時間縮短了約60倍；日均供礦時間減少4小時，按照每年冬季生產(chǎn)5個月計算，每年節(jié)省供礦作業(yè)時間600小時,僅電費年度可節(jié)省84.37萬元。大塊率滿足要求后可撤除粗碎站破碎錘，每年節(jié)省破碎費用80余萬元。此外，大塊率降低，堵塞頻率降低，將節(jié)省粗碎站的檢修次數(shù)及檢修成本。按照檢修成本核算，每年將節(jié)省50萬到70萬的設備檢修費用。
中國黃金集團烏努格吐山銅鉬礦“凍土爆破項目”的成功，大大提高了礦山在冬季采礦的綜合生產(chǎn)效率，為礦山全年持續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)提供了堅實保障，也為中國黃金集團所有高寒地區(qū)的礦山企業(yè)做出了示范，積累了寶貴的冬季采礦技術經(jīng)驗。
