露天煤礦開采剝離爆破的研究和設(shè)計(jì)

【摘要】露天煤礦爆破是否良好，將直接影響到煤礦設(shè)備的完整和人員的安全。本文以具體工程為例，對(duì)露天煤礦開采剝離爆破技術(shù)進(jìn)行了深入探究，以期為其他同類工程的實(shí)施提供一些有益的參考。

【關(guān)鍵詞】露天煤礦；爆破；安全距離；安全技術(shù)；安全監(jiān)督檢查

該煤礦巖石性質(zhì)為泥巖、粉砂巖或砂質(zhì)泥巖，為提高施工速度，爆破區(qū)域在山體排洪溝兩側(cè)，巖體硬度f=3～8左右，施工環(huán)境如下：南北長4000米，東西長3200米，西靠高山，高山下有排洪溝，爆破區(qū)域已擴(kuò)展到了西部，覆蓋了排洪溝的南北方向段，爆區(qū)東邊530米處有一變壓器，磅房則位于爆區(qū)東邊570米處，周圍無其他建筑物及設(shè)施。

一、爆破方案

采用深孔、多排微差臺(tái)階爆破技術(shù)對(duì)巖體進(jìn)行松動(dòng)爆破。孔內(nèi)選用高段毫秒延期雷管（380ms）孔外地表雷管選用低段毫秒延期雷管（50ms）。炸藥使用總量227.96噸，導(dǎo)爆管雷管使用總量3318發(fā)。

1、穿孔設(shè)備：潛孔鉆機(jī)穿孔，鉆孔孔徑Φ120mm。

2、爆破器材：普通毫秒延期導(dǎo)爆管雷管，2#煤礦許用乳化炸藥作為起爆藥包使用，多孔粒狀銨油炸藥作主裝炸藥，普通導(dǎo)爆管作導(dǎo)爆管傳爆連接線和起爆大線，四通連接塊作導(dǎo)爆管傳爆裝置，MFB-2000型起爆器。

3、布孔方式：梅花型布置。

4、爆破方案：裝藥結(jié)構(gòu)為條形集中，連續(xù)裝藥，上下藥包；起爆方向?yàn)檎?、反向起爆；起爆網(wǎng)路連接方式為串并聯(lián)；起爆方式為電激發(fā)起爆；起爆時(shí)間間隔為同排不同段，分六個(gè)區(qū)域，且排間時(shí)間間隔為50ms。

5、爆破參數(shù)的選擇：（1）孔徑D為120mm；（2）平均孔深L為18m；（3）最小抵抗線W為6m；（4）孔距a為9m；（5）排距b為7m；（6）填塞長度L2為4m；（7）裝藥線密度為10kg/m；（8）炮孔數(shù)n為1594個(gè)；（9）單孔裝藥量計(jì)算：單孔裝藥量=裝藥線密度×裝藥高度（L-L2）+3kg（藥包藥量）=10×14+3=143（kg），實(shí)際單孔裝藥量取143kg；（10）總裝藥量計(jì)算：總裝藥量=單孔裝藥量×炮孔個(gè)數(shù)（n）=143×1594≈227960kg；（11）雷管消耗：每個(gè)炮孔中需要2發(fā)毫秒延期導(dǎo)爆管雷管，需要雷管n=3188發(fā)。地表雷管130發(fā)（120段）。共計(jì)3318發(fā)；（12）其他配件：導(dǎo)爆管5000m，連接塊1000套。

二、安全距離計(jì)算

1、爆破振動(dòng)安全距離

最大一次起爆藥量1900kg，爆區(qū)與保護(hù)對(duì)象磅房以及變壓器之間的距離400m和《爆破安全規(guī)程》要求的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度不大于2cm/s按下式進(jìn)行驗(yàn)算：R=（K/V）1/aQm≈15×12≈180m。式中：R為爆破地震安全距離，m；Q為炸藥量，kg；V為振動(dòng)安全速度，2cm/s；M為炸藥指數(shù)，取1/3；k，a為相關(guān)系數(shù)，K=200，a=1.7。經(jīng)計(jì)算，爆破振動(dòng)安全距離為180米，小于400米，故變壓器和磅房是安全的。

2、個(gè)別飛石安全距離

由于爆區(qū)周圍環(huán)境較好，由下式估算個(gè)別飛石的安全距離：r=K×20×n2×W=20×1.2×0.752×6=81米。式中：K為安全系數(shù)取1.2；n為爆破作用系數(shù)，取0.75（松動(dòng)爆破）；W為最小抵抗線，取6。經(jīng)計(jì)算，個(gè)別飛石的安全距離為81米，小于爆區(qū)到變壓器以及磅房的距離，故變壓器和磅房是安全的。

3、沖擊波安全距離

一般松動(dòng)爆破不考慮空氣沖擊波的安全距離，只考慮拋擲爆破時(shí)的空氣沖擊波的安全距離。由于本次爆破為松動(dòng)爆破，故不考慮空氣沖擊波的影響。

三、安全技術(shù)措施

1、布孔與鉆孔的質(zhì)量保證

布孔由于工程爆破技術(shù)人員實(shí)施，保證布孔的精確度；鉆孔過程中，鉆孔人員保證成孔符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求；工程爆破技術(shù)設(shè)計(jì)人員對(duì)鉆孔進(jìn)行過程控制，巡回檢查鉆孔質(zhì)量，應(yīng)最大限度的減少鉆孔誤差。

2、爆破現(xiàn)場控制

（1）警戒區(qū)域的界定：根據(jù)本文所計(jì)算的安全距離布置警戒范圍，但個(gè)別飛石的最小危險(xiǎn)半徑不得小于《爆破安全規(guī)程》規(guī)定的數(shù)值。通過計(jì)算確定警戒范圍一般控制在300米以外。警戒范圍界定后，應(yīng)在行人、車輛通道口處設(shè)置安全哨卡和警戒標(biāo)志牌，明確爆破時(shí)間。

（2）操作安全：爆破器材的使用、搬運(yùn)、運(yùn)輸應(yīng)嚴(yán)格遵守《民用爆炸物品管理?xiàng)l例》和《爆破安全規(guī)程》GB6722—2003。作業(yè)單位安全員要履行職責(zé)實(shí)施監(jiān)督管理，杜絕違章指揮，違章作業(yè)。在進(jìn)行裝藥、填塞、聯(lián)網(wǎng)時(shí)無關(guān)人員必須撤出炮區(qū)。嚴(yán)禁無關(guān)人員及車輛進(jìn)入爆破作業(yè)現(xiàn)場。

（3）工藝控制

a、裝藥準(zhǔn)備：檢查環(huán)境安全條件，清除爆區(qū)地面有礙作業(yè)安全的物質(zhì)和設(shè)施。清除孔口周邊50cm范圍內(nèi)的浮渣，方便下道工序作業(yè)。對(duì)設(shè)計(jì)孔深測量核實(shí)，為裝藥提供準(zhǔn)確依據(jù)。尤其對(duì)采空區(qū)上方或火區(qū)附近孔位按規(guī)程要求，要認(rèn)真勘測。

b、裝藥：在炸藥入孔前，技術(shù)人員要認(rèn)真檢查，核實(shí)臨近自由面處成孔的最小抵抗線巖石結(jié)構(gòu)和爆區(qū)地面的起伏變化形式。對(duì)這些易產(chǎn)生爆破飛石的特殊孔位，控制單孔裝藥量，或采取炮孔裝藥密度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整等措施做為主要技術(shù)控制手段，進(jìn)行控制。

c、填塞：必須逐孔檢查，核實(shí)堵塞長度是否滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求，超裝藥量必須掏出。堵塞的細(xì)碎物料不得攜帶石渣，填料必須人工自由堆積填滿，防止“孔段”堵塞。堵孔不得遺漏孔位。不得使用易燃物作為填塞物進(jìn)行填塞。

d、聯(lián)網(wǎng)：對(duì)所選用的起爆器材進(jìn)行檢查和測試，由主炮工在爆破設(shè)計(jì)人員的指導(dǎo)下實(shí)施操作。根據(jù)現(xiàn)場情況，按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)各接點(diǎn)連接，由主炮工或工程技術(shù)人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接情況進(jìn)行全面檢查。

e、安全警戒：按照規(guī)定的統(tǒng)一時(shí)間，對(duì)界定通道口哨卡進(jìn)行封閉。警戒時(shí)間不宜過長，以免超時(shí)引起警戒“漏洞”，若不能保證按時(shí)完成起爆前的所有工作，起爆指揮員應(yīng)明確延長的時(shí)間，以及時(shí)通知哨卡值勤人員。

f、起爆：由兩名主炮工在爆破指揮員的指揮下完成起爆操作任務(wù)。爆破員到位前，爆破網(wǎng)絡(luò)的主起爆線必須斷開。遇有能見度差的大霧及暴風(fēng)雨等惡劣氣象條件時(shí)，禁止起爆。

g、炮后檢查：起爆15分鐘后進(jìn)入炮區(qū)，檢查有無盲炮及其他險(xiǎn)情，起爆指揮員根據(jù)爆后情況決定警戒是否撤消，并發(fā)出指令。若有盲炮處理，必須嚴(yán)格遵守《爆破安全規(guī)程》GB6722—2003的相關(guān)規(guī)定。

四、安全監(jiān)督檢查制度

（1）炮孔檢查制度：實(shí)行鉆孔自檢、爆破工程隊(duì)抽檢和施工技術(shù)組隨機(jī)檢查的三級(jí)檢查制度；（2）裝填作業(yè)監(jiān)督制度：爆破工程隊(duì)?wèi)?yīng)在現(xiàn)場安全員專門監(jiān)督下進(jìn)行裝填作業(yè)，以防止過量裝藥、錯(cuò)裝和填塞達(dá)不到規(guī)定要求；（3）爆破器材使用監(jiān)督制度：安全員要加強(qiáng)爆破器材的使用監(jiān)督，防止私拿和被盜等丟失現(xiàn)象發(fā)生；（4）起爆網(wǎng)絡(luò)檢查制度：起爆網(wǎng)絡(luò)連接完畢后，施工組應(yīng)進(jìn)行2次以上的檢查核對(duì)，以提高準(zhǔn)爆可靠性；（5）日常安全檢查制度：安全員每次爆破均要在現(xiàn)場巡回檢查，及時(shí)制止違章行為，消除一切不安全因素和事故隱患。

參考文獻(xiàn)

[1]李克民，張幼蒂，傅洪賢.露天煤礦拋擲爆破參數(shù)分析[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2006（4）.

[2]傅洪賢，張幼蒂.露天煤礦中的爆破剝離技術(shù)[J].中國礦業(yè)，2001（2）.