露天礦采區(qū)臺(tái)段最終邊坡預(yù)裂爆破技術(shù)探討和應(yīng)用

戚　星，柳呈華，陳　躍

(1、2.中國(guó)非金屬材料南京礦山工程有限公司　江蘇南京　210002　3.大屯煤電集團(tuán)公司　江蘇徐州　221611)

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露天礦采區(qū)臺(tái)段最終邊坡預(yù)裂爆破技術(shù)探討和應(yīng)用

戚星1，柳呈華2，陳躍3

(1、2.中國(guó)非金屬材料南京礦山工程有限公司江蘇南京2100023.大屯煤電集團(tuán)公司江蘇徐州221611)

摘要：闡述了皖維大尖山露天石灰石礦最終工作邊坡預(yù)裂爆破施工經(jīng)驗(yàn)，在保證邊坡穩(wěn)定性的前提下，采取大孔徑、加大預(yù)裂孔間距和合適的裝藥結(jié)構(gòu)實(shí)施爆破施工，減少了工作量、節(jié)省了實(shí)施費(fèi)用。

關(guān)鍵詞：預(yù)裂爆破； 爆破參數(shù)； 裝藥結(jié)構(gòu)； 爆破施工

1　應(yīng)用機(jī)理

礦山露天采礦采用自上而下分臺(tái)段開采，每個(gè)臺(tái)段預(yù)留最終邊坡時(shí)要實(shí)施預(yù)裂爆破。在預(yù)裂爆破施工時(shí)一般預(yù)裂孔的孔間距取值為(8-12)d(d為鉆孔直徑，單位mm)，當(dāng)工期緊張，預(yù)裂孔內(nèi)不耦合裝藥又沒有導(dǎo)爆索傳爆時(shí)，可采取加大孔間距和利用炸藥殉爆特性傳爆來快速實(shí)施預(yù)裂爆破。

2　工程案例

皖維大尖山石灰石礦區(qū)位于安徽巢湖市北郊，跨燈塔、半湯兩行政村界，北面距離合巢蕪高速公路約0.3km，距離合福高鐵0.1km，均為穿山隧道。礦區(qū)走向北偏東，長(zhǎng)度約1.8km，年產(chǎn)石灰石260萬(wàn)t，位于區(qū)域褶皺背向斜帶俞府大村向斜北段，其西翼與鳳凰山背斜東翼交接。為山坡露天礦，礦區(qū)內(nèi)節(jié)理、裂隙較為發(fā)育，礦巖堅(jiān)硬，放坡后邊坡穩(wěn)定性強(qiáng)，臺(tái)段水平最高250m，最低100m。

按環(huán)保要求每個(gè)工作臺(tái)段最終邊坡需做生態(tài)植被修復(fù)，工作臺(tái)階的最終坡面角按設(shè)計(jì)要求應(yīng)為55°，需按照預(yù)裂爆破施工臺(tái)階最終邊坡。需要施工的臺(tái)段共有4個(gè)，為上下連續(xù)臺(tái)段，分別是175m-160m臺(tái)段，160m-145m臺(tái)段，145m-130m臺(tái)段，130m-115m臺(tái)段，礦山一期礦區(qū)每個(gè)臺(tái)段施工區(qū)長(zhǎng)度約380m，需要預(yù)裂爆破的礦石量約為280000 m3，工期計(jì)劃為五個(gè)月。根據(jù)以上要求，年初我技術(shù)部人員按照預(yù)裂爆破施工方法編制了施工方案，主要爆破參數(shù)的選取如下：鉆機(jī)選用100H型三腳架潛孔鉆機(jī)，鉆孔直徑為100 mm,不耦合系數(shù)為3， 預(yù)裂孔孔距為1.2m。(見表1)

表1　預(yù)裂爆破主要爆破參數(shù)選擇

預(yù)裂孔除孔底加強(qiáng)裝藥5kg-6kg(約1m藥柱)外，其余均用單排連續(xù)的32mm乳化炸藥卷和導(dǎo)爆索一同綁扎在合適寬度的長(zhǎng)竹片上，孔外用毫秒導(dǎo)爆管雷管引爆導(dǎo)爆索。采用孔外微差方式起爆，微差時(shí)間25mm。每段齊發(fā)爆破藥量控制在200kg內(nèi)(因附近有高鐵施工設(shè)備及建筑，此藥量為安全審核的允許藥量)；起爆網(wǎng)絡(luò)為串聯(lián)連接。

施工作業(yè)順序?yàn)橄壬虾笙?，鉆孔爆破挖裝運(yùn)輸依次進(jìn)行。設(shè)計(jì)施工方案報(bào)業(yè)主方備案，因方案的可行性較高而得到業(yè)主方的認(rèn)可，我方做前期施工準(zhǔn)備，施工時(shí)間由業(yè)主方擇定。

今年5月15日，接到業(yè)主方通知，因附近距離只有100 m的合福高鐵正在試運(yùn)營(yíng)，并將在6月28日正式通車，要求邊坡預(yù)裂爆破盡快進(jìn)行施工，必須6月27日前完成4個(gè)臺(tái)段的爆破施工任務(wù)，以及上部三個(gè)臺(tái)段的挖裝運(yùn)輸和邊坡清理，另從民爆物品銷售單位獲悉，在此施工期間沒有導(dǎo)爆索供應(yīng)。我方考慮工期緊張，民爆器材種類不齊備，單用常規(guī)多排孔微差爆破又不能減弱爆破震動(dòng)效應(yīng)，保證預(yù)留邊坡的穩(wěn)定性，經(jīng)過仔細(xì)研究，決定探索實(shí)施以下預(yù)裂爆破方式：1、加大鉆孔直徑；2加大預(yù)裂孔間距；3在裝藥結(jié)構(gòu)上不用導(dǎo)爆索傳爆，仍用不耦合裝藥，但藥量加大，用導(dǎo)爆管雷管起爆，利用炸藥殉爆特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)傳爆；將藥卷仍然連續(xù)綁扎在長(zhǎng)竹片上；主爆孔也加大孔徑和裝藥。

鉆孔：鉆機(jī)設(shè)備選擇宣化金科鉆機(jī)(高風(fēng)壓)。

預(yù)裂孔鉆孔直徑120mm，鉆孔傾斜度55°，用坡度儀校正鉆桿角度，控制在55°-57°之間?？拙嘣?.8m-2.4m之間選取，巖體堅(jiān)硬取小值，超深1m。主爆孔鉆孔直徑120mm，鉆孔傾斜度65°-75°之間，和預(yù)裂孔相鄰的主爆孔傾斜度根據(jù)情況在65°-70°取值，和預(yù)裂孔間隔一排的主爆孔傾斜度根據(jù)情況在60-75°取值，其余排主爆孔鉆孔傾斜度均取75°。

裝藥結(jié)構(gòu)：預(yù)裂孔延米裝藥量1.8kg，不耦合系數(shù)m=2.5，底部加強(qiáng)裝藥8公斤，預(yù)裂孔與主爆孔孔口之間最小距離4m，孔底距離最小為2.5m。預(yù)裂孔用雙排連續(xù)的：32mm乳化炸藥卷和導(dǎo)爆索一同綁扎在合適寬度的毛竹片上，用3發(fā)同段位的高段別毫秒導(dǎo)爆管雷管起爆，位置分別安置在全藥柱的底部、中部和上部；堵塞長(zhǎng)度1.8m-2.2m。

主爆孔按正常裝藥量裝藥，延米裝藥量8.3kg/m，孔內(nèi)裝2發(fā)與預(yù)裂孔內(nèi)同樣的高段別毫秒導(dǎo)爆管雷管起爆，位置分別在底部和中上部；堵塞長(zhǎng)度不小于4.0m。

起爆網(wǎng)絡(luò)：孔外微差連接，微差時(shí)間25ms，導(dǎo)爆管雷管起爆網(wǎng)路，起爆順序依次是預(yù)裂孔—→第一排主爆孔—→第二排主爆孔。每段位齊發(fā)爆破藥量不超過200kg，起爆網(wǎng)路為串聯(lián)連接。(表2、圖1)

表2　主要鉆孔爆破參數(shù)選擇

圖1　預(yù)裂孔裝藥結(jié)構(gòu)

3　應(yīng)用效果及結(jié)論

上述方法爆破施工的總體情況：

1.縮短了施工時(shí)間，加快了施工進(jìn)度；

2.沒有受到缺乏導(dǎo)爆索的影響；

3.保留邊坡半孔率70%以上，超欠挖控制在±20cm左右，最終邊坡達(dá)到一次成型，穩(wěn)固性和平順度良好。

4.當(dāng)預(yù)裂孔距在2.0m-2.2m范圍內(nèi)取值時(shí)，預(yù)裂爆破效果明顯好于其他。

從5月19日-6月27內(nèi)完成了沿線1100 m臺(tái)段爆區(qū)的預(yù)裂爆破任務(wù)，爆后巖體穩(wěn)固性和平整性符合生態(tài)恢復(fù)施工的要求，共穿孔5500m，施工期間爆破有害效應(yīng)控制合適，沒有對(duì)附近距離100m合福高鐵試運(yùn)營(yíng)造成影響。 爆破后邊坡用挖掘機(jī)清理刷坡，個(gè)別爆破根底和邊坡凸起用破碎沖擊錘找平。四個(gè)臺(tái)段的爆破任務(wù)和上部三個(gè)臺(tái)段的裝運(yùn)任務(wù)完成。施工效果達(dá)到業(yè)主方對(duì)邊坡生態(tài)修復(fù)的要求，比較原定方案節(jié)省爆破材料費(fèi)用萬(wàn)130000元，減少穿孔2360m；預(yù)計(jì)最終整個(gè)礦山將節(jié)省費(fèi)用100多萬(wàn)元。為其它工作臺(tái)段的最終邊坡施工做了推廣示范作用，也為以后類似施工提供了思路和方法。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張正宇.預(yù)裂爆破的原理與施工[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2001

[2]周明安. 預(yù)裂爆破在中硬且裂隙發(fā)育紅砂巖地區(qū)的應(yīng)用研究[J].工程爆破1995 05(04)：31-35

[3]沈立晉.預(yù)裂爆破技術(shù)在露天邊坡中的應(yīng)用[J].有色金屬礦山部分，2004 56(3)

[4]楊小林，劉紅巖，王金星.露天邊坡預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計(jì)[J].焦作工學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002, 21(2)：118-122

[5]何廣沂. 非電起爆網(wǎng)絡(luò)的研究與實(shí)踐[A].霍永基.全國(guó)工程爆破第五屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文選[C].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1993,289-293

[6]陳先鋒，王玉杰. 不同裝藥結(jié)構(gòu)對(duì)孔壁壓力影響的分析[J].工程爆破，2003(2)：16-18

收稿日期：2015-12-31

作者簡(jiǎn)介：戚星(1971-01)，男，山東費(fèi)縣，中國(guó)非金屬材料南京礦山工程有限公司，工程師。

中圖分類號(hào)：TD235.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-9994(2016)01-0030-02

Final Steep of Open-pit Mining Area Slope Presplitting Blasting Technology and Application Study

QI Xing1,LIU Cheng-hua2，CHEN Yue3

Abstract：This paper expouds the construction experience about presplitting blasting of the find working slope in Wanwei Mount Dajianshan open pit limestone mine,under the premise of ensuring the stability of the slope,the blasting constructing of large aperture,increasing the spacing of presplitting holes and appropriate charging structure can reduce the work load and save the constructing cost.

Key words：presplitting blasting; blasting parameter; charging structure; blasting construction

柳呈華(1970-12)，男，山東曲阜，中國(guó)非金屬材料南京礦山工程有限公司，工程師。

陳躍，男，大屯煤電(集團(tuán))公司。