露天深孔爆破在雙林亭礦區(qū)的應(yīng)用

楊 振

（五龍集團洛家河銅礦， 山西 垣曲 043700）

生產(chǎn)實踐·應(yīng)用技術(shù)

露天深孔爆破在雙林亭礦區(qū)的應(yīng)用

楊 振

（五龍集團洛家河銅礦， 山西 垣曲 043700）

通過對雙林亭礦區(qū)爆破現(xiàn)場及孔網(wǎng)參數(shù)進行研究，針對其存在的問題提出相應(yīng)的解決措施，包括調(diào)整鉆孔孔網(wǎng)參數(shù)及裝藥結(jié)構(gòu)等，以達到爆破安全及質(zhì)量要求，從而減少爆破危害，提高陡坡自身強度。

抵抗線 間隔裝藥 微差爆破

1 礦區(qū)概況

礦區(qū)位于涵江區(qū)北東方向直距約12.4 km處，毗鄰鳳跡—江口縣道，交通極為便利。該礦區(qū)面積為0.096 km2；開采深度為 50～200m；生產(chǎn)規(guī)模為 80萬m3/年；開采礦種為建筑用凝灰?guī)r；開采方式為露天開采。礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造，但受區(qū)域性斷裂構(gòu)造影響，節(jié)理裂隙較發(fā)育，多呈閉合或微張狀，裂隙率一般為1～2條/m，巖石較完整[1]。

該礦初設(shè)結(jié)構(gòu)要素：臺階高度為15m；臺階坡面角表土、強風(fēng)化帶及破碎帶為45°，半風(fēng)化帶為50°，堅硬巖體為65°；安全平臺為3m；清掃平臺為5m；采場最終邊坡角為0°～55°；采場最低臺階標高為50m；采場最高臺階標高為185m；最小工作平臺為30m；最小鑿巖平臺寬度不小于4m。

鑿巖采用潛孔鉆機鑿巖，孔徑為150mm，鉆孔角度為90°，采用矩形布孔方式。炮孔排列規(guī)則：炮孔排距等于最小抵抗線w（炮孔中心與自由面的最短距離），排與排炮孔分布均勻，炮孔方向盡量與自由面平行?？拙W(wǎng)參數(shù)：孔間距為6m，排間距為5m，孔深L=臺階的高度+超伸=16m。

2 爆破的優(yōu)缺點

爆破方式采用多排孔微差爆破。其優(yōu)點為：提高爆破質(zhì)量，改善爆破效果；可擴大孔網(wǎng)參數(shù)，降低炸藥單耗，提高每米炮孔爆破量；一次爆破量大，可減少爆破次數(shù)，提高裝、運工作效率；可降低地震效應(yīng)，減少爆破對邊坡和附近建筑物等的危害。其缺點為：爆破大塊現(xiàn)象時有發(fā)生并有根底出現(xiàn)；在生產(chǎn)過程中因風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)使得爆破作業(yè)環(huán)境變的復(fù)雜，爆破振動過大；邊坡控制爆破沒有達到理想效果。

3 爆破存在問題的原因分析及解決措施

3.1 爆破出現(xiàn)大塊現(xiàn)象并有根底出現(xiàn)

爆破質(zhì)量主要和三條抵抗線關(guān)系密切，藥包底盤抵抗線決定根底殘留度，藥包的平均抵抗線決定巖石的破碎程度，最小抵抗線決定了爆破安全范圍。只有這三條抵抗線達到相對均衡的標準，才能獲得較為理想的爆破質(zhì)量。通過實際觀察分析，出現(xiàn)大塊及根底的主要原因是堵塞長度大，導(dǎo)致上部巖石形成大塊幾率高，正是沿海地區(qū)雨水充足水孔率極高，孔底裝藥量不足或裝不到底是產(chǎn)生根底的主要原因。根據(jù)實際生產(chǎn)狀況調(diào)整了孔網(wǎng)參數(shù)，孔徑改為138mm，排距3.5m，孔距4.5m，堵塞長度控制在3～3.5m，水孔裝藥采用乳化炸藥釣魚法，保證孔底藥量。通過改變炮孔裝藥結(jié)構(gòu)，上部采用低密度炸藥為主，下部采用高密度炸藥為主，這樣在炸藥單耗不變的情況下提升裝藥高度和爆破質(zhì)量。當巖石波阻抗與炸藥匹配性較高時巖石破碎效果更佳，所以密度較低的堅硬巖石，可多應(yīng)用高密度和高爆速炸藥來獲得良好效果。通過改變參數(shù)后爆破質(zhì)量得到了極大改善，大塊率下降到5%，基本沒有根底現(xiàn)象。就是每次崩礦量比以前減少了10%～15%左右，但是能滿足生產(chǎn)要求。

3.2 爆破振動過大

根據(jù)試驗資料表明，爆破振動速度的大小與炸藥量、建構(gòu)設(shè)備爆破點距離、介質(zhì)情況、地形條件和采用的爆破方法等因素有關(guān)。爆破地震安全距離，主要是通過在地表對地面建筑物和邊坡求得位移、加速度、速度來確定。但使用速度較多，因為風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)使得爆破作業(yè)環(huán)境變的復(fù)雜，必須控制爆破振速。

控制爆破振動速度最有效的途徑就是減少一次起爆最大藥量。根據(jù)國家《爆破安全規(guī)程》安全允許振動標準，在主振頻率大于10 Hz小于等于50 Hz情況下，對于工業(yè)商業(yè)建筑物振動速度不應(yīng)大于3.5～4.5 cm/s[2]。由于山頂風(fēng)力發(fā)電機基礎(chǔ)到爆點垂直距離為65m，考慮爆破振動隨高度的放大效應(yīng)，設(shè)計振動速度不大于3 cm/s。風(fēng)力發(fā)電站距爆破最近直線距離為75m。

測點爆破振動速度可用薩道夫斯基公式計算：

式中，v為介質(zhì)質(zhì)點振動速度，cm/s；R為爆源距離，m；Q為炸藥量，kg；齊發(fā)爆破時取總藥量，分段爆破時取最大一段藥量；K、a為與爆破條件、巖石特性等有關(guān)的系數(shù)[3]，巖石為中硬K取150，a取1.5。通過計算一次爆破最大起爆藥量Q=117 kg。原爆破方案一次爆破2～3排炮孔，采用導(dǎo)爆管雷管整排分段微差起爆，一次起爆最大藥量960 kg，為保證山頂振動速度不大于3 cm/s，控制一次起爆藥量不大于117 kg。經(jīng)研究決定采用單孔單向微差爆破及孔底孔口采用13段雙導(dǎo)爆管雷管起爆，孔外采用3段導(dǎo)爆管雷管進行單孔傳爆，為保證爆破質(zhì)量使孔排間距各縮小0.2m。通過實踐，爆破效果良好，單孔藥量96 kg，爆破振速2.26 cm/s，符合規(guī)范要求。

3.3 邊坡控制爆破沒有達到理想狀態(tài)

爆破采用孔徑為115mm，孔間距2.5～3m，采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)裝Φ90藥卷。爆破后經(jīng)常出現(xiàn)超欠挖現(xiàn)象，邊坡孔痕率很低幾乎看不到，并出現(xiàn)傘檐、根底及危石現(xiàn)象，分析原因主要有以下方面。

3.3.1 光面孔孔徑選擇過大，孔間距過大

光面鉆孔孔徑的確定十分重要，選擇合理與否直接關(guān)系著光面爆破效果、成本和質(zhì)量。孔徑的大小是決定孔距的依據(jù)，通過研究分析后決定采用Φ90孔徑，裝Φ70藥卷，孔間距采用1m。

3.3.2 線裝藥密度不合理

造成超欠挖現(xiàn)象，主要是線裝藥密度不合理，線裝藥密度是光面爆破最關(guān)鍵的要素。合理的線裝藥密度不僅可以保證裂隙縫的貫通，而且使邊坡達到穩(wěn)定、平整、光滑美觀的要求。但藥量太大會破壞邊坡壁面造成超挖現(xiàn)象，藥量過少造成光面孔無法貫通形成凸巖?？椎子捎诔畈糠謯A制力大，裝藥過少造成邊坡出現(xiàn)根底。分析后采用長竹片搭接用導(dǎo)爆索起爆。

3.3.3 炮孔堵塞長度問題

實踐證明炮孔堵塞質(zhì)量和堵塞長度對水平預(yù)裂貫通有一定影響。堵塞采用粘土或者砂加粘土，嚴禁用石塊堵塞。堵塞過短爆破沖擊波逸出，不容易形成孔壁貫通。堵塞過長孔口部位爆破效果差，形成傘檐、危石。堵塞長度必須滿足20～30倍孔徑。

4 結(jié)語

通過對雙林亭礦區(qū)爆破現(xiàn)場爆破技術(shù)參數(shù)進行調(diào)整，優(yōu)化爆破質(zhì)量，基本解決了上述出現(xiàn)的質(zhì)量問題及隱患現(xiàn)象，大大改善了安全生產(chǎn)條件，提高了鏟運效率，取得了良好的經(jīng)濟效益。

[1] 福建省莆田市涵江區(qū)雙林亭礦區(qū)建筑用凝灰?guī)r礦開采方案設(shè)計[Z].福州：福建省冶金工業(yè)設(shè)計院，2013.

[2] 汪旭光，鄭炳旭，張正忠，等.爆破手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

[3] 汪旭光.爆破設(shè)計與施工[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2015.

Application of Deep-hole Blasting in Open Pit M ine of Shuanglinting M ining Area

Yang Zhen
（Luojiahe Copper M ine,ShanxiW ulong Investment Group Co.,Ltd.,Yuanqu Shanxi 043700）

Based on the research of Shuanglintingmining blasting site and borehole parameters,this paper proposes corresponding solutions as to the existing problems,including the adjustment of drilling hole network parameters and loaded constitution so as tomeet the requirements of blasting safety and quality,thereby reducing the blasting damage,improving the strength of steep slope.

resistance interval;charge;millisecond blasting

TD824.2

A

1672-1152（2017）05-0108-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.05.41

2017-09-09

楊振（1977—），男，本科，畢業(yè)于太原理工大學(xué)，采礦工程專業(yè)，現(xiàn)從事采礦工程生產(chǎn)技術(shù)與研究工作，采礦工程師。

（編輯：王瑾）