預(yù)裂爆破在露天采場(chǎng)邊坡管理中的應(yīng)用

李成志

(江西都昌金鼎鎢鉬礦業(yè)有限公司,江西 九江 332600)

隨著本露天采場(chǎng)采剝工作面的不斷下降，其最終邊坡高度已達(dá)30余m，因采場(chǎng)采用高陡幫設(shè)計(jì)，其最終邊邦高度達(dá)252m，現(xiàn)有爆破參數(shù)及形式，因裂隙區(qū)范圍較大，致使最終邊坡裂隙交錯(cuò)、浮石、傘檐較多，隨著附近區(qū)域爆破活動(dòng)的進(jìn)行，經(jīng)過(guò)多次的爆破振動(dòng)和長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)雨侵蝕，最終邊坡圍巖穩(wěn)固性及穩(wěn)定性較差，圍巖存在脫落、失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)，給下部生產(chǎn)作業(yè)埋下了極大的安全隱患。為此，采場(chǎng)永久邊坡必須在爆破時(shí)就采取減震措施，為日后邊坡管理打好基礎(chǔ)。

1 區(qū)域地質(zhì)

礦體圍巖主要為二長(zhǎng)花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖?；◢忛W長(zhǎng)斑巖成分以斜長(zhǎng)石為主（約占50%），其次為石英（約占30%），黑云母（約占15%）及少量鉀長(zhǎng)石（5%）。二長(zhǎng)花崗斑巖為灰白色，主要由石英、鉀長(zhǎng)石及少量黑云母、斜長(zhǎng)石組成。礦石硬度系數(shù)f=20，平均密度為2.68t/m3。

2 預(yù)裂爆破參數(shù)選擇

因預(yù)裂孔施工位置為最終邊坡，其場(chǎng)地受到最終平臺(tái)寬度的限制，相對(duì)來(lái)說(shuō)120型潛孔鉆機(jī)外形尺寸較小、移動(dòng)靈活，其對(duì)場(chǎng)地有更好的適應(yīng)性，所以采場(chǎng)預(yù)裂爆破選用120型潛孔鉆機(jī)施工。

2.1 預(yù)裂孔線裝藥密度公式采用按露天礦山修訂后的公式進(jìn)行計(jì)算

其公式為：

保證不損壞孔壁的線裝藥密度

保證形成貫通相鄰炮孔裂縫的線裝藥密度

通過(guò)以上公式在實(shí)踐中的運(yùn)用，又總結(jié)出了線裝藥密度和孔距、孔徑及巖石的抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，其線裝藥密度公式為：

Δ線—線裝藥密度，g/m；r1—炮孔半徑，mm；[R壓]—巖體的抗壓強(qiáng)度，MPa；a—鉆孔孔距，cm；D—炮孔直徑，mm。

2.2 預(yù)裂孔孔距a

2.3 填塞長(zhǎng)度l1

根據(jù)以上公式，計(jì)算出鉆孔在不同孔距時(shí)的線裝藥密度：

表1 不同孔距情況下線裝藥密度

在實(shí)踐中，實(shí)際裝藥量會(huì)比公式（3）中的裝藥量大1.02-1.1倍。因爆破工程理論是經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，它決定了爆破方案必須通過(guò)不斷的試驗(yàn)才能摸索出適合特定項(xiàng)目的爆破方案，因此，通過(guò)試驗(yàn)，再根據(jù)爆破效果進(jìn)行參數(shù)的修正與調(diào)整，確定了如下參數(shù)。

表2 鉆孔相關(guān)參數(shù)

2.4 緩沖孔

為減小主爆區(qū)對(duì)受保護(hù)邊坡的破壞作用，在預(yù)裂孔與主爆區(qū)之間設(shè)置一排緩沖孔，以達(dá)到保護(hù)邊坡的目的。

表3 緩沖爆破孔的相關(guān)參數(shù)

2.5 主爆區(qū)孔網(wǎng)參數(shù)

主爆區(qū)沿用現(xiàn)有爆破形式及孔網(wǎng)參數(shù)

表4 主爆破區(qū)域鉆孔相關(guān)參數(shù)

2.6 起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

起爆網(wǎng)絡(luò)：預(yù)裂孔采用同時(shí)起爆的形式，先于主爆區(qū)炮孔100ms起爆，主爆區(qū)為了減小爆破震動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境、設(shè)備設(shè)施的影響，施工中采用逐排布孔，逐孔微差起爆方式進(jìn)行起爆。

圖1 預(yù)裂爆破炮孔參數(shù)示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

露天采場(chǎng)在144m平臺(tái)分別采用孔距為1m及1.3m參數(shù)組織了4次預(yù)裂爆破作業(yè)，處理邊坡3000余㎡，其預(yù)裂面較為完整，上部邊坡面有少量開(kāi)裂，但未產(chǎn)生倒角現(xiàn)象，效果較好。

因考慮到成本因素，我們進(jìn)行了預(yù)裂孔孔距為2.5m的預(yù)裂爆破實(shí)驗(yàn)，其主要存在以下問(wèn)題：

①距坡頂線約2m范圍內(nèi)邊坡開(kāi)裂嚴(yán)重，且存在倒角現(xiàn)象；②對(duì)預(yù)裂孔質(zhì)量要求很高，因預(yù)裂孔孔距達(dá)到了2.5m，其他炮孔因孔距過(guò)大，已無(wú)法提供補(bǔ)償措施，坡面更容易起伏不平。③因巖石硬度較大且預(yù)裂孔裝藥量較小，坡底易出現(xiàn)底根現(xiàn)象。

露天采場(chǎng)通過(guò)多次試驗(yàn)，共組織了1.5萬(wàn)㎡預(yù)裂爆破工作，我們已基本掌握了預(yù)裂孔孔距在1.5m以下的預(yù)裂爆破參數(shù)，接下來(lái)我們將重點(diǎn)進(jìn)行孔距在2.5m左右的預(yù)裂爆破參數(shù)定型、定量工作。目前，我們通過(guò)增加超深段藥量、儀器校準(zhǔn)等方法，已基本消除底根現(xiàn)象，坡面平整度也基本符合要求，但其坡頂?shù)菇乾F(xiàn)象還沒(méi)有得的明顯改善，這將是我們下一步努力的方向。