淺析露天采礦邊坡控制性爆破施工技術(shù)

戴新華 于天陽

扎魯特旗扎哈淖爾煤業(yè)有限公司 內(nèi)蒙古扎魯特旗 029100

露天采礦爆破施工中，成本控制、邊坡控制等均非常關(guān)鍵。爆破成本的控制，對于整個采礦成本的有效控制具有推動效應(yīng)。故此，在爆破施工準(zhǔn)備前期，要求全面運(yùn)用爆破技術(shù)方法，包括裝藥結(jié)構(gòu)、炸藥選擇、堵塞方式以及整個爆破網(wǎng)絡(luò)等。與此同時，爆破過程并非完全依照預(yù)期來進(jìn)行，往往還會出現(xiàn)很多影響采礦場邊坡安全與穩(wěn)定的不利因素。比如像常見的一些爆破后缺陷，邊坡結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì)、深孔爆破后產(chǎn)生的震動等。

1 影響露天爆破的原因

露天爆破作業(yè)受到的制約因素是多方面的，針對各方面的特別之處，主要從以下幾個方面分析：

第一，沒有依據(jù)規(guī)定測驗爆破器材。在自然現(xiàn)象的影響下，工業(yè)產(chǎn)品通常會在生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲藏的過程，被外界的溫度、干濕程度以及光照條件等因素影響，從而發(fā)生物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的變化，進(jìn)而影響到產(chǎn)品內(nèi)部，導(dǎo)致其原有的性質(zhì)發(fā)生改變，從而影響產(chǎn)品的存放以及使用效果。因此，必須在使用產(chǎn)品之前進(jìn)行檢驗，檢驗其是否符合各項標(biāo)準(zhǔn)，例如導(dǎo)爆管的外觀、傳爆的可靠性及速度，電雷管的外觀、電阻以及毫秒延期時間、電流的串聯(lián)情況以及爆力等。如若發(fā)現(xiàn)問題，需立即處理，避免影響后期使用。

第二，參數(shù)設(shè)計不當(dāng)。在進(jìn)行爆破工作之前，要掌握施工的鉆探情況，并對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行檢驗，在此基礎(chǔ)下做好調(diào)查工作，深入了解爆破點及周邊地區(qū)的地質(zhì)條件，以便及時掌握突發(fā)狀況。遇到復(fù)雜的地質(zhì)條件，依照科學(xué)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置合理參數(shù)，從而提高爆破工作的安全性。

第三，邊坡不穩(wěn)定。比如，在施工的過程中，要考慮到爆破操作的安全隱患，在處理過程中嚴(yán)格按照現(xiàn)有的開采原則進(jìn)行。

2 露天深孔臺階爆破技術(shù)

2.1 微差爆破技術(shù)

微差爆破作用原理包括：（1）應(yīng)力波疊加作用；（2）增加自由面作用；（3）巖塊相互碰撞作用；（4）減少爆破震動作用；（5）控制爆堆形狀作用。微差時間的選擇主要與巖石的性質(zhì)，阻力線，減震要求和起爆設(shè)備有關(guān)，金露天礦中常用的微差間隔時間取值硬巖石采用較小的值，軟巖可以選擇較大的值。

2.2 光面爆破技術(shù)/預(yù)裂爆破技術(shù)

露天開采到最終境界時，爆破工作涉及保護(hù)邊坡穩(wěn)定性的問題。在爆破過程中，生產(chǎn)規(guī)模越大，露天爆破巖石量和炸藥的使用量就越大，對邊坡的穩(wěn)定性造成的影響也更為嚴(yán)重，因此，我們必須通過合理的爆破技術(shù)減少對邊坡的破壞。光面爆破和預(yù)裂爆破是一種簡單易行的技術(shù)措施，除確定孔距、裝藥密度、不耦合系數(shù)等參數(shù)外，更需要在施工過程中嚴(yán)格控制鉆孔、裝藥和堵塞操作。

2.3 留渣擠壓爆破

留渣擠壓爆破是在爆破前保留一定厚度的爆渣，對爆破進(jìn)行擠壓，使破碎的巖塊產(chǎn)生破碎和擠壓，形成再次破碎，阻礙巖體裂隙的發(fā)展，延長爆破的作用時間，由此達(dá)到提高炸藥能量利用率，使爆渣塊度均勻，減少大塊根底的目的。由于不要求爆破后清除堆渣，可以連續(xù)地進(jìn)行爆破，減少了停產(chǎn)等待、爆破設(shè)備轉(zhuǎn)移等時間，提高生產(chǎn)效率。但是，留渣擠壓爆破也存在以下幾個問題：（1）一般情況下會有隆起現(xiàn)象存在，當(dāng)隆起較大的時候，會影響挖掘機(jī)的安全運(yùn)行；（2）看不清巖性和地質(zhì)條件，給設(shè)置孔網(wǎng)參數(shù)增加困難；（3）單耗較清渣爆破有所增加。所以在爆破過程中為了解決這些問題要盡量做到：第一，減少渣體的堆放時間；第二，延長最后一排孔的起爆時間，增加巖石的位移；第三，增加第一排孔的裝藥量，每排增加；第四，嚴(yán)格測量驗收工作，確保底盤抵抗線滿足設(shè)計要求；第五，根據(jù)爆堆的松散程度，及時調(diào)整留渣的厚度，保證第一排孔的爆破質(zhì)量。

2.4 強(qiáng)化穿孔作業(yè)管理

確定合理孔網(wǎng)參數(shù)，提高爆破炮孔質(zhì)量。穿孔質(zhì)量的好壞直接影響到爆破效果，加強(qiáng)穿孔作業(yè)管理，是保證爆破成功的前提。穿爆工作由采礦技術(shù)人員專管，根據(jù)爆區(qū)巖性結(jié)合采裝設(shè)備類型，確定合理的孔網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，并監(jiān)督鉆工嚴(yán)格按設(shè)計施工，確?？紫颍ㄗ杂擅妫⒖孜弧⒖咨钸_(dá)到要求。采取爆前系統(tǒng)驗收制度，對不合格或廢孔的，不計產(chǎn)量并要求補(bǔ)鉆。爆破炮孔質(zhì)量得到較大保障。

2.5 優(yōu)化選擇起爆網(wǎng)絡(luò)

起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計非常重要，炮孔起爆順序的確定更為關(guān)鍵，其合理性對爆破效果有著直接影響，因此每次爆破都要根據(jù)實際情況來選擇最優(yōu)的起爆方式。對松軟的風(fēng)化巖及泥巖，使用逐排孔內(nèi)微差起爆，由于此類巖石爆破不易產(chǎn)生大塊與根底，采裝工作對爆破要求不高，裝藥及網(wǎng)絡(luò)布設(shè)操作較簡單，方便工人施工。碳酸錳礦石因?qū)Υ髩K率要求高，原生巖較堅硬，采取斜線順序起爆，提高炮孔的臨近系數(shù)，以增大孔距、縮小抵抗線的爆破技術(shù)，增大爆破漏斗角，開創(chuàng)弧形爆破界面，增強(qiáng)了反射拉伸應(yīng)力波作用，加強(qiáng)巖石的破碎程度，改善爆破質(zhì)量，此起爆網(wǎng)絡(luò)爆堆集中且平緩，塊度均勻，破碎較好，不產(chǎn)生根底，便于采裝作業(yè)。對于露天邊坡的爆破，采取位于邊坡界線處，采用小孔距、多鉆孔、少裝藥，實行預(yù)裂控制爆破，先起爆預(yù)裂孔，后按自由面方向順序逐排孔內(nèi)微差起爆，減少主爆區(qū)爆轟波與爆震對邊坡巖層破壞，確保了邊坡的完整穩(wěn)定。

2.6 邊坡控制性分析

露天采礦工程在爆破作業(yè)時的大體參數(shù)，包括炸藥量、巖石堅固系數(shù)等。如上，簡言之，邊坡控制性爆破，早期的勘查、計劃、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析很有必要，也是近幾年國內(nèi)煤礦企業(yè)普通采用的一種綜合模式。通過測算分析出單位炸藥量與待爆破礦區(qū)巖石堅固性的關(guān)系，然后即可按照硝銨炸藥的標(biāo)準(zhǔn)來配置炸藥量并優(yōu)化炸藥結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)語

簡而言之，爆破作為露天采礦的主要過程，至關(guān)重要，對臺階爆破的研究應(yīng)不斷深入，提高爆破技術(shù)，確保露天采礦工程安全、持續(xù)進(jìn)行。