試論露天礦含水地層深孔爆破施工管理對策

姜德程

國家能源集團(tuán)準(zhǔn)能集團(tuán)公司哈爾烏素露天煤礦穿爆隊(duì)，中國·內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300

1 引言

現(xiàn)階段，中國在礦山生產(chǎn)方面炸藥消耗量達(dá)到3000萬噸/年，同時呈現(xiàn)逐年增加趨勢，而爆破作業(yè)具有高產(chǎn)出與成本低的特點(diǎn)，受到施工單位與礦山企業(yè)青睞，而深孔爆破是礦山行業(yè)主要爆破方式。此種方式具有安全可靠、落方量大以及生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)[1]。然而，基于含水層條件，會導(dǎo)致裝藥結(jié)構(gòu)精度等方面受到一定影響，極易造成質(zhì)量問題與安全問題。

2 露天礦含水地層深孔爆破技術(shù)

對于深孔爆破主要指鉆孔深度超出5m、直徑超出75mm的炮孔爆破技術(shù)，該爆破技術(shù)具有可以選擇綜合機(jī)械化作業(yè)以及單位鉆孔施工作業(yè)量少、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，在地下開挖與露天開挖工程中具有廣泛應(yīng)用。該技術(shù)在中國的鐵路項(xiàng)目開挖、水利工程、采礦以及礦山剝離等方面具有廣泛應(yīng)用，在長期實(shí)踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)其具有綜合效益高、飛石少、開采能力突出、施工條件好等優(yōu)勢。其要點(diǎn)如下：在含水地層爆破過程中，主要器材選擇防水性能突出的乳化炸藥；借助對起爆范圍、堵塞質(zhì)量以及堵塞長度進(jìn)行控制等，有效減小飛石傷害范圍；選擇毫秒延時雷管以及非電導(dǎo)爆管構(gòu)建起爆網(wǎng)絡(luò)，借助對延時時間以及單段起爆量進(jìn)行控制，減小爆破振動在附近結(jié)構(gòu)物方面產(chǎn)生的影響。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于含水地層自身性質(zhì)，還會出現(xiàn)一些問題，以下介紹幾種常見爆破問題。

3 露天礦含水地層深孔爆破常見問題

3.1 塌孔

對于砂巖層與泥巖地區(qū)，因?yàn)閹r石整體性較差，完成炮孔鉆鑿施工之后，地下水一般會匯集到爆孔中，產(chǎn)生滲流問題，對孔壁造成沖刷，極易導(dǎo)致塌孔問題。

3.2 裝藥缺乏連續(xù)性

開展裝藥作業(yè)時，因?yàn)榭妆陂L期處于地下水環(huán)境中會變得松軟，并且炸藥入孔過程中擾動孔壁，造成孔壁巖土脫落，導(dǎo)致裝藥缺乏連續(xù)性。

3.3 炸藥淤塞

在地下水位與爆孔較深情況下，因?yàn)檎ㄋ幦肟走^程中自由下落具有較高的高度，入水過程和水面形成較大撞擊力，由于乳化炸藥形態(tài)主要是乳膠狀，進(jìn)而在水面撞擊之后會導(dǎo)致炮孔淤塞與變形，進(jìn)而造成水下位置難以順利開展炸藥裝填工作。

3.4 起爆網(wǎng)絡(luò)缺乏良好準(zhǔn)爆性

對于含水地層爆破作業(yè)，因?yàn)榈孛婢哂休^多淤泥與積水，極易對四通接頭造成污染，嚴(yán)重影響起爆網(wǎng)絡(luò)連接效果，進(jìn)而造成起爆網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)爆性造成影響。

對此，需要進(jìn)行積極有效的控制，所以論文制定了以下幾點(diǎn)爆破施工管理策略。

4 露天礦含水地層深孔爆破施工管控策略

4.1 爆破孔施工管理

①科學(xué)確定鉆孔深度?？咨顚τ谂诳籽b藥量、爆破之后的根底情況等具有重要影響，可以借助公式計(jì)算孔深：

L=（H+h）/sinα。

其中，L代表孔深，單位為m；H代表臺階高度，單位為m；α代表炮孔的傾斜角，單位為°；H代表超深，單位為m。

在干燥炮孔方面，孔深即鉆孔深度，根據(jù)巖石軟硬性質(zhì)的不同，有的鉆孔深度也會超深1～2m來優(yōu)化爆破效果。在含水層鉆孔方面，因?yàn)榭妆跁艿届o水壓影響，進(jìn)行鉆孔施工作業(yè)時，并不能將巖渣全部排出孔外，最終堆積到孔底，對有效孔深產(chǎn)生一定影響。因此，含水層鉆孔深度需要比設(shè)計(jì)孔深大。計(jì)算公式為：

L1=1/K×[（H+h）/sinα]

其中，L1代表含水層鉆孔深度，單位m；K代表有效孔深率，單位%，通過提桿之后炮孔深度和鉆進(jìn)深度比值計(jì)算K值，能夠借助試鉆獲取[2]。

②采用塑料袋對炮孔進(jìn)行覆蓋處理。在鉆孔施工中，主要通過塑料袋對炮孔進(jìn)行覆蓋處理，鉆機(jī)完成鉆孔作業(yè)之后，立即向廢舊炸藥袋填裝鉆渣，并覆蓋炮孔。能夠充分避免雨水進(jìn)入炮孔，同時可以避免鉆渣進(jìn)入炮孔中。

③鉆孔過程控制。第一是布孔，由技術(shù)負(fù)責(zé)人安排安全員、爆破員、鉆工以及技術(shù)員開展施工方法、質(zhì)量管理指標(biāo)以及安全措施等方面交底工作。第二，技術(shù)人員針對過程控制方法、爆破內(nèi)容等方面與鉆工人員展開書面交底工作，另外，講解炮孔保護(hù)、清孔等方面標(biāo)準(zhǔn)。第三，檢查以及校驗(yàn)測量器具，開展鉆孔作業(yè)前，應(yīng)該檢查校驗(yàn)測量器具。量角器與羅盤誤差需要控制在1°。鉆桿選擇水平尺與1m鋼板尺開展檢查工作，檢驗(yàn)合格后才可以進(jìn)行鉆孔施工。第四，鉆孔過程管控。爆破效果主要影響因素之一就是鉆孔質(zhì)量，所以需要充分重視鉆孔施工質(zhì)量，以此為基礎(chǔ)開展管理工作。而鉆機(jī)選擇與鉆孔質(zhì)量存在較大關(guān)聯(lián)，鉆孔施工前，技術(shù)人員需要結(jié)合爆破要求，科學(xué)選擇鉆孔機(jī)具，同時反復(fù)進(jìn)行調(diào)整，保證鉆孔要求得到充分滿足。一方面，提高鉆機(jī)方向精度。排距、孔距結(jié)合爆破要求選擇皮尺并借助內(nèi)插法展開有效確定，禁止選擇逐孔推移加密法，借助防水油漆對孔位展開編號以及標(biāo)識等處理進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)。另一方面，控制鉆孔傾角。以原則角度分析，確定鉆孔傾角過程中，主要選擇鉆機(jī)量角器，基于特殊情況應(yīng)該選擇羅盤進(jìn)行輔助。應(yīng)用羅盤方法過程中，主要將羅盤一側(cè)與鉆桿正中、上下緣等靠近，調(diào)整指針，滿足規(guī)定角度要求，對鉆桿進(jìn)行調(diào)整，促使水平儀氣泡能夠處于居中狀態(tài)，鉆桿傾角就是鉆孔傾角，基于羅盤自身誤差分析，可以對上述方法進(jìn)行重復(fù)，之后選擇角度均值，就是鉆孔傾角。

4.2 爆破施工前排水管理

通過排水作業(yè)，能夠充分節(jié)約防水炸藥，同時保證炸藥可以放置到孔底，在巖溶炮孔方面，通常具有涌水量大的特點(diǎn)，無法有效排除孔內(nèi)積水，由于孔壁孔洞與裂隙產(chǎn)生水流，在將孔內(nèi)水排除之后，會在短時間內(nèi)涌現(xiàn)大量水，無法及時填裝炸藥，一般需要采用防水炸藥。然而，因?yàn)榭變?nèi)水較多，同時炸藥無法有效下沉，并且極易發(fā)生堵孔問題，無法保證連續(xù)裝藥，導(dǎo)致炸藥威力無法充分發(fā)揮出來，進(jìn)而影響爆破效果。同時因?yàn)榕诳滋钊炼a(chǎn)生泥漿，無法為填塞質(zhì)量提供保障，也會對爆破效果產(chǎn)生影響。對于含水層炮孔，開展裝藥處理前，應(yīng)該借助鉆機(jī)風(fēng)管吹出炮孔此種積水，以提高裝藥施工便利性與效果，完成裝藥工作后，借助巖屑開展填塞作業(yè)，對填塞質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化，促使含水層炮孔填塞與裝藥等問題得到有效處理。

4.3 爆破作業(yè)施工管理

①裝藥、堵塞、網(wǎng)路以及網(wǎng)路連接檢查。爆破員接收《鉆孔驗(yàn)收合格證》《爆破申請單》與炮孔大樣圖之后，技術(shù)人員應(yīng)該結(jié)合具體情況組織開展技術(shù)交底與安全交底工作。爆破人員基于安全員監(jiān)督下，根據(jù)設(shè)計(jì)要求開展爆破器材分發(fā)工作，同時根據(jù)《爆破設(shè)計(jì)書》等開展爆破施工。技術(shù)人員在裝藥、填塞以及網(wǎng)絡(luò)連接等環(huán)節(jié)展開全過程指導(dǎo)與監(jiān)督工作，需要重點(diǎn)監(jiān)控填塞質(zhì)量、裝藥方式、填塞長度以及裝藥量等環(huán)節(jié)。若是和設(shè)計(jì)要求存在差異，則及時制定補(bǔ)救措施，有效控制偏差。完成裝藥以及堵塞等工作之后，安排爆破員與技術(shù)員開展一次網(wǎng)路檢查工作，確認(rèn)沒有問題之后才允許進(jìn)入下一工序。

②安全警戒。警戒點(diǎn)人員、警戒范圍以及警戒信號設(shè)置方面需要積極根據(jù)警戒方案開展，完成清場工作之后，指揮人員在接收警戒到位以及清場徹底等反饋信息之后，才可以將起爆信號發(fā)出，起爆員進(jìn)行操作。

③爆后檢查。在爆煙完全散盡，并對安全進(jìn)行全面確認(rèn)之后，安排安全員、爆破員以及技術(shù)員檢查盲炮、危石、邊坡以及爆堆穩(wěn)定性等問題，在確認(rèn)安全之后由總指揮發(fā)送解除警戒的指令。

4.4 安全管理

①安全生產(chǎn)措施。一方面，建立安全生產(chǎn)委員會，由項(xiàng)目經(jīng)理牽頭。委員會下設(shè)工程部、技術(shù)部、安全部等，并根據(jù)規(guī)定要求安排專職安全員開展監(jiān)督工作。另一方面，積極貫徹“預(yù)防為主，安全第一”的安全方針和安全生產(chǎn)相關(guān)的法律法規(guī)與政策。積極執(zhí)行業(yè)主安全規(guī)章制度，對安全責(zé)任制進(jìn)行有效落實(shí)，始終堅(jiān)持管理生產(chǎn)以及必須管理安全等原則，對安全施工獎懲制度進(jìn)行嚴(yán)格落實(shí)[3]。

②安全技術(shù)措施。首先，根據(jù)“三同時”規(guī)定對施工臨建規(guī)劃與設(shè)計(jì)進(jìn)行安全衛(wèi)生與設(shè)施設(shè)置。其次，有效編制安全技術(shù)策略，同時與施工人員開展交底工作，對安全技術(shù)落實(shí)進(jìn)行有效監(jiān)督。最后，在電氣、爆破以及其他特種崗位方面，應(yīng)該做到持證上崗，同時安排專業(yè)人員進(jìn)行監(jiān)督、檢查以及指導(dǎo)。

5 結(jié)語

對于含水層爆破施工而言，炮孔孔壁性能、爆炸性能等方面均會受到影響，所以應(yīng)該積極借助采用塑料袋對炮孔進(jìn)行覆蓋處理、爆破施工前排水、間隔裝藥、優(yōu)化填塞質(zhì)量等措施，提高爆破效果。同時積極開展安全管理與質(zhì)量管理等施工管理工作，為爆破作業(yè)提供保障。