汪振南

（銅陵縣勁松石料有限公司，安徽 銅陵 244000）

淺談小型露天礦山中深孔爆破施工組織及事故預(yù)防和處理

汪振南

（銅陵縣勁松石料有限公司，安徽 銅陵 244000）

由于露天礦山多數(shù)因不分臺(tái)階開采而造成高處墜落、坍塌、浮石打擊和爆破飛石等事故，文章從露天礦山中深孔爆破開采這一安全技術(shù)入手，根據(jù)該采礦方法的特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，闡明中深孔爆破在露天礦山生產(chǎn)中的應(yīng)用，并提出相應(yīng)的施工組織及事故預(yù)防和處理措施。

中深孔爆破；施工組織；事故；預(yù)防；處理

一、采用中深孔爆破開采技術(shù)目的

中深孔爆破是指炮孔直徑大于50mm，炮孔深度超過5m的炮孔爆破。中深孔爆破開采是露天礦山安全的技術(shù)保障，主要體現(xiàn)在：一是有效預(yù)防和控制事故。露天礦山事故，多數(shù)是因不分臺(tái)階開采而造成高處墜落、坍塌、浮石打擊和爆破飛石等事故。中深孔爆破開采技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的開采方式和爆破方法，實(shí)現(xiàn)分臺(tái)階開采和多孔微差爆破，可以預(yù)防因不分臺(tái)階開采和淺孔爆破造成的事故。二是保障礦山從業(yè)人員的安全。中深孔爆破開采技術(shù)改革了礦山開采方式，實(shí)現(xiàn)自上而下的分臺(tái)階開采，從根本上改變了高陡邊坡、一面墻、掏底崩落等不安全的違規(guī)開采方式，消除了礦山作業(yè)人員在不安全狀態(tài)下冒險(xiǎn)作業(yè)的行為，可以有效預(yù)防和控制礦山開采中高處墜落、坍塌、浮石打擊等事故，從而對(duì)從業(yè)人員的安全有了根本的保障。三是保障礦山爆破安全。采用多孔微差爆破的中深孔爆破技術(shù)，根據(jù)最小抵抗線的大小和爆破經(jīng)驗(yàn)，按一定方式布置較多的炮孔，進(jìn)行較大面積和體積的爆破。中深孔的藥柱均勻，震動(dòng)小，爆破量大，爆破效果好，爆破次數(shù)減少，飛石不遠(yuǎn)，爆堆相對(duì)集中，爆破后的邊坡基本沒有浮石等優(yōu)點(diǎn)，改變了傳統(tǒng)爆破方式的弊端，從根本上提高了爆破安全系數(shù)，有效地預(yù)防和控制爆破事故。四是提高礦山生產(chǎn)綜合效率。中深孔爆破技術(shù)的推廣和應(yīng)用，對(duì)于整合礦山資源、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)力，降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益，控制礦山開采次生災(zāi)害，保護(hù)生態(tài)和周邊環(huán)境等各方面都能夠起到很好的效果，從而有利于促進(jìn)企業(yè)發(fā)展壯大。

二、關(guān)于中深孔爆破開采方法及設(shè)計(jì)原則的分析

（一）中深孔爆破開采主要注意以下問題：一是根據(jù)礦山礦體的賦存狀況，設(shè)計(jì)采場(chǎng)參數(shù)為：臺(tái)階高度：10m；最終臺(tái)階高度：20m;安全平臺(tái)寬度：≥5m；工作平臺(tái)寬度：≥18m；臺(tái)階坡面角：≤65°；最終幫坡角：上盤≤48°，下盤≤45°；二是礦山開拓方式。礦山采用露天水平分臺(tái)階開采，選用公路開拓汽車運(yùn)輸方案、直進(jìn)式布線方式。三是鑿巖與爆破。根據(jù)礦山年采剝總量的要求，設(shè)計(jì)選用KQY-90型潛孔鉆機(jī)進(jìn)行穿孔作業(yè)，孔徑90mm，孔深11m，梅花形布孔，孔距 3.7m，排距3.2m，鉆孔傾角75°，采用多排中深孔松動(dòng)爆破崩礦，非電導(dǎo)爆管組合藥包起爆，炸藥選用巖石粉狀乳化炸藥。生產(chǎn)過程中采場(chǎng)出現(xiàn)的大塊，采用挖掘機(jī)配液壓破碎錘進(jìn)行機(jī)械破碎。四是裝載運(yùn)輸。礦山采用大宇DH220LC-V挖掘機(jī)進(jìn)行礦山采準(zhǔn)、修建道路及輔助生產(chǎn)、破碎大塊等作業(yè)，采用常林30型鏟車或挖掘機(jī)進(jìn)行礦石裝車作業(yè)。采場(chǎng)內(nèi)工作面采用10t自卸汽車運(yùn)輸，剝離的表土、廢石等直接運(yùn)往排土場(chǎng)和廢石回填區(qū)域進(jìn)行堆放。五是排水。采場(chǎng)采用山坡露天式開采，采場(chǎng)內(nèi)積水可自然排泄，各開采階段充分利用山坡地形，沿道路旁及時(shí)開挖引水溝，將水排入附近水塘。

（二）關(guān)于中深孔爆破設(shè)計(jì)原則。中深孔爆破與淺孔爆破不一樣，爆破一次總爆藥量較大，爆破地震波、空氣沖擊波、個(gè)別飛石都容易產(chǎn)生危害作用。因此，必須根據(jù)露天礦山已采現(xiàn)狀及工程地質(zhì)情況，認(rèn)真分析，確定合理的臺(tái)階高度和深孔爆破參數(shù)，結(jié)合周圍環(huán)境，指定一個(gè)切實(shí)可行、技術(shù)上安全可靠的中深孔爆破方案，充分利用現(xiàn)有的爆破自由面和補(bǔ)償空間，對(duì)礦石進(jìn)行松動(dòng)和拋擲，是礦石按預(yù)定方案崩落，確定爆破點(diǎn)前方建筑物、機(jī)械設(shè)備和側(cè)面相鄰露天礦山、居民不受危害。在爆破過程中，才去分次、分段爆破方法，是爆破地震波，空氣沖擊波、爆破飛石得到有效控制，重點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、人員以及周圍建筑物和相鄰露天礦山的安全。

三、中深孔爆破方法

（一）施爆方法

1.為了使礦石安全崩落并將爆破危害控制到最小程度，擬對(duì)該露天礦山實(shí)行分次、分段、分臺(tái)階深孔爆破崩落。露天臺(tái)階式開采、具體臺(tái)階高度根據(jù)采裝設(shè)備的安全效能和現(xiàn)場(chǎng)山坡情況確定，確保采裝設(shè)備安全，高效和邊坡穩(wěn)定。該處爆破自由面及補(bǔ)償空間比較充分，能滿足礦石的松散要求。

2.爆破穿孔設(shè)備選用鉆頭直徑φ90mm的潛孔鉆機(jī)，根據(jù)爆破參數(shù)設(shè)計(jì)，施工垂直深孔，施工孔深約11米。同時(shí)，根據(jù)山坡高度，孔深可適當(dāng)變化，確保能形成幾個(gè)臺(tái)階，以利安全，臺(tái)階平臺(tái)寬度不得小于12米。

3.進(jìn)行深孔爆破時(shí)，地形、山坡、節(jié)理、裂縫、軟夾層、斷層和氣候條件都容易產(chǎn)生飛石，因此在施工深孔時(shí)，必須避開軟夾層、裂縫、斷層等，以免爆破時(shí)從這些方面沖出飛石。

4.根據(jù)生產(chǎn)需要，爆破采用分次、分段方法，運(yùn)用微差控制爆破技術(shù)，每次爆破至少要分三段以上響炮，每段響炮時(shí)間間隔75/s左右，以使前排與后排爆后發(fā)生猛烈的碰撞，以大大減少大塊產(chǎn)生率，使二次破碎工作量減少。

5.以露天礦山先有空?qǐng)鰹楸谱杂擅?，自由面方向隨著爆破可進(jìn)行改變，確保爆破時(shí)對(duì)周邊建筑物的影響減小到最低程度。合理確定抵抗線及孔網(wǎng)參數(shù)。每排炮孔為一段響炮，依次往后類推，現(xiàn)場(chǎng)可進(jìn)行小型試驗(yàn)，以便根據(jù)巖石變化情況確定更加合理的爆破參數(shù)。

6.深孔爆破起爆網(wǎng)絡(luò)采用非電導(dǎo)爆系統(tǒng)（也可采用電雷管起爆系統(tǒng)）。為使炮孔起爆萬無一失，采用雙爆網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行起爆，每個(gè)孔起爆藥包放兩發(fā)非電導(dǎo)爆管，然后每9個(gè)孔分成一組接激發(fā)導(dǎo)爆雷管，再用主線導(dǎo)爆管牽至安全地點(diǎn)，等待合閘指令，也可采用導(dǎo)爆管和電雷管混合起爆方法。起爆器采用高壓脈沖起爆器或電起爆器。

（二）控爆形式

1.微差起爆、松動(dòng)起爆，孔內(nèi)延期。即采用導(dǎo)爆管毫秒延期雷管，通過分段起爆，控制起爆地地震波、空氣沖擊波及飛石的距離（如采用電力起爆系統(tǒng)，也要分段起爆）。

2.控制藥量。一次齊爆藥量控制在1t內(nèi)。

3.確保深孔炮孔的堵塞長(zhǎng)度和質(zhì)量，防止沖天炮的產(chǎn)生。

4.二次破碎采用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，以防止個(gè)別飛石的危害。

（三）爆破器材

1.炸藥：φ70mm（每條藥長(zhǎng)500mm）2#巖石硝銨炸藥或乳化炸藥，也可使用散裝乳化炸藥。

2.雷管：毫秒延期非電導(dǎo)爆雷管（腳線長(zhǎng)20m），或電雷管。

3.主線導(dǎo)爆管或電起爆網(wǎng)絡(luò)主線長(zhǎng)度：根據(jù)安全距離確定。

（四）爆破參數(shù)的選擇與計(jì)算

1.孔徑d：根據(jù)鑿巖設(shè)備，炮孔直徑為90mm。

2.鉆孔形式：垂直鉆孔。為保證邊坡穩(wěn)定，最后一排孔可適當(dāng)傾斜，傾斜角度確保邊坡穩(wěn)定。

3.布孔方式：多排梅花形布孔方式。

4.炮孔深度H：為充分利用鉆機(jī)的效率，取H=11M。根據(jù)山體坡度，前排孔深可適當(dāng)減少，以保證臺(tái)階平整。

5.底盤抵抗線W：根據(jù)類似礦山的開采經(jīng)驗(yàn)，取w=38d,即w=3.4m。

6.炮眼距離a：根據(jù)巖石結(jié)構(gòu)和爆破方法，取a=1.1W,即a=3.7m。

7.炮孔排距b：根據(jù)最小抵抗線和排距與孔距之間的關(guān)系，b=0.866a,即b=3.2m。

8.單位炸藥消耗量q：根據(jù)巖石的爆破性、炸藥種類、自由面條件和塊度要求，取q=0.32kg/m3

9.單孔裝藥量：根據(jù)類似采石廠深孔爆破的經(jīng)驗(yàn)，單孔裝藥量計(jì)算公式為：Q=q.a.w.H=0.32×3.7×3.4×11=44kg

10.炮孔堵塞長(zhǎng)度L：為充分利用炸藥的爆炸能，取得良好的爆破效果，防止沖天炮的產(chǎn)生，堵塞長(zhǎng)度取L=3.5-4.0m。

（五）爆破安全距離的確定

1.爆破地震波（R地）

K、a—與爆破點(diǎn)地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)、查表取 K=150，a=1.75；

V—地震安全速度，3cm/s；

Q—最大一段齊爆炸藥量kg（取3個(gè)孔裝藥量）；

M—藥量指數(shù)，取1/3；

2.飛石安全距離（R飛）：

式中：K—與地形、風(fēng)向等有關(guān)的系數(shù)，取K=1.5米

n—藥包的爆破作用指數(shù)，取n=0.866

所以：R飛=20Kn2W底=20×1.5×0.8662×3.4=76.5米

但根據(jù)GB6722-2003《爆破安全規(guī)程》規(guī)定，露天深孔爆破個(gè)別飛石最小安全距離不小于200米，以上計(jì)算飛石距離為參考值。

（六）安全防護(hù)與爆破警戒

1.防護(hù)措施：

（1）爆破前對(duì)采場(chǎng)內(nèi)機(jī)械設(shè)備能撤離的全部撤離，不能撤離的要采用覆蓋等防護(hù)措施。

（2）爆破前要將所有通往采石廠的電路斷電。

（3）爆破噪音與灰塵：采用自然通風(fēng)，爆破后，必須通風(fēng)15分鐘以上。爆破噪音可不考慮。

2.作業(yè)警戒及爆破警戒：

（1）在爆破進(jìn)行裝藥、連線時(shí)所有非爆破人員一律不準(zhǔn)進(jìn)入爆破作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，相鄰露天礦山禁止爆破作業(yè)。

（2）爆破前一天以安民告示方式告知爆區(qū)附近全體居民，及包括居住在石料廠區(qū)內(nèi)的辦公室人員，使他們知道起爆時(shí)間、警戒范圍、警戒標(biāo)志和響聲的意義以及發(fā)出信號(hào)的方法和時(shí)間，及時(shí)組織人員撤離。

（3）爆破前30分鐘，爆破點(diǎn)正面、側(cè)面及相鄰石料廠所有居民和人員全部撤至距爆破點(diǎn)300米以外區(qū)域，爆破點(diǎn)后面及側(cè)面山頭上要派人巡查，嚴(yán)防距爆破點(diǎn)200米之內(nèi)有人活動(dòng)。

（4）采石廠山頭上要插紅旗以示爆破點(diǎn)，距爆破點(diǎn)300米兩端設(shè)置爆破警示牌提示過往行人及車輛，所有路口必須派專人警戒。

（5）爆破點(diǎn)前方爆破警戒區(qū)域要派專人巡視，爆破前要將所有人員全部撤離。

（6）爆破前半小時(shí)，所有警戒人員必須全部到位，持有警戒旗。

（七）起爆信號(hào)及起爆方式

1.爆破時(shí)同時(shí)發(fā)出聲響信號(hào)和視覺信號(hào)，采用警報(bào)器拉鳴，共三次：

第一次信號(hào)——預(yù)警信號(hào)，所有與爆破無關(guān)人員立即撤離到警戒區(qū)以外。爆破警戒范圍內(nèi)開始清場(chǎng)工作；第二次信號(hào)——起爆信號(hào)，具備安全起爆條件，確認(rèn)警戒范圍內(nèi)無人，具備安全起爆條件，準(zhǔn)許起爆；第三次信號(hào)——解除爆破警戒信號(hào)，爆破完畢。

2.由爆破指揮長(zhǎng)檢查爆破前各項(xiàng)工作并確認(rèn)符合安全條件后下達(dá)起爆命令。爆破后仍由爆破指揮長(zhǎng)下達(dá)解除警戒令。各種類信號(hào)均應(yīng)使爆破警戒區(qū)域及附近人員能清楚聽到或看到。

四、施工組織及事故預(yù)防和處理

1.成立爆破指揮部，各項(xiàng)爆破工程有關(guān)事項(xiàng)都由爆破指揮部統(tǒng)一指揮。為確保安全起爆，必須做到分工明確，責(zé)任到人。各負(fù)其責(zé)。

2.認(rèn)真組織炮孔施工及驗(yàn)收工作，做好記錄，確保深孔施工質(zhì)量。

3.認(rèn)真進(jìn)行爆破時(shí)裝藥、堵塞、聯(lián)線工作。

4.爆破結(jié)束必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，看有無盲炮。同時(shí)對(duì)采場(chǎng)邊坡進(jìn)行檢查，看有無滑坡危害。經(jīng)檢查確認(rèn)安全后，其他人員方可進(jìn)入。

5.加強(qiáng)爆破器材的運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)管理，在指定的安全場(chǎng)所加工起爆藥包。

6.爆破作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置明顯的標(biāo)志，警戒工作必須專人負(fù)責(zé)。

7.如發(fā)現(xiàn)爆破不完全時(shí)，應(yīng)立即劃定安全范圍派專人看守，無關(guān)人員不得接近，并立即制定處理方案，必要時(shí)實(shí)施二次爆破。

8.若采場(chǎng)邊坡出現(xiàn)滑坡征兆時(shí)，應(yīng)立即停止所有作業(yè)報(bào)相應(yīng)部門及時(shí)處理。同時(shí)搞好采場(chǎng)邊坡日常監(jiān)測(cè)工作并做好事記錄。

9.爆破地震波及空氣沖擊波對(duì)相鄰石料廠可能有影響，因此，相鄰采石廠在施工前要派專人進(jìn)行邊坡清理，防止有邊坡塌坍危險(xiǎn)，造成安全事故。建議兩石料廠建立統(tǒng)一管理和指揮放炮的組織機(jī)構(gòu)。

10.發(fā)現(xiàn)爆破器材遺失或被盜，應(yīng)及時(shí)報(bào)告當(dāng)?shù)毓膊块T。

11.嚴(yán)格遵守GB6722-2003《爆破安全規(guī)程》和《中華人民共和國(guó)民用爆炸物品管理?xiàng)l例》。

12.抓好礦山安全教育工作，提高作業(yè)人員的素質(zhì)。特種作業(yè)人員必須持證上崗。

13.現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員勞動(dòng)保護(hù)用品必須佩戴齊全，在距墜落高度基準(zhǔn)面2米及以上的高處作業(yè)人員必須使用保險(xiǎn)繩，保險(xiǎn)繩的安全系數(shù)不小于5。

14.合理安排爆破時(shí)間。

五、結(jié)語

高處墜落、坍塌、浮石打擊和爆破飛石等事故在露天礦山礦山生產(chǎn)中極易發(fā)生，它不僅可導(dǎo)致礦山重、特大事故的發(fā)生，同時(shí)也嚴(yán)重制約礦山安全生產(chǎn)。因此，必須引起我們高度重視。要嚴(yán)格執(zhí)行《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》（GB16423-2006）等標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，采取中深孔爆破開采技術(shù)，加強(qiáng)安全管理，積極開展安全標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，不斷提高職工素質(zhì)及操作技能。總之，通過我們的努力，相信礦山事故會(huì)大大減少。

[1]楊國(guó)春.礦床露天開采[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

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TD235 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A

1671-152X（2011）03-0077-03

2011-07-12

汪振南（1963-），男，安徽銅陵人，銅陵縣勁松石料有限公司總工程師，工程師。

殷和平）