摘要 在準(zhǔn)東露天煤礦，使用高精度導(dǎo)爆管雷管實(shí)現(xiàn)了逐孔起爆；采用逐孔起爆技術(shù)實(shí)施大孔徑高臺階爆破，能夠擴(kuò)大爆破施工規(guī)模，并有效控制爆破振動及飛石等爆破危害。

關(guān)鍵詞 逐孔起爆；爆破振動；爆破安全

中圖分類號 TD235 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）122-0164-02

1 工程概況

神華新疆能源有限責(zé)任公司準(zhǔn)東露天煤礦位于卡拉麥里山南麓，地勢總趨勢呈北高南低的緩傾斜坡。地貌形態(tài)為殘丘狀的剝蝕平原，海拔567 m～617 m，比高為12.8 m/km。礦區(qū)內(nèi)煤層頂板以砂巖和泥巖類為主，其次為細(xì)砂巖、粉砂巖；底板以泥巖、細(xì)、粉砂巖為主。天然容重平均為2.20 t/m3，天然平均抗壓強(qiáng)度小于30 Mpa，屬于中等硬度巖石類型。

由于生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，準(zhǔn)東露天煤礦引進(jìn)了大型鉆機(jī)及配套挖運(yùn)設(shè)備，因而需要調(diào)整傳統(tǒng)爆破工藝。實(shí)驗(yàn)爆區(qū)位于準(zhǔn)東露天煤礦542平盤，下部平盤兩臺WK—35型電鏟在施工期間將正常作業(yè)，爆破時需撤至安全區(qū)域避炮。爆區(qū)西側(cè)地表篩分系統(tǒng)距爆區(qū)約420 m。爆區(qū)周圍無特別需要保護(hù)的對象，爆破安全環(huán)境相對比較好。

2 爆破方案

根據(jù)準(zhǔn)東露天煤礦生產(chǎn)施工情況，選擇爆破方案要考慮以下因素：首先，爆破施工工藝應(yīng)安全有效，能夠保證爆破效果，不留根底，確保后續(xù)工作平臺的平整，方便爆碴清運(yùn)；其次，將大塊率控制在0.3%以內(nèi)，能滿足35 m3電鏟采裝要求，爆堆的前伸距離不得大于1.2倍臺階高度，爆區(qū)后排處塌陷溝深度小于1.5 m；最后，確保爆破作業(yè)安全，避免爆破飛石危害臨近建筑物、周圍作業(yè)人員和設(shè)備以及爆破震動對臨近建筑物、邊坡的影響等。

根據(jù)生產(chǎn)施工條件以及上述因素考慮，經(jīng)研究決定采用以下爆破方案：1）采用高精度導(dǎo)爆管雷管實(shí)現(xiàn)逐孔起爆，通過控制最大一段齊發(fā)藥量來減小爆破震動。2）采用減弱松動爆破，嚴(yán)格控制藥量，保證堵塞長度和堵塞質(zhì)量等，控制飛石。3）采用梅花形布孔，耦合裝藥結(jié)構(gòu)。4）選擇適當(dāng)超深，改善爆破效果，減少根底。

3 爆破參數(shù)設(shè)計

3.1 孔網(wǎng)參數(shù)

我公司在該礦配備內(nèi)有CM351、DM45LP、CDM75D三種鉆孔設(shè)備，鉆孔直徑分別為138 mm、200 mm、250 mm。根據(jù)本次試驗(yàn)施工條件，選用CDM75D鉆機(jī)為本爆破工程鉆孔，鉆孔孔徑250 mm，鉆孔角度為90度。根據(jù)礦山整體規(guī)劃設(shè)計，臺階高度H為16m。本次爆破采用現(xiàn)場混裝銨油炸藥，根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)和類似工程經(jīng)驗(yàn)，本次爆破炸藥單耗q取0.28 kg/m3。其他爆破參數(shù)設(shè)計如下：

1）底盤抵抗線W。過大的底盤抵抗線會造成根底多、大塊率高、后沖作用大等不良效果；過小則不僅浪費(fèi)炸藥、增大鉆孔工作量而且?guī)r塊易拋散和產(chǎn)生飛石危害。底盤抵抗線計算公式為：W=（20-38）d，根據(jù)前期爆破經(jīng)驗(yàn)，取W=8.5 m。

2）孔深L和超深h。超鉆的作用是為了克服炮孔巖石的夾制作用，使爆后不殘留根坎，挖裝后能形成平整的底部平面，一般取h=（8～12）d，根據(jù)該露天礦山的巖石性質(zhì)，這里取2.5 m。則孔深L按下列公式計算：L=H+h，則本工程的標(biāo)準(zhǔn)炮孔深度為18.5 m。

3）堵塞L1。合理的充填長度應(yīng)能降低爆炸氣體能量損失和盡可能增加鉆孔裝藥量。充填長度過長將會降低延米爆破量，增加鉆孔費(fèi)用，并造成臺階上部巖石破碎不佳；充填長度過短，則炸藥能量損失大，將產(chǎn)生較強(qiáng)的空氣沖擊波、噪聲和個別飛石的危害，并影響鉆孔下部的破碎效果。

一般充填長度L1=（0.75～1.0）W。此處取標(biāo)準(zhǔn)炮孔充填長度7 m。

4）單孔裝藥量Q。單孔藥量計算公式為Q=（L-L1）p，按照標(biāo)準(zhǔn)炮孔深度18.5 m計算，單孔藥量為476kg。

5）孔距（a）和排距（b）。炮孔負(fù)擔(dān)面積按照S=Q/q/H計算，根據(jù)公式S=ab及a=mb，計算得孔距a為12.5 m，排距b為8.5 m。其中通常炮孔密集系數(shù)m 1.0，這里取m=1.47。

3.2 起爆網(wǎng)路

本次爆破施工采用逐孔起爆的微差爆破網(wǎng)路。微差時間應(yīng)根據(jù)巖石性質(zhì)、裂隙發(fā)育程度、構(gòu)造特點(diǎn)、對爆堆要求和破碎程度進(jìn)行選擇。結(jié)合葛洲壩易普力新疆爆破工程有限公司在國內(nèi)一些大型露天礦山常用爆破網(wǎng)路，并根據(jù)準(zhǔn)東露天煤礦的實(shí)際情況，地表雷管采用延時為65 ms和25 ms兩種高精度雷管，孔內(nèi)管為延時600 ms的高精度雷管。起爆點(diǎn)用2個瞬發(fā)電管捆綁引爆非電爆破網(wǎng)路。

炮孔平面布置及起爆網(wǎng)路示意圖見圖1。

3.3 裝藥結(jié)構(gòu)

此次爆破施工采用連續(xù)耦合裝藥結(jié)構(gòu)，保證裝藥的連續(xù)性和密實(shí)性。中繼起爆具放置孔底以實(shí)現(xiàn)反向起爆，能夠使爆破后爆堆松散集中，底部平整無埂坎，利于挖裝，也便于下個臺階鉆孔施工。裝藥結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。

4 爆破主要危害效應(yīng)驗(yàn)算

4.1 爆破飛石

在爆破中，飛石易發(fā)生在最小抵抗線或填塞長度最小的地方。因鉆孔時，定位不準(zhǔn)確和鉆桿傾角不當(dāng)?shù)榷紩箤?shí)際爆破參數(shù)比計算參數(shù)或大或小，若抵抗線偏小，則會產(chǎn)生飛石。

爆破個別飛石安全距離按下列公式計算：

Rf=20·Kf·n2·W

式中：Rf為個別飛石距離，m；Kf為系數(shù)，這里取1.5；n為爆破作用指數(shù)，經(jīng)現(xiàn)場爆破漏斗試驗(yàn)，測得當(dāng)n=0.62～0.70時可滿足爆破質(zhì)量的要求，為安全起見，這里取n=0.7；W為最小抵抗線，因在工程實(shí)踐中難以獲得前排炮孔的實(shí)際抵抗線，但為安全起見，應(yīng)取其理論大值，這里W取8.5 m。

根據(jù)上述公式，理論計算飛石距離為125 m。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）規(guī)定和考慮爆區(qū)現(xiàn)場實(shí)際情況，爆破安全距離按250 m計，而爆區(qū)西側(cè)地表篩分系統(tǒng)距爆區(qū)約420 m，下部平盤兩臺WK—35型電鏟在個別飛石范圍內(nèi)，要求范圍內(nèi)所有人員必須撤離，并對電鏟進(jìn)行適當(dāng)防護(hù)。在爆破區(qū)域周邊設(shè)置警戒崗哨，禁止人員、車輛進(jìn)入。在施工期間將正常作業(yè)，爆破時需撤至安全區(qū)域避炮。

4.2 爆破振動

根據(jù)保護(hù)對象允許爆破振動速度V值的要求，利用爆破振動公式，計算出最大一段起爆藥量。通過控制最大一段起爆藥量使爆破震動控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。按照《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）規(guī)定，爆破安全允許最大單響藥量計算公式如下：

Qmax=R3（V/K）3/α

式中：R為爆破點(diǎn)到被保護(hù)物之間的距離，m；

Qmax為延時爆破中最大一段單響藥量，kg；

V為保護(hù)對象所在地質(zhì)點(diǎn)振動安全允許速度，cm/s；

K、α為與爆破點(diǎn)至計算保護(hù)對象間地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，一般參照表6-1中的要求選取。根據(jù)礦山巖性，取K=300，α=1.8。

本工程中距爆區(qū)最近、抗振能力最差的建構(gòu)筑物為地表篩分系統(tǒng)，爆破安全規(guī)程規(guī)定質(zhì)點(diǎn)最大振動速度不超過2cm/s。經(jīng)計算，其最大允許單段起爆藥量為17495kg，由于設(shè)計中采用高精度導(dǎo)爆管雷管實(shí)現(xiàn)逐孔起爆，最大單響藥量為479kg，遠(yuǎn)小于計算值，故爆破振動效應(yīng)不會對環(huán)境造成危害。

5 爆破效果

本次爆破實(shí)際裝藥量為212t，爆破方量約為75.7萬m3。能夠順利完成計劃任務(wù)。

1）本次爆破施工個別飛石最遠(yuǎn)距離約50 m，在控制范圍內(nèi)，未對設(shè)備等產(chǎn)生危害，達(dá)到設(shè)計要求；

2）本次爆破施工塊度均勻，大塊率在控制在0.3%以內(nèi)，挖運(yùn)完成后基本無根底，符合爆破施工要求。

3）在篩分站測得質(zhì)點(diǎn)振動速度為0.324 cm/s，符合《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）規(guī)定。

6 結(jié)束語

根據(jù)此次爆破試驗(yàn)，可以得到以下結(jié)論：

1）采用梅花形布孔、逐孔起爆網(wǎng)路，先爆炮孔為后爆炮孔創(chuàng)造了新的自由面，減少了后爆炮孔爆破夾制作用，改善了爆破效果。

2）采用高精度導(dǎo)爆管雷管實(shí)施逐孔起爆，使單段藥量減少，爆破振動效應(yīng)大大降低，減少了爆破危害，保護(hù)邊坡及周邊建構(gòu)筑物穩(wěn)定。

3）采用逐孔起爆網(wǎng)路，能夠擴(kuò)大單次爆破規(guī)模，并有效控制爆破危害，滿足礦山生產(chǎn)需要。

參考文獻(xiàn)

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