孫雪東

（中鐵十九局集團(tuán)礦業(yè)投資有限公司，北京 100071）

關(guān)鍵字：露天采礦；邊坡控制性爆破；爆破參數(shù)

露天礦采場(chǎng)深度的增加會(huì)使得邊坡逐漸加高，這就對(duì)邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定性提出了較高要求，但在筆者的實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，邊坡爆破方案設(shè)計(jì)不合理、鉆孔質(zhì)量差、爆破參數(shù)不合理等問(wèn)題在邊坡控制性爆破施工中極為常見(jiàn)，而為了盡可能解決這類(lèi)問(wèn)題，正是本文圍繞露天采礦邊坡控制性爆破施工技術(shù)開(kāi)展具體研究的原因所在。

1 露天礦山邊坡爆破問(wèn)題分析

（1）邊坡爆破方案設(shè)計(jì)不合理。露天礦邊坡的穩(wěn)定性直接受到邊坡巖體完整性、強(qiáng)度、走向、節(jié)理裂隙發(fā)育程度等因素影響，而這些因素均會(huì)影響邊坡控制性爆破施工的開(kāi)展，但我發(fā)現(xiàn)很多露天礦山存在后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程工程地質(zhì)情況勘察不到位情況，而由于建礦初期邊坡巖體狀況與實(shí)際狀況存在的不同未在施工中得到體現(xiàn)，露天采礦邊坡控制性爆破施工技術(shù)應(yīng)用的合理性和安全性往往會(huì)受到一定影響[1]。

（2）鉆孔質(zhì)量差。露天采礦邊坡控制性爆破施工質(zhì)量會(huì)直接受到臺(tái)階高度、邊坡角度、炮孔長(zhǎng)度的影響，一般來(lái)說(shuō)過(guò)高的臺(tái)階高度、過(guò)小的邊坡角度、較長(zhǎng)的炮孔將直接影響露天礦山鉆孔和裝藥質(zhì)量，如邊坡巖體同時(shí)存在節(jié)理、裂隙及層理等情況，爆破施工受到的影響將進(jìn)一步加強(qiáng)，礦山邊坡鉆孔漂移現(xiàn)象、根底或大塊問(wèn)題往往因此出現(xiàn)。

（3）爆破參數(shù)不合理。炮孔直徑、最小抵抗線、炮孔間距等參數(shù)均會(huì)直接影響露天采礦邊坡控制性爆破施工質(zhì)量，邊坡出現(xiàn)的嚴(yán)重凹凸不平問(wèn)題多數(shù)時(shí)候源于爆破參數(shù)不合理，邊坡平整度差問(wèn)題也會(huì)因此出現(xiàn)注[2]。

2 露天采礦邊坡控制性爆破施工技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 工程概況

為提升研究的實(shí)踐價(jià)值，本文選擇了某地典型斑巖銅礦熱液蝕變型銅金礦床作為研究對(duì)象，礦化巖性為云英閃長(zhǎng)斑巖與青盤(pán)巖化粉砂巖，巖體節(jié)理非常發(fā)育，整體巖石硬度為中硬～較硬型，節(jié)理裂隙均被石膏充填。巖性的蝕變程度從外向內(nèi)依次為：青盤(pán)巖化粉砂巖→絹云母化云英閃長(zhǎng)斑巖→鉀化云英閃長(zhǎng)斑巖，邊坡開(kāi)采的巖性過(guò)度則依次為：青盤(pán)巖化→絹云母化→鉀化，目前邊坡巖性以青盤(pán)巖化粉砂巖為主，其中鉀化云英閃長(zhǎng)斑巖的單軸抗壓強(qiáng)度為60.5MPa、密度為268g·cm-3，絹云母化云英閃長(zhǎng)斑巖單軸抗壓強(qiáng)度為138MPa、密度為263g·cm-3、縱波波速為5088m·s-1、動(dòng)彈性模量為71.6GPa，青盤(pán)巖化粉砂巖單軸抗壓強(qiáng)度為135.1MPa、密度為271g·cm-3、縱波波速為5909m·s-1、動(dòng)彈性模量為74.1GPa，，青盤(pán)巖化云英閃長(zhǎng)斑巖單軸抗壓強(qiáng)度為242.5MPa、密度為269g·cm-3、縱波波速為5613m·s-1、動(dòng)彈性模量為71.6GPa。

2.2 爆破參數(shù)選取

由于研究對(duì)象露天采場(chǎng)作業(yè)面積狹小，為保證正常生產(chǎn)必須保證一定礦巖存爆量，這使得邊坡處爆破的爆破比例較高，現(xiàn)場(chǎng)采用的爆破器材主要有銨油炸藥、防水炸藥、起爆藥卷、導(dǎo)爆索、導(dǎo)爆管，現(xiàn)有爆破參數(shù)如下所示：①主爆孔。主爆孔孔距、排距、單孔裝藥分別為7m、6.3m、250kg，正常情況下孔深、超深、平均填塞長(zhǎng)度分別為14m、2m、7～8m。②緩沖孔。緩沖孔單孔裝藥、孔距、抵抗線分別為150kg、5m、5m，距預(yù)裂孔2m，一般情況下超深1.0m，下部涉及安全平臺(tái)時(shí)為0.5m。③預(yù)裂孔?？拙?、超深、線裝藥密度分別為2m、0.5m、1.25kg/m，底部裝防水炸藥7.5kg、使用導(dǎo)爆索綁扎起爆孔內(nèi)炸藥，需保證一次爆破孔數(shù)控制在60個(gè)以?xún)?nèi)。

2.3 爆破資料分析

對(duì)于露天采礦來(lái)說(shuō)，邊坡控制性爆破施工技術(shù)直接關(guān)系著邊坡穩(wěn)定，如邊坡控制性爆破施工技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)，企業(yè)不僅需要承擔(dān)額外的支護(hù)費(fèi)用，還將面臨較高的安全風(fēng)險(xiǎn)，而為了盡可能保障邊坡控制性爆破施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量、避免上述問(wèn)題的出現(xiàn)，設(shè)法降低爆破振動(dòng)、減小爆破后沖屬于邊坡控制性爆破施工技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，因此主爆孔、預(yù)裂爆破、緩沖爆破的各項(xiàng)參數(shù)處理必須得到關(guān)注。

（1）炸藥單耗分析。為計(jì)算現(xiàn)有爆破漏斗，分別開(kāi)展了孔內(nèi)炸藥為集中藥包、孔內(nèi)炸藥為延長(zhǎng)藥包情況下的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果分別為：

其中V1與V2、r1與r2、W1與W2分別為爆破體積、爆破漏斗半徑、抵抗線，由此結(jié)合具體數(shù)據(jù)開(kāi)展計(jì)算可直觀發(fā)現(xiàn)，集中藥包方式考慮爆破漏斗結(jié)果存在明顯偏大現(xiàn)象，延長(zhǎng)藥包則與實(shí)際結(jié)果較為相近，結(jié)合2016年研究對(duì)象露天采場(chǎng)的各月爆破統(tǒng)計(jì)，如2月427爆破孔、226201m3爆破體積、0.475kg·m-3單耗，r1/m、r2/m則分別為6.86與5.82，而12月為761爆破孔、407876m3爆破體積、0.496kg·m-3單耗，r1/m、r2/m則分別為6.90與5.90，全年統(tǒng)計(jì)則為5499爆破孔、2912624m3爆破體積、0.491kg·m-3單耗，r1/m、r2/m則分別為6.86與5.82，結(jié)合數(shù)據(jù)開(kāi)展深入分析，可確定先爆孔創(chuàng)造的自由面直接決定炮孔爆破最小抵抗線，因此可采用適當(dāng)加大炸藥單耗的方式降低后排孔的爆破后沖，圍巖的破壞將由此大大下降。

（2）起爆方式和延時(shí)控制分析。結(jié)合原有起爆方式開(kāi)展深入分析可發(fā)現(xiàn)，爆區(qū)總裝藥量與爆區(qū)最大單段藥量成正比，而設(shè)法保證爆破能力的較好釋放，即可較好滿足生產(chǎn)需要，因此筆者開(kāi)展了不同起爆方式測(cè)振試驗(yàn)，在對(duì)比4孔起爆、逐排起爆、斜線起爆三種起爆方式后，可發(fā)現(xiàn)斜線起爆方式作用于邊坡的后沖能量最小，同時(shí)控制單段藥量為600kg、逐孔起爆，即可更好保證邊坡控制性爆破施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量。

（3）緩沖爆破和預(yù)裂爆破參數(shù)分析。作為減小邊坡處單孔起爆藥量、保護(hù)邊坡、防止過(guò)大后沖的技術(shù)形式，緩沖爆破的應(yīng)用需考慮緩沖孔與預(yù)裂孔距離的合理控制，二者間距為2m較為合適，而考慮到原有欲裂孔采用的鉆機(jī)存在作業(yè)效率低、實(shí)際廢孔率過(guò)高等不足，引入了與生產(chǎn)孔作業(yè)相同的設(shè)備并開(kāi)展相關(guān)計(jì)算，得出干孔和水孔狀態(tài)下的裝藥結(jié)構(gòu)，但兩者結(jié)構(gòu)均需要控制一次爆破孔數(shù)。

3 結(jié)論

綜上所述，露天采礦邊坡控制性爆破施工技術(shù)的應(yīng)用具備較高現(xiàn)實(shí)意義，在此基礎(chǔ)上，本文涉及的爆破參數(shù)選取、炸藥單耗分析、起爆方式和延時(shí)控制分析等內(nèi)容，則提供了可行性較高的露天采礦邊坡控制性爆破施工技術(shù)應(yīng)用路徑，而為了更好推動(dòng)我國(guó)礦產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展，切實(shí)可行的爆破方案制定必須得到關(guān)注。