姜貴川，鄧久榮，鄭彥濤

（1.貴州息烽磷礦有限責任公司，貴州 貴陽 550001；2.貴州化工建設有限責任公司，貴州 貴陽 550001）

預裂爆破少量的炸藥使用非耦合，在開始爆破前的主要爆破孔要形成一條具有一定寬度，可以反應出應力波的預裂縫，削弱應力波的礦山邊坡破壞性能力。爆破后還可以呈現(xiàn)外形扁平，表面光滑，減少超欠挖量，以及單獨使用預裂巖體開挖面積和儲量，開挖面積表面預裂爆破應力波的反射，并預留巖體應力波的傳播大大減少，同時，也使礦山地質(zhì)變化效果大大降低，從而有效保護儲備礦區(qū)巖體和建筑物。對于采礦工程施工來說，它將減少總剝離量，增加采礦量，并帶來巨大的經(jīng)濟效益。

1 工程概況

息烽地區(qū)礦山位于貴州省中部，該礦區(qū)成立于1964年，是我國早期所建造的礦山工程之一，生產(chǎn)規(guī)模較大，并且是一個較為重要大型礦山。礦區(qū)位于云貴高原丘陵地區(qū)，該礦區(qū)露天采礦形成“U”型槽谷人地形、海拔最高的1010(礦區(qū)西南部)，東北最少732m(田)，最大相對高差278m，總體地勢西南高、東北低、剝蝕型高原礦山地質(zhì)地貌類型多。針對露天礦區(qū)開采形成的高陡邊坡穩(wěn)定性的影響，通過分析預裂爆破的技術(shù)參數(shù)和效果，進行實時監(jiān)測，確保采場邊坡的安全高效開采。

2 預裂爆破參數(shù)選擇

正確地選擇預礦山裂爆破參數(shù)，是取得良好的預裂爆破效果的前提。然而，預裂爆破的重要參數(shù)及其影響因素很多，如孔徑、孔距、炸藥性能、線裝藥密度、裝藥結(jié)構(gòu)、巖體的組織及構(gòu)造等，現(xiàn)就我國礦山840m水平頂板擴幫（6號勘查線附近），具體確定其參數(shù)，由于從礦山地質(zhì)資料可知此礦山地質(zhì)巖體段屬于白云巖，而白云巖的抗壓強度從《礦山巖石力學》查到〔B〕=78-245mpa，《根據(jù)露天礦爆破》總結(jié)的預裂破爆參數(shù)經(jīng)驗公式，可算出不耦合系數(shù)K=1+18.32〔B〕-0.26，則K=3.4-4.2，符合各礦采用的不耦合系數(shù)，一般為2.4～5的范圍。根據(jù)此段礦山地質(zhì)條件可取不耦合系數(shù)為4，確定預裂爆破參數(shù)如下：

（1）鉆孔直徑。由于礦山缺乏所需專用設備，只好采用生產(chǎn)鉆孔機來鉆預裂孔，而礦山工程采用KT7潛孔鉆機，其孔徑φ＝100mm。

（2）鉆孔間距a=19.5φ(k-1)-0.523，其中φ=100mm，K=4。a=19.5×100(4-1)-0.523=1866mm.符合孔間距為鉆孔直徑的10倍～13倍要求。并取鉆孔間距a=1.8m。

（3）線裝藥密度ρ=78.5φ2K-2ρ；其中φ=100mm，K=4，ρ炸藥密度為0.933克/cm3，則ρ=1322.9克/m。

預裂爆破裝藥密度變化范圍為0.6Kg/m～3.5Kg/m，而ρ=1.3229Kg/m也滿足需要。

（4）預裂孔深。由于此地段臺階高度H=10m，根據(jù)礦山地質(zhì)條件并確定預裂孔深度H=11.5m，其誤差不能超過±0.3m。

（5）預裂孔排列。由于受平臺寬度的限制，預裂孔布置成垂直孔。

（6）裝藥結(jié)構(gòu)。預裂爆破要求炸藥在孔內(nèi)均勻分布，因此裝藥不耦合。由于底部夾持較大，不容易形成所需的裂紋。因此，通常有必要增加孔底的電荷密度。一般底加量2.5倍。

（7）堵塞長度。為了保證高壓爆炸氣體，需要良好的孔口堵塞。堵塞長度較短，而裝藥太高，可能會導致孔變成漏斗。堵塞時間過長，充電過低，頂部很難形成完整的預裂。堵塞長度和炮孔直徑有關(guān)，通常并取直徑為12倍～20倍，因此，取為2.5m，并且孔口1.5m不裝藥，不堵塞。

（8）起爆方式與起爆時差，采用導爆索起爆，預裂孔超前主爆孔的起爆時差為100ms。

3 預裂爆破效果及評價

一般根據(jù)裂縫的寬窄，新壁面的平整程度留下的孔痕百分率以及減震效應的百分率來衡量預裂爆孔的效果。預裂爆破在息烽大型露天礦山作業(yè)時可以達到以下質(zhì)量標準：

（1）巖體在預裂面上形成貫通裂縫，其地表裂縫寬度不應小于1cm。

（2）預裂面保持平整，壁面的不平整程度小于15cm。

（3）壁上孔痕的百分率在硬巖中不少于80%。在軟巖中不少于50%。

（4）減震效應。降低爆破地震效應是預裂爆破的重要特點，一般應達到按照設計和預估對降震百分率值的要求。

4 技術(shù)問題及注意事項

（1）根據(jù)礦山的巖體類型，合理確定孔距和裝藥量是十分重要的。在預裂爆破方面，巖體的性質(zhì)對爆破效果的影響要大于其他爆破方法。因此，預裂爆破的設計和施工在不同的地質(zhì)條件下是不同的。

（2）爆破后，巖體很容易沿裂隙方向展開。如果要求礦井預裂垂直于巖層，則必須采用孔距均勻的炮眼，使預裂沿預定方向出現(xiàn)。預裂爆破的裂縫沿井筒中心的軸線方向形成。

（3）在礦山工程實踐操作當中，預裂爆破可超前主爆區(qū)先行起爆，即在主爆區(qū)尚未爆破開挖之前，先沿設計輪廓實施預裂爆破，形成預裂縫，而后逐步進行主爆區(qū)的作業(yè)。

（4）預裂爆破產(chǎn)生的危險飛石是不容忽視的，因此有必要對預裂孔進行封蓋，且蓋層材料不能離巖體太近。其原因是在礦山爆破工程中必須給爆炸氣體提供膨脹空間。

5 總結(jié)

礦山邊坡的穩(wěn)定性受地質(zhì)氣候條件的影響，受爆破方法和技術(shù)的制約。因此，如何在爆破施工中更好地保護邊坡穩(wěn)定是一個關(guān)鍵問題。

結(jié)合大型礦山工程的工程實踐，證明預裂爆破技術(shù)是解決這一問題的有力措施。預裂爆破是利用相鄰炮孔內(nèi)炸藥爆轟時瞬間產(chǎn)生的應力和爆破產(chǎn)生高壓氣體的氣楔作用，使得巖石沿相鄰炮孔的軸線形成一條裂縫，從而在以后的開挖中形成一個平整和穩(wěn)定的面。在開挖區(qū)主爆破炮孔爆破前，沿設計輪廓線先形成平整的預裂縫（當根據(jù)巖石性質(zhì)地質(zhì)條件選用的預裂爆破參數(shù)～孔間距、不耦合系數(shù)、線裝藥密度合適時，預裂縫的寬度可達成1cm～2cm）。預裂縫形成后，再起爆主爆破炮孔組，能在一定范圍內(nèi)，減小主爆破炮孔組的爆破地震效應。