宋耀東，青仕海，張 橋，楊 斗

(四川中鼎爆破工程有限公司， 四川 成都 610041)

0 引 言

遵義三岔礦是一座年生產(chǎn)200萬t的露天石灰石礦山，礦區(qū)地處大婁山脈南坡，地形屬巖溶丘陵洼地和槽谷地貌，以中低山、丘陵為主。礦山由近南西至北東向展布的山脈組成。區(qū)內(nèi)海拔在881.6～1052.5 m間，最大高差為170.9 m。

礦區(qū)內(nèi)礦體巖性為厚層狀粉晶灰?guī)r、中厚層狀泥粉晶生物碎屑灰?guī)r，主要礦物為方解石，礦體內(nèi)無軟弱夾層及軟弱結構面存在，節(jié)理裂隙弱發(fā)育。巖石的抗風化能力強，工程地質(zhì)巖組屬于穩(wěn)定性較好的塊狀中硬巖組。

開采礦體無軟弱結構面和軟弱夾層，除少量覆蓋外，礦體絕大部分裸露于地表，礦床采用露天臺階式開采，根據(jù)礦石的抗壓強度測試，平均抗壓強度107.75 MPa，礦體巖石為穩(wěn)定性較好的塊狀中硬巖組。

2014至2016年，在開采過程中主要遇到以下幾點問題：

（1）靠近采區(qū)邊緣原始地形爆破之后存在高邊坡。

（2）靠近原始地形爆破之后底部根底較多。

（3）殘留的高邊坡后期鉆機無法在頂部進行作業(yè)，只能在底部垂直穿孔進行爆破，爆破效果差、爆破飛石嚴重。

1 爆破控制

1.1 建立評價體系

爆破作業(yè)的目的是通過炸藥做功將礦體爆破成生產(chǎn)活動需要的礦石，在爆破作業(yè)環(huán)節(jié)中，對于生產(chǎn)企業(yè)，根據(jù)所關注的權重大小，主要關系有三大方面：

（1） 爆破安全。爆破作業(yè)是能量釋放轉移的過程，炸藥爆破瞬間具有大量的能量釋放，根據(jù)能量意外釋放理論，事故是一種不正常的或不希望的能量釋放。在爆破作業(yè)中，當炸藥沒有按照設定好的方式釋放就會造成事故，對人員及財產(chǎn)造成巨大的損失。所以，爆破安全是設定的第一個指標，結合該礦山礦群關系與生產(chǎn)環(huán)境，主要有爆破震動和爆破飛石兩個指標。

（2）爆破質(zhì)量。在確保安全的前提下，還要確保爆破質(zhì)量，結合該礦山的生產(chǎn)情況和爆破效果的基本評價指標，對于每次爆破質(zhì)量的評價主要有：大塊率、根底、易挖性三個評價指標。

（3）經(jīng)濟成本。在安全質(zhì)量的前提下，成本是爆破作業(yè)必須考慮的因素。當單耗過大會導致粉礦率增大，浪費資源；當延米爆破量過小，會導致穿孔成本增加，所以結合該礦實際情況主要以單耗進行經(jīng)濟性評價。

建立了專門的爆破評價體系圖，詳細見圖1。

圖1 爆破評價體系圖

1.2 安全措施

根據(jù)所關注的權重大小，建立了評價指標體系，根據(jù)評價指標體系，對每一項因素（其中B1-B3屬于因素指標，C1-C7屬于各因素指標的子指標）詳細的進行管理，通過安全技術措施及管理措施實現(xiàn)目標層（A1為目標層）。

1.2.1 爆破安全

1.2.1.1 爆破震動

該礦在開采初期由于爆破震動導致礦群關系緊張，村民經(jīng)常上礦山阻撓生產(chǎn)。為了能夠定量反應出爆破震動的實際大小，研究對村民區(qū)的影響是否符合國家規(guī)定，緩解緊張的礦群關系，采取了以下幾點措施：

（1）技術上，購置了NUBOX-8016測振儀，對于每次的爆破進行數(shù)據(jù)采集；

（2）管理上，聯(lián)系政府相關協(xié)調(diào)人員，采取三方協(xié)商解決的辦法，每次安排技術人員到村民屋進行定點測量，詳細的向村民解釋爆破產(chǎn)生震動的原因及危害，同時結合國家標準、實際數(shù)據(jù)，做好相關記錄，面對村民反應的震動擾民問題，積極的配合政府做好各項工作，同時對于村民的過激反應，采取接納交流等方法，目前礦群關系得到良好的改善。

1.2.1.2 爆破飛石

遵義三岔礦山主要的爆破方式為中深孔臺階爆破，孔徑140 mm，采取逐孔起爆技術。輔助爆破有淺孔根底及邊坡爆破，其中中深孔臺階爆破飛石較少，飛石比較嚴重的是根底及邊坡爆破，為了控制爆破飛石，主要采取了以下幾點措施：

（1）臺階中深孔充填長度最小確保4 m，充填材料采用鉆屑，嚴禁采用巖粉；

（2）加強炮孔檢測，鉆孔結束進行孔深及孔壁完好測量，裝藥作業(yè)前進行統(tǒng)一測量，裝最后一包膨化硝銨前進行測量，確保充填長度；

（3）針對根底飛石比較嚴重的情況，經(jīng)過長期觀察發(fā)現(xiàn)，根底飛石的主要原因是填塞質(zhì)量不足，爆破作業(yè)人員在根底充填過程中存在空腔。為了消除這種情況，在管理方面嚴格要求在淺孔充填過程中進行雙人聯(lián)合作業(yè)，其中一人送充填材料，另一人用炮桿進行加密，確保充填密實。

1.2.2 爆破質(zhì)量

為了確保爆破質(zhì)量的良好，我們建立了質(zhì)量評價指標。

1.2.2.1 大塊

在開采過程中，經(jīng)長期觀察，大塊產(chǎn)生的主要原因有：

（1）夾層等含泥料吸收爆破能量，導致能量消耗嚴重，爆破產(chǎn)生大塊；

表1 爆破質(zhì)量標準

（2）裝藥高度不足，導致頂部產(chǎn)生較多大塊。

（3）炮孔偏移，局部產(chǎn)生大塊；

主要采取的措施有：

（1）做好測量工作，充分利用全站儀定位定點功能，針對夾層等軟巖地址，調(diào)整炸藥品種，采用混合裝藥結構；

（2）三岔礦山中深孔主裝藥為乳化和膨化硝銨，長期總結各自裝藥密度，通過合理的搭配確保裝藥高度，目前采取1件Φ90乳化炸藥結合3包膨化硝銨，裝藥結束后，針對部分孔壁較差的炮孔，上部采用空氣間隔，防止堵塞過長；

（3）為了預防鉆孔偏差過大，鉆孔作業(yè)采取雙人作業(yè)的方式，制定鉆孔質(zhì)量要求，建立責任制度。對于設計好的爆區(qū)，將設計孔參數(shù)和實際鉆孔參數(shù)進行比較，要求孔位誤差為±50 cm，孔深誤差為±20 cm，鉆孔傾角誤差為±5%；其中一項不合格標記本孔位不合格，單個爆區(qū)，合格率要求為94%。

1.2.2.2 根底

該礦山是一座國家二級標準化礦山，對采臺的平整度要求嚴格，要求平整度在±50 cm，為了確保采臺平整度，主要采取以下幾點措施：

（1）做好挖裝反饋，對于每一個爆區(qū)建立相關的挖裝反饋資料，在爆堆挖裝清理干凈之后，挖機操作手填寫相關的挖裝反饋表；

（2）布孔之前進行地質(zhì)勘查，做好相關測量，保證鉆孔位置合理，標高明確，孔深明確；

（3）對于鉆孔作業(yè)進行嚴格管控，鉆孔結束之后及時進行驗孔，對于不滿足設計要求的鉆孔，及時進行冼孔；

（4）爆破作業(yè)裝藥過程保證底部藥量充足，確保起爆彈位置在底板處；

（5）當爆區(qū)挖裝干凈之后及時的進行相關測量，以便形成測量數(shù)據(jù)，對比分析。

1.2.2.3 易挖性

所謂易挖性的分析，首先建立挖裝標準，根據(jù)挖機的性能不同，建立正常裝車標準，當爆堆挖裝時間小于正常標準，表明易挖性差，當挖裝時間大于正常標準，表明易挖性良好。主要采取的措施有：

（1）根據(jù)抵抗線剛度比（臺階高度/抵抗線），如果剛度小于 2，巖石為中硬巖石，難于破碎，需要更大的超深，也就是說小剛度比需要更高的能量與之產(chǎn)生均衡的破碎效果，目前礦山臺階高度 12 m，抵抗線為4 m，剛度值為3；

（2）改善爆破器材，為了改善易挖性，逐步將普通導爆管雷管改變?yōu)楦呔瓤顾坠埽?017年又將高精度抗水雷管調(diào)整為數(shù)碼電子雷管，充分實現(xiàn)逐孔起爆技術，避免因爆破器材的延期精度問題影響爆破設計效果。

1.2.3 經(jīng)濟成本

爆破作業(yè)在確保安全與質(zhì)量前提下，爆破成本至關重要，成本過高導致資源浪費，成本過低，導致挖裝爆破效果差，挖裝成本增加，主要控制指標為單耗。

單位量的礦石爆破所需要的炸藥量為單耗。單耗是爆破成本的決定性因素，主要決定因素有巖石可爆性、炸藥特性、自由面、起爆方式等。技術方面可行的主要有自由面選擇和起爆方式選擇。

選擇爆區(qū)形狀和布局形式，避免不利的邊緣效應、飛石和空氣沖擊波，從而實現(xiàn)高效爆破和優(yōu)化炸藥性能。主要從以下幾個方面進行考慮：

（1）選擇合理的長深比（爆區(qū)長與進深之比），最小化后沖，堵塞物料的噴出和空氣沖擊波；

（2）巖體破碎后膨脹，需要30%～40%額外空間；避免90°拐角；

（3）充分利用自由面；

1.3 爆破流程管理

建立明確詳細的爆破作業(yè)流程，通過精細化爆破設計、施工、管理，實現(xiàn)安全可靠、技術先進的爆破作業(yè)。

為了實現(xiàn)精細化爆破作業(yè)，制定了詳細的爆破作業(yè)流程。

1.3.1 布孔

根據(jù)初步設計，進行布孔作業(yè)，布孔作業(yè)過程中做好測量工作，用全站儀將孔外位輸?shù)诫娔XCAD上，制作鉆孔參數(shù)圖，每個孔位標明孔深、傾角、誤差要求等。

1.3.2 完善設計

根據(jù)測量所得的孔深，計算出炸藥量及雷管數(shù)量，完善網(wǎng)絡布置圖，藥量計算表等。

1.3.3 驗孔

鉆孔結束之后及時的進行驗孔，對于一些孔深不達標的炮孔根據(jù)實際情況重新安排鉆孔或者調(diào)整裝藥量，修改設計，主要參數(shù)有鉆孔直徑、傾角、段高、抵抗線、孔距、單耗、藥量、裝藥長度、充填長度。

1.3.4 施工環(huán)節(jié)

（1）爆破預備會。爆破預備會主要進行技術交底；當班爆破作業(yè)地點、孔數(shù)、炸材量、網(wǎng)絡布置方法，檢查作業(yè)人員證件，禁止無證人員參加爆破作業(yè)，同時明確當班的各工序負責人。

（2）爆破前的準備工作。人員到場之后樹立大紅旗，設置警戒區(qū)域，主要包括作業(yè)警戒區(qū)、雷管存放區(qū)、設備存放區(qū)。

（3）炸材入場及搬運工作。雷管車和炸藥車運輸嚴格按照國家規(guī)定，雷管炸藥分開運輸，運輸速度不能大于30 km/h，地面不平時，速度不能大于 10 km/h，運輸車輛到場之后及時熄火。根據(jù)設計的藥量，準確的將設計藥量分發(fā)到孔邊。

搬運結束之后清點當班炸材數(shù)量，確保無誤，做好現(xiàn)場記錄，主要包括炸材的領取、發(fā)放登記。

（4）裝藥作業(yè)。雙人作業(yè)，一人測量，一人裝藥，裝藥過程人員佩戴好防塵口罩、護目眼鏡、安全帽等勞保用品。

（5）聯(lián)網(wǎng)。聯(lián)網(wǎng)作業(yè)之前進行聯(lián)網(wǎng)技術交底，確保聯(lián)網(wǎng)人員熟知網(wǎng)絡連接順序。聯(lián)網(wǎng)過程中無關人員撤離作業(yè)警戒區(qū)，技術人員和聯(lián)網(wǎng)負責人員進行雙人作業(yè)，先連接控制排，由工作面向起爆站依次進行連接，聯(lián)網(wǎng)結束之后，由檢查人員入場檢查，檢查過程中起爆器鑰匙由檢查人員隨身攜帶。

（6）警戒起爆。明確各警戒人員的職責，警戒距離不能小于200 m，檢查通訊設備的完好，保證做到雙通訊。

（7）爆后檢查及排險。爆破檢查完成后，及時的安排挖機進行爆區(qū)危石清理。

2 邊坡爆破方案與維護措施

2.1 消除高邊坡

高邊坡的形成主要是由于邊坡地區(qū)未進行爆破作業(yè)形成的，在邊坡進行爆破作業(yè)時，炮孔傾向全部朝向自由面，最終爆破之后形成高邊坡；或者靠近邊坡的炮孔傾角朝向邊坡，未減少孔網(wǎng)參數(shù)，導致臨近邊坡兩個孔底盤抵抗線增大，爆破之后形成高危邊坡。

針對這一情況，處理措施主要有兩種。

（1）集中處理法?？拷吰碌膬蓚€炮孔中間增加一個輔助炮孔，加強底部裝藥，詳細見圖2。

圖2 集中處理圖

（2）分散處理法。邊坡孔開始，鉆孔傾角依次成等差數(shù)列增加，將邊坡炮孔的底盤抵抗線均勻發(fā)的分布在其他炮孔上，詳細見圖3。

圖3 分散處理圖

2.2 邊坡維護

對于邊坡區(qū)域，爆破作業(yè)結束之后，充分利用休息時間，安排挖機進行清理，結合2.1節(jié)中的處理方法，經(jīng)1 a的實際統(tǒng)計，爆破之后，邊坡上部10 m左右都能夠被挖機清理干凈，清理之后的小邊坡在穩(wěn)定性等方面較好，后期進行小邊坡淺孔爆破即可處理。

3 結 語

經(jīng)過1 a的摸索，通過爆破優(yōu)化和邊坡維護清理，實現(xiàn)了邊坡穩(wěn)定、安全，達到了設計要求，提升了礦山生產(chǎn)的安全。