馬傳賢，原文杰

（山西中煤平朔爆破器材有限責(zé)任公司，山西 朔州 036006）

在露天礦山爆破工程中，爆破后質(zhì)量的好壞是評價爆破結(jié)果的重要指標(biāo)，是對爆破后續(xù)工序有著重大影響的綜合評價。爆破質(zhì)量評價內(nèi)容主要包括炸藥單耗、爆破塊度、爆堆形狀、集中程度、機械鏟運率、炮孔利用率、爆破根底情況以及周圍圍巖破壞程度等。若爆破質(zhì)量不合格將嚴(yán)重影響后續(xù)鏟挖運等作業(yè)，甚至無法正常采挖，這種爆破質(zhì)量問題往往需要二次爆破破碎，二次爆破破碎不僅增加了作業(yè)成本而且施工難度大、鉆孔困難、爆破危害效應(yīng)難以控制、造成周圍圍巖或邊坡受到破壞。因此如何杜絕爆破質(zhì)量問題，提高爆破質(zhì)量水平對于露天礦山爆破工程來說是十分重要的。以露天礦山使用現(xiàn)場混裝炸藥爆破工程項目為例，對大型露天礦山造成爆破質(zhì)量問題原因進行系統(tǒng)分析，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施以保障爆破質(zhì)量水平。

1 爆破質(zhì)量問題

露天礦山爆破質(zhì)量的好壞與許多因素密切相關(guān)，包括地質(zhì)條件的影響、鉆孔情況、炸藥及爆破器材性能、現(xiàn)場施工工藝等，每個因素條件的合理與否都將決定最后爆破質(zhì)量情況，因此針對以上影響因素進行分析，從各個因素入手，采取相應(yīng)的措施，從而保證爆破質(zhì)量。

1.1 地質(zhì)條件的影響

地質(zhì)條件的好壞對爆破質(zhì)量有著很大的影響，如果地質(zhì)條件考慮不周，會造成很嚴(yán)重的爆破質(zhì)量后果，而且會對爆破安全和周圍的圍巖、邊坡的穩(wěn)定性帶來安全隱患。

1）巖石種類影響。巖石按照成因大致分為3種，巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖，每種巖石的風(fēng)化程度、密度、硬度、波阻抗、空隙率、含水率、可鉆性、可爆性、堅固性系數(shù)等不同，對爆破質(zhì)量效果有著不同的影響，目前爆破主要根據(jù)巖石的堅固系數(shù)進行爆破單耗的經(jīng)驗確定，不同等級的巖石所需要的炸藥能力不同，堅固系數(shù)越大巖石越不易破碎，所需的炸藥單耗就越大。巖石的風(fēng)化程度、硬度、波阻抗、空隙率也對爆破過程中能量利用有著至關(guān)作用的影響，若能夠根據(jù)巖石情況充分合理的利用爆炸能量，就能夠很好的控制爆破成本，保證爆破安全[1]。

2）地質(zhì)構(gòu)造影響。地質(zhì)構(gòu)造按構(gòu)造形態(tài)主要包括傾斜、褶皺、斷裂等，地質(zhì)構(gòu)造對爆破效果有著很大影響，嚴(yán)重的地質(zhì)構(gòu)造會造成鉆孔難以控制，鉆孔精度差，易卡鉆，還會造成裝藥結(jié)構(gòu)不合理，爆破能量從構(gòu)造處泄能擴散，導(dǎo)致爆破質(zhì)量問題。

3）地形影響。地形的高低不平、沖溝分布、采空區(qū)存在等是爆破必須考慮，不同的地形對裝藥結(jié)構(gòu)和爆破方式有著不同的要求，因此爆破時地形考慮不足，因而設(shè)計過程中未能考慮到自由面多少，易造成爆破質(zhì)量問題，甚至造成爆破事故。

4）地下水及自然降水影響。地下水或自然降水對爆破施工條件有著直接影響，地下水或自然降水會造成孔內(nèi)積水，炮孔內(nèi)有水時必須采取防水措施或采用防水炸藥，增加了裝藥、填塞等施工難度，水的浮力作用會造成裝藥過程中的藥卷之間或者散裝炸藥之間斷接，藥卷之間距離過大，造成殉爆，形成半爆，導(dǎo)致爆破質(zhì)量較差，出現(xiàn)根底甚至大范圍未松動?？變?nèi)存在積水時則也會造成孔內(nèi)堵塞不合格，堵塞的黏土和鉆屑被水稀釋后，堵塞效果差，爆破時造成沖孔，炸藥爆炸能力浪費，爆破質(zhì)量差。

1.2 鉆孔質(zhì)量不合格

露天礦山爆破是采用鉆孔設(shè)備按照爆破設(shè)計參數(shù)要求對被爆體進行鉆孔，利用中深孔臺階爆破技術(shù)進行爆破。隨著鉆孔設(shè)備的不斷改進和發(fā)展，露天礦山爆破工程的鉆孔設(shè)備越來越多樣化。目前露天礦山主要使用的鉆孔設(shè)備為潛孔鉆機、牙輪鉆機，孔徑范圍較廣一般從80～250 mm，甚至最大可達884 mm。孔深一般從5～30 m，最深可鉆150 m，鉆機可鉆角度0°～90°。因而鉆機靈活的增加，對鉆孔作業(yè)要求也越來越高，對爆破質(zhì)量影響也越來越大。

鉆機鉆孔必須按照爆破施工設(shè)計方案參數(shù)要求進行鉆孔，孔排距誤差控制在±0.2 m之內(nèi)，孔深誤差控制在±0.2 m之內(nèi)，孔的偏斜度誤差控制在2%以內(nèi)。炮孔的好壞對爆破效果有著很大影響，孔排距過大造成松動效果較差，大塊多，采挖困難?？着啪噙^小造成巖石過度粉碎，爆破危害效應(yīng)大，既浪費炸藥增加成本又存在飛石等安全隱患。同樣孔深不合格，孔淺會留下根底，孔過深造成能量浪費[2]?？變A斜度不合理，會造成局部爆破質(zhì)量差，巖石大塊率高，局部過于粉碎，造成爆破質(zhì)量問題。

1.3 裝藥不合理

爆破過程中裝藥結(jié)構(gòu)及裝藥分布對爆破質(zhì)量有著本質(zhì)影響，裝藥結(jié)構(gòu)不合理會造成炸藥能量分布不均勻，導(dǎo)致一些爆破區(qū)域破碎不合格，存在大塊等情況，裝藥結(jié)構(gòu)及裝藥分布不合理的原因主要是：

1）裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。爆破設(shè)計方案中裝藥結(jié)構(gòu)未能根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行合理設(shè)計，造成有些地方炸藥能量過多，有些孔深處炸藥能量過少，造成爆破塊度不均勻，爆破質(zhì)量較差。有些區(qū)域或者炮孔應(yīng)該連續(xù)裝藥，而有些炮孔受地質(zhì)、巖層情況等多方面影響適合分段或者不耦合裝藥，才能最好的利用炸藥能量，保證爆破質(zhì)量。

2）現(xiàn)場裝藥操作不規(guī)范。不合理的裝藥操作易造成堵孔或者炸藥未能引爆，造成爆破質(zhì)量差或盲炮。尤其露天礦山爆破作業(yè)過程中使用散裝炸藥時，不合理的選擇炸藥和裝藥對爆破質(zhì)量有著嚴(yán)重影響。如存在積水的炮孔選擇硝銨類炸藥，則會造成炸藥失效，爆破效果差。若有水炮孔采用散裝乳化炸藥，裝藥操作不當(dāng)也會造成爆破質(zhì)量問題。例如在使用現(xiàn)場混裝乳化炸藥或者二號巖石乳化炸藥藥卷裝藥時，若是采用90 mm或者110 mm小孔徑炮孔裝藥，其裝藥過程中起爆藥包如果放置不當(dāng)，將起爆藥包放置在孔內(nèi)上部，采取正向起爆，在測量裝藥到達孔內(nèi)位置裝藥后才放起爆藥包，并立即填塞炮孔，若只放1個起爆藥包的情況下，有可能裝藥填塞后，孔內(nèi)散裝乳化炸藥或二號巖石乳化炸藥卷會繼續(xù)下沉與起爆藥包分離，由于填塞后起爆藥包連接的孔內(nèi)管已經(jīng)被填塞物壓住，不會繼續(xù)下沉，導(dǎo)致起爆藥包起爆后無法接觸炸藥，距離過遠，無法造成殉爆，因此孔內(nèi)乳化炸藥未能起爆。上部起爆藥包分離裝藥前后示意圖如圖1。

3）裝藥過程還可能存在以下情況：①裝藥區(qū)域裂隙發(fā)育較為嚴(yán)重或者存在較大的裂縫，導(dǎo)致炮區(qū)內(nèi)孔內(nèi)乳化炸藥預(yù)裝藥后，炮孔內(nèi)的乳化炸藥從裂隙處滲流，導(dǎo)致炸藥藥量不夠，爆破能量少，巖石整體未能夠破碎，或者裂隙發(fā)育較好，炮孔周圍都是裂隙，造成炸藥爆炸時，大部分能量都從周圍裂隙中泄放出去，導(dǎo)致周圍巖石未受到破壞；②裝藥過程中起爆具放置孔內(nèi)最底部，乳化炸藥輸藥管未放置孔底就開始裝藥，導(dǎo)致下部是水未能全部浮起，乳化炸藥未能裝到底部，而采取反向起爆方式時，起爆具直接放到孔底，導(dǎo)致起爆具位于底部水中與乳化炸藥分離，造成起爆具與炸藥距離較遠，無法殉爆炸藥，出現(xiàn)雷管與起爆具起爆后，炸藥未能起爆，導(dǎo)致爆破質(zhì)量事故，孔內(nèi)積水起爆藥包底部裝藥前后示意圖如圖2；③裝藥過程中和填塞時雷管腳線易彎折、破損或打結(jié)等，這樣會造成爆破時傳爆中斷或者傳爆速度降低，造成炮孔無法起爆，造成盲炮等爆破質(zhì)量事故。

圖1 上部起爆藥包分離裝藥前后示意圖

圖2 孔內(nèi)積水起爆藥包底部裝藥前后示意圖

1.4 孔網(wǎng)參數(shù)不合理

孔網(wǎng)參數(shù)對爆破質(zhì)量效果也有著很大的影響，如果爆破孔網(wǎng)參數(shù)設(shè)計不合理，孔網(wǎng)參數(shù)過大，孔排距和孔距太大，炸藥產(chǎn)生的能力不足以形成大范圍的破碎區(qū)和裂隙區(qū)，導(dǎo)致爆破區(qū)域無明顯的松動或拋擲現(xiàn)象，其次由于底部的夾制作用，爆破區(qū)域底部留下很大部分根底[3]。

1.5 起爆網(wǎng)絡(luò)不合理

目前露天礦山爆破采用毫秒位差控制爆破網(wǎng)絡(luò)，控制爆破振動等有效應(yīng)，提高爆破質(zhì)量效果，主要起爆網(wǎng)絡(luò)有逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)、逐排起爆網(wǎng)絡(luò)、對角起爆網(wǎng)絡(luò)、V字起爆網(wǎng)絡(luò)、波浪形起爆網(wǎng)絡(luò)等，若起爆網(wǎng)絡(luò)選擇不合理，則會導(dǎo)致爆破過程中爆破能量沖擊方向不合理，爆破破碎效果差，存在爆破飛石等危害效應(yīng)。起爆網(wǎng)絡(luò)不合理還會造成爆破過程中先爆炮孔損壞未爆炮孔，造成大面積斷爆現(xiàn)象[4]。

1.6 堵塞長度不合理

堵塞長度合不合理以及堵塞質(zhì)量的好壞與炮孔爆破后的效果息息相關(guān)。堵塞長度過大會造成炸藥裝藥過少，炸藥能量不夠，爆破質(zhì)量差。堵塞長度過小會造成炸藥能量過大，成本增加，巖石過度粉碎，爆破飛石和振動等危害效應(yīng)大。炮孔填塞物選擇不合理，堵塞時存在空隙，爆破時會產(chǎn)生沖孔，炸藥能量都從孔口沖出，造成能量浪費，巖石未得到足夠的能量，爆破質(zhì)量差，還會造成飛石較遠，存在嚴(yán)重的安全隱患[5]。

1.7 網(wǎng)絡(luò)連接不合理

爆破網(wǎng)絡(luò)連接操作合不合理也對爆破效果有著影響，爆破網(wǎng)絡(luò)連接過程中操作不當(dāng)會造成網(wǎng)絡(luò)斷爆，造成大范圍區(qū)域未爆破。如采用電雷管網(wǎng)絡(luò)連接過程中，網(wǎng)絡(luò)連接操作不當(dāng)，污泥油污或者綁扎不合理，造成部分區(qū)域網(wǎng)絡(luò)電阻過大，造成部分區(qū)域斷爆。采用導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)和四通連接元件時，若導(dǎo)爆管雷管未進行反向連接或用膠帶綁扎不合理以，則雷管會造成周圍網(wǎng)絡(luò)破壞造成斷爆，還有四通連接元件使用不合理也造成爆破質(zhì)量問題。

1.8 起爆器材或炸藥不合格

起爆器材和炸藥的質(zhì)量對爆破質(zhì)量有著直接影響，若起爆器材和炸藥不合格，會造成爆破時爆燃現(xiàn)象或者半爆、拒爆現(xiàn)象，炸藥能量無法正常釋放出來，炸藥能量不足，達不到預(yù)期的爆破質(zhì)量，導(dǎo)致爆破作業(yè)失敗，甚至留下盲炮，必須進行二次處理，增加了施工難度，存在很大的安全隱患。

2 提高爆破質(zhì)量的措施

1）合理的爆破設(shè)計參數(shù)。爆破施工設(shè)計應(yīng)該充分考慮爆破區(qū)域的具體地質(zhì)條件和地下水等情況，合理的選擇自由面、孔位、孔深、角度、裝藥結(jié)構(gòu)形式以及藥量等參數(shù)，避開裂隙、斷層等區(qū)域，采用底部加強裝藥或增加密集炮孔等措施消除根底，提高爆破質(zhì)量。

2）保證起爆器材和炸藥質(zhì)量。保證爆破器材和炸藥質(zhì)量達到爆破要求，起爆器材的起爆威力足夠，不會使炸藥產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象，炸藥密度、感度合格，炸藥在有效期內(nèi)，且在水孔內(nèi)起爆器材和炸藥必須采取防水處理或采用防水炸藥。使炸藥能力能夠充分釋放，保證爆破質(zhì)量效果[6]。

3）保證裝藥和填塞合理。合理的裝藥結(jié)構(gòu)和填塞質(zhì)量對爆破質(zhì)量影響很大，針對不同的巖層結(jié)構(gòu)和地質(zhì)條件采用不同的裝藥結(jié)構(gòu)，不僅可以保證爆破質(zhì)量而且能夠降低成本。在地質(zhì)條件復(fù)雜的炮孔內(nèi)可以采用間隔裝藥，合理布置炸藥分布，或采用空氣間隔裝藥增加爆破時空氣能量對巖石的破壞程度，提高爆破質(zhì)量效果。填塞必須采用砂、黏土或鉆屑等混合物進行充填，充填時必須按照設(shè)計保證充填長度和質(zhì)量，水孔時要間隔時間段進行充填，直至充填物不在下沉?xí)r方可停止，這樣才能保證炮孔填塞合理，消除沖炮現(xiàn)象的發(fā)生[7]。

4）保證起爆網(wǎng)絡(luò)選擇合理。根據(jù)炮區(qū)自由面情況和周圍環(huán)境，合理的選擇起爆方式和起爆網(wǎng)絡(luò)可以很好的提高爆破質(zhì)量，條件允許可以選擇V字起爆、對角起爆網(wǎng)絡(luò)等增加爆破時產(chǎn)生新的自由面，提高炸藥利用率，改善爆破效果[8]。

5）精細(xì)施工嚴(yán)謹(jǐn)操作。精心設(shè)計還需要精細(xì)施工嚴(yán)謹(jǐn)操作才能保證爆破質(zhì)量。①鉆孔能夠保證孔深、孔位、角度精確，孔內(nèi)無雜石等物卡孔，再次選擇合理有效的起爆器材和炸藥，使用前做好外觀檢查，并按照要求必須使用“同廠、同批、同型號”的爆破器材；②裝藥過程中，針對不同的炮孔采用對應(yīng)的裝藥形式，連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)必須保證炸藥連續(xù)合理的分布在孔內(nèi)，起爆藥包位置要合理，保證與炸藥充分接觸，使炸藥能夠被起爆器材起爆；③裝藥過程中要保護好孔內(nèi)網(wǎng)絡(luò)和地表網(wǎng)絡(luò)，防止網(wǎng)絡(luò)線路收到損壞，造成爆破質(zhì)量事故；④在網(wǎng)絡(luò)連接過程中要保證連接網(wǎng)絡(luò)的可靠性，尤其導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)直接連接時必須保證反向搭結(jié)，且搭接長度不少于15 cm，且用膠布綁扎好雷管，防止雷管爆破時飛片損壞未傳爆網(wǎng)絡(luò)。因此保證施工質(zhì)量，施工操作很重要，一個失誤細(xì)節(jié)都有可能造成爆破質(zhì)量事故。

3 結(jié)語

良好的爆破作業(yè)工程都離不開完美的設(shè)計和施工，爆破作業(yè)必須本著合理設(shè)計，認(rèn)真施工，注重細(xì)節(jié)，充分結(jié)合爆破作業(yè)施工現(xiàn)場情況，合理選擇爆破設(shè)計參數(shù)，采用合理的裝藥結(jié)構(gòu)和填塞以及可靠的起爆網(wǎng)絡(luò)，提高施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化操作水平，保證施工作業(yè)條理性、準(zhǔn)確性、安全性和可靠性，才能夠保證爆破質(zhì)量，改善爆破效果。