中國鋁業(yè)貴州分公司礦業(yè)公司 貴州 貴陽 550014

一、概述

鑿巖爆破作為現(xiàn)階段露天礦山剝離采礦的主要工藝,在礦山的重要性不言而喻。隨著當(dāng)今社會的發(fā)展及安全生產(chǎn)需要,爆破施工過程中的安全控制尤為重要。就露天臺階爆破而言,爆破飛石作為爆破的高風(fēng)險項(xiàng),縱觀國內(nèi)大大小小露天爆破事故,由爆破飛石四濺而造成的事故占絕大多數(shù),其危害性高,難控制,難預(yù)測,因此,如何預(yù)防爆破飛石一直是露天爆破安全管理的重點(diǎn)。

二、貴州某礦山爆破簡介

以貴州省某露天鋁土礦開采礦山為例,該礦山為山坡露天礦,礦石頂板多為白云巖及鋁土巖,而爆破對象主要為白云巖。根據(jù)該礦山地質(zhì)資料顯示,礦區(qū)內(nèi)白云巖厚度約4～36m,普式系數(shù)6～8,傾角約26°。多年來,該礦山白云巖的爆破主要采用中深孔臺階爆破,孔徑90mm,孔深8～12m不等,導(dǎo)爆管雷管起爆網(wǎng)絡(luò)。據(jù)統(tǒng)計(jì),自2018年初至2019年底,該礦山爆破施工約21次,其中發(fā)生爆破飛石約9次,飛石最遠(yuǎn)飛行距離約250m。通過觀察出現(xiàn)爆破飛石的炮孔發(fā)現(xiàn),發(fā)生爆破飛石的炮孔均有不同數(shù)量的泥土涌出。通過該項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以得出,該礦山爆破飛石的出現(xiàn)與泥夾石地形有直接關(guān)系。下面我們簡單分析一下泥夾石地形對炸藥爆炸能量的傳播的影響。

三、泥夾石地形爆破飛石產(chǎn)生原因

如圖一所示,當(dāng)起爆臺階出現(xiàn)泥夾石時,根據(jù)直接接觸炮孔巖石的厚薄,將炮孔周邊巖石分為強(qiáng)抵抗區(qū)與弱抵抗區(qū),因?yàn)檫@部分區(qū)域的巖石厚薄不同,故而炸藥爆炸時爆炸能量在兩處區(qū)域的傳播也不同。相對強(qiáng)抵抗區(qū)而言,因?yàn)槿醯挚箙^(qū)直接接觸炮孔的巖石較薄,因此該區(qū)域炸藥起爆后用于破碎該部分巖石的能量少,傳播至泥層中的能量高,而泥層的強(qiáng)度和巖石的強(qiáng)度差別較大,炸藥爆炸后產(chǎn)生的沖擊波更容易將泥層推開,從而導(dǎo)致弱抵抗區(qū)爆破能量轉(zhuǎn)化為巖體動能的能量高,巖石破碎后的動能更高,破碎后的巖石受到的阻力變小,更容易出現(xiàn)爆破飛石。而強(qiáng)抵抗區(qū)則相反,因?yàn)檎ㄋ幈ê蟮哪芰烤饔糜趲r體,且該區(qū)域巖體較弱抵抗區(qū)更厚,該區(qū)域巖體爆破時轉(zhuǎn)化為巖體動能的能量較小,且受到的阻力更大,因此此部分區(qū)域破碎后巖石動能較低,不易出現(xiàn)爆破飛石。

圖一 泥夾石地形臺階爆破示意圖

根據(jù)該礦山的實(shí)際爆破情況發(fā)現(xiàn),爆破時每次遇到泥夾石地形,都會出現(xiàn)爆破飛石,飛石最遠(yuǎn)飛行距離約230m,而同樣的爆破參數(shù),當(dāng)巖體完好時,爆破飛石最遠(yuǎn)飛行距離僅30m。而這一現(xiàn)象也側(cè)面印證了上訴結(jié)論。

四、針對爆破飛石的防范措施

通過爆破飛石的產(chǎn)生原因,可以有針對性的制訂相應(yīng)的防范措施,相關(guān)措施如下:1.在炮孔空口及臺階坡面采用0.5cm厚的塑膠皮遮掩,防止碎石飛濺;2.爆破設(shè)計(jì)前首先對爆區(qū)地質(zhì)條件進(jìn)行勘察,盡可能避免泥層;3.鉆孔時如鉆至泥層,需根據(jù)孔深重新確定炮孔位置,避免沖天炮;4.裝藥時必須控制藥量,遇溶洞時,需立即放入起爆藥包,然后停止裝藥;

五、結(jié)論

爆破飛石因?yàn)槠洳淮_定性以及隨機(jī)性,已成為爆破安全施工中管控的重點(diǎn),而根據(jù)該礦山實(shí)際采取的措施,也有效抑制了爆破飛石的危害。就泥夾石地形爆破而言,因?yàn)槟鄬蛹皫r石的多變性、不確定性,從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)時不能有效合理的選取相應(yīng)的爆破參數(shù),導(dǎo)致爆破能量不能有效的作用于巖體,使爆破飛散物難以控制,而爆破飛散物最終脫離爆堆,因此,在爆破飛石的防護(hù)上可以采取地表遮掩等措施有效的控制飛散物的飛行距離。而泥夾石地形總是伴隨著溶洞、裂隙出現(xiàn),這就導(dǎo)致裝藥時容易保證填塞而使單孔裝藥量過大,也一定程度上造成飛散物的出現(xiàn),故而爆破時遇到泥夾石地形必須確定藥量,在保證填塞長度的基礎(chǔ)上,單孔裝藥量只能少,不能多,方能有效的保證整個爆破過程的安全。