宋士博

（貴州久遠(yuǎn)祥和爆破工程有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550025）

露天采礦爆破施工過(guò)程中，邊坡的穩(wěn)定性會(huì)受到爆破的重大影響。如果邊坡本身的穩(wěn)定性不好，就會(huì)出現(xiàn)一定的危險(xiǎn)，甚至?xí)?dǎo)致采礦人員的生命安全受到威脅，因此，需要對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行嚴(yán)格的控制，同時(shí)，邊坡高度和質(zhì)量也要隨著不斷增加的采礦深度進(jìn)一步提高。現(xiàn)階段露天采礦施工過(guò)程中在施工方案方面存在著諸多不合理的問(wèn)題，例如：設(shè)計(jì)的爆破方案并不合理、不能充分的保證鉆孔質(zhì)量、不合理設(shè)置爆破參數(shù)等，這些問(wèn)題對(duì)露天采礦施工效率都有一定的影響，因此，在實(shí)施爆破工作之前，需要有效的控制邊坡穩(wěn)定性，這樣才能有效的降低意外事件發(fā)生的機(jī)率，才能順利的實(shí)施露天采礦邊坡控制性爆破施工。

1 現(xiàn)階段我國(guó)露天礦山爆破工作中存在的諸多問(wèn)題

分析我國(guó)現(xiàn)階段露天礦山爆破工作的現(xiàn)狀，結(jié)合礦山的實(shí)際情況分析爆破過(guò)程中可能出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題，并且制定科學(xué)合理、有效的解決方法。如果不能及時(shí)有效的解決露天礦山爆破過(guò)程中存在的諸多問(wèn)題，就極有可能對(duì)爆破四周的地質(zhì)情況產(chǎn)生重大的影響，甚至?xí)斐杀浦車(chē)鷧^(qū)域產(chǎn)生嚴(yán)重的污染問(wèn)題。

1.1 選擇露天礦山的地理位置上存在著一定程度的安全隱患

首先，如果選擇的露天礦山地理位置不恰當(dāng)，就會(huì)在一定程度上存在諸多的安全隱患。如果沒(méi)有事先對(duì)礦山四周的地理環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研，所選擇的露天礦山地質(zhì)就不能滿(mǎn)足實(shí)際要求?，F(xiàn)階段我國(guó)很多礦山在開(kāi)采之前，并沒(méi)有對(duì)四周的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的了解和勘察，例如有些露山礦山甚至建立在村莊或是采石場(chǎng)等附近，這些區(qū)域的露天礦山在進(jìn)行爆破的過(guò)程中，若出現(xiàn)大規(guī)模飛石現(xiàn)象會(huì)直接危害到周?chē)沫h(huán)境[1]。開(kāi)采露天礦山的爆破施工，要結(jié)合露天礦山實(shí)際的選擇地址對(duì)具體的施工方案進(jìn)行確定。例如：露天礦山的地址如果處于地形位置很高的地方或是四周的土地相對(duì)稀松，在爆破的過(guò)程中就會(huì)導(dǎo)致四周地質(zhì)出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)泥石流等重大地質(zhì)危害，因此，需要對(duì)露天礦山四周的自然環(huán)境詳細(xì)的、全面的調(diào)研和把控，才能制定相應(yīng)的爆破方案和確定相應(yīng)的爆破措施?，F(xiàn)階段我國(guó)有很多的露天礦山企業(yè)為了對(duì)成本費(fèi)用進(jìn)一步降低，對(duì)礦山四周的地質(zhì)環(huán)境沒(méi)有進(jìn)行具體的分析，只是依據(jù)以往的爆破經(jīng)驗(yàn)實(shí)施爆破施工，這樣導(dǎo)致不能對(duì)爆破施工的安全性進(jìn)行有效的控制。因此，露天礦山爆破管理的一個(gè)重要內(nèi)容是詳細(xì)的、全面的調(diào)研露天礦山四周的地質(zhì)和自然環(huán)境，特別是要針對(duì)碎石的分布情況進(jìn)行詳細(xì)的把握，這樣才能最大程度的避免出現(xiàn)由于爆破的巨大威力導(dǎo)致碎石亂飛問(wèn)題，對(duì)四周村莊和居民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅的現(xiàn)象[2]。

1.2 不重視后期爆破工作管理，整體工程不具備系統(tǒng)性

露天礦山的整個(gè)爆破過(guò)程中不僅包括前期調(diào)研礦山四周的環(huán)境，還包括選擇施工過(guò)程中使用到的爆破技術(shù)，以及后期爆破工作管理，這些工作形成一個(gè)完整的爆破系統(tǒng)。后期的爆破工作主要是對(duì)工程的牢固情況進(jìn)一步檢查，例如確定在多少米范圍內(nèi)進(jìn)行爆破，多少米安全距離之外才不會(huì)受到爆破飛石損害。另外，爆破作業(yè)時(shí)還需要進(jìn)行爆破地震波的監(jiān)測(cè)，明確爆破振動(dòng)的安全距離。為了進(jìn)一步降低露天礦山存在的安全隱患，可以在爆破以后定期在礦山安全距離內(nèi)對(duì)地質(zhì)波動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)，如果檢測(cè)結(jié)果顯示穩(wěn)定即為安全狀態(tài)。

1.3 有效的處理和控制露天采礦邊坡爆破工作中出現(xiàn)的盲炮問(wèn)題

盲炮主要出現(xiàn)在露天采礦邊坡爆破的大塊位置，例如：盲炮部位的底部抵抗線過(guò)大、臺(tái)階根部、未堵塞廢孔四周和臨空面。根底是盲炮最容易出現(xiàn)的一個(gè)位置，例如：盲炮部位爆孔超深不足、臺(tái)階巖體底部、中間部位較大的孔網(wǎng)參數(shù)臺(tái)階底部、臺(tái)階根部偏大的底部抵抗線等[3]。

2 分析露天采礦邊坡控制爆破施工的具體策略

2.1 對(duì)露天采礦邊坡爆破方案進(jìn)行科學(xué)合理的選擇

現(xiàn)階段對(duì)露天采礦工程中邊坡安全控制爆破大致分為兩大類(lèi)的措施。第一大類(lèi)，對(duì)主爆破區(qū)所使用的爆破方案進(jìn)行調(diào)整，使得主爆破區(qū)的爆破對(duì)邊坡所產(chǎn)生的不良影響進(jìn)一步降低。例如：對(duì)主爆破區(qū)從臨空面方向進(jìn)行調(diào)整、對(duì)主爆破區(qū)的單響最大藥量進(jìn)行調(diào)整、對(duì)起爆順序和時(shí)差進(jìn)行調(diào)整、改用低爆速炸藥等。第二大類(lèi)，采用具有特殊性的爆破控制措施如預(yù)裂、光面、緩沖爆破等，直接保護(hù)那些即將出現(xiàn)邊坡的巖體。

在實(shí)際露天采礦邊坡爆破施工中，第一大類(lèi)的控制措施需要詳細(xì)的、全面的考慮到露天礦山整體施工進(jìn)度的計(jì)劃安排。

（1）爆破工作在臨空面方向在一定程度上受到臺(tái)階工作面推進(jìn)方向的影響，也就是說(shuō)，爆破振動(dòng)最大方向是臨空面的反方向，在實(shí)際爆破的過(guò)程中，要盡量避免所要保護(hù)的邊坡處于臨空面的背面。

（2）一次起爆所使用的炸藥量直接影響著爆破振動(dòng)的大小，一般情況下所使用的單響炸藥量越大所造成的振動(dòng)危害程度越高，因此，在爆破過(guò)程中必須嚴(yán)格進(jìn)行爆破振動(dòng)的安全驗(yàn)算，使最大單響藥量控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

圖1 空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)示意圖

（3）對(duì)起爆順序和時(shí)差進(jìn)行調(diào)整的本質(zhì)是對(duì)實(shí)際爆破過(guò)程中后響炮孔的臨空方向和最大起爆炸藥量進(jìn)行合理的改變，從而達(dá)到進(jìn)一步降低對(duì)邊坡的危害的目的。另外，從理論角度進(jìn)行分析，爆破振動(dòng)造成的危害是通過(guò)能量波的方式對(duì)邊坡上的巖體造成損害的，因此，對(duì)起爆順序和時(shí)差的合理控制，能夠把波干涉原理利用起來(lái)相互抵消能量波出現(xiàn)的波峰和波谷，從而達(dá)到進(jìn)一步降低爆破振動(dòng)的目。但是對(duì)起爆順序和時(shí)差的合理控制，需要通過(guò)專(zhuān)業(yè)的試驗(yàn)和精準(zhǔn)的計(jì)算才能完成設(shè)計(jì)，故在正式爆破施工前進(jìn)行試爆是一個(gè)比較便捷的方式。

（4）在條件允許的情況下考慮使用振動(dòng)危害相對(duì)較小的低爆速炸藥爆炸形式。

在鐵路、公路、水利等各類(lèi)邊坡爆破施工中較多的使用到第二大類(lèi)措施中的光面和預(yù)裂爆破。露天礦山邊坡和鐵路、公路、水利等工程相對(duì)比，在工程量方面有著較大的差距，且露天礦山邊坡一旦礦山閉坑就完成了自身的使命，和鐵路、公路、水利等各類(lèi)邊坡相比服務(wù)年限短的多，尤其是隨著近些年來(lái)露天礦山普遍使用的分期、陡幫開(kāi)采等開(kāi)采方法，在一定程度上又大大的縮短了露天礦山邊坡所需要服務(wù)的年限，因此，露天礦山邊坡爆破利用第二類(lèi)控制爆破的形式生成邊坡的時(shí)候又有不同的特點(diǎn)，主要是不會(huì)和其他工程一樣嚴(yán)苛的要求整體施工的進(jìn)度和成本以及邊坡質(zhì)量。大多數(shù)情況下，第一大類(lèi)控制爆破的措施不會(huì)對(duì)施工成本進(jìn)一步增加，但是卻對(duì)邊坡的整體穩(wěn)定性有著直接的、不容忽視的影響，因此，在對(duì)露天礦山進(jìn)行爆破的過(guò)程中要充分的給予重視，且應(yīng)用必須到位。第二大類(lèi)控制爆破的措施會(huì)大大的增加施工成本，特別是使用光面爆破，具有大難度、高要求、慢進(jìn)度、高成本的特點(diǎn)，在實(shí)際露天礦山爆破中并不會(huì)廣泛的使用，大多數(shù)情況下只在爆破地段的地質(zhì)條件極為特殊或是邊坡要求特殊的情況下使用；露天礦邊坡爆破施工中經(jīng)常把預(yù)裂爆破和緩沖爆破聯(lián)合起來(lái)使用，這樣相對(duì)于光面爆破來(lái)說(shuō)能夠顯著的降低施工成本，所形成的邊坡也能滿(mǎn)足一定的特殊要求；如果露天礦山所處區(qū)域基巖較穩(wěn)定以及所需要不超過(guò)10年的邊坡服務(wù)年限，則使用緩沖爆破產(chǎn)生的邊坡就能是礦山對(duì)邊坡服務(wù)要求得到滿(mǎn)足。例如：河南平頂山某露天鐵礦的邊坡是采用緩沖爆破的形式產(chǎn)生的，已經(jīng)使用了12年依然能夠滿(mǎn)足施工對(duì)邊坡穩(wěn)定性和安全性的要求。緩沖爆破具有施工進(jìn)度快、成本低的優(yōu)勢(shì)，能夠廣泛的應(yīng)用到具有服務(wù)年限短、巖體穩(wěn)定性好特點(diǎn)的露天礦山邊坡實(shí)際施工中。

根據(jù)以往露天采礦邊坡爆破實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，要對(duì)邊坡爆破工作的安全性和質(zhì)量進(jìn)一步管控，必須結(jié)合露天礦山施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，堅(jiān)持因地制宜的原則，對(duì)實(shí)際使用的爆破方法進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，然后對(duì)實(shí)際爆破方案進(jìn)行不斷的完善和優(yōu)化。大多數(shù)情況下，露天礦山邊坡需要遵循以下原則和步驟確定實(shí)際爆破方案[4]：

（1）對(duì)露天礦山所在區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查和研究，分區(qū)管理露天礦山各平臺(tái)的爆破工作，對(duì)爆破影響到的邊坡區(qū)域進(jìn)行明確，邊坡需要滿(mǎn)足各影響區(qū)巖石穩(wěn)定性、初步設(shè)計(jì)提出來(lái)的要求等。

（2）爆破規(guī)劃的制定要分區(qū)進(jìn)行，規(guī)劃中要對(duì)推進(jìn)爆破工程和采掘面的計(jì)劃進(jìn)一步明確，要科學(xué)合理的制定控制邊坡爆破方案和備用方案。

（3）對(duì)爆破不同區(qū)域方案中涉及到的具體參數(shù)進(jìn)一步明確，試爆的安排要盡早，這樣才能對(duì)爆破方案的實(shí)用性、爆破參數(shù)的合理性、需要改進(jìn)的方面等進(jìn)一步的控制。

（4）實(shí)施爆破方案的選擇和制定要遵循保守的原則，在對(duì)執(zhí)行保守爆破方案的效果確認(rèn)以后才能夠?qū)](méi)有嚴(yán)格要求邊坡的邊角區(qū)進(jìn)行其他方案的小規(guī)模試驗(yàn)，試行效果只有通過(guò)專(zhuān)家評(píng)定以后才能在類(lèi)似地質(zhì)條件巖石的爆破中得以推廣使用。

（5）實(shí)施爆破工作之前，要對(duì)露天礦山爆破現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，并對(duì)爆破施工的效果和振動(dòng)情況進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，結(jié)合實(shí)際的巖土含水量和節(jié)理裂隙發(fā)育等地質(zhì)實(shí)際情況對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行明確，并結(jié)合施工工程的實(shí)際情況，進(jìn)行合理的調(diào)整。

2.2 邊坡爆破的裝藥結(jié)構(gòu)

采用預(yù)裂爆破和光面爆破形式的時(shí)候，為了使爆破效果達(dá)到預(yù)期，需要在實(shí)際爆破工作中使用不耦合裝藥方式，不耦合裝藥方式能夠起到進(jìn)一步降低爆破藥柱與孔壁的接觸、進(jìn)一步減少不良影響的作用。巖體在部分震動(dòng)波的作用影響下會(huì)受到拉力進(jìn)一步影響，極易出現(xiàn)貫通劈裂縫隙。在實(shí)際施工過(guò)程中，可以利用空氣間隔裝藥技術(shù)減少這一現(xiàn)象。具體施工方法是：利用膠帶，采用間隔的形式，在導(dǎo)火索上綁扎預(yù)裂藥柱，然后吊入孔中。另外，持續(xù)增加的爆破炮孔深度會(huì)導(dǎo)致不斷增加炮孔深部巖石土體的初始應(yīng)力，大幅度的增加孔底的夾制作用。實(shí)際爆破施工中，為了進(jìn)一步降低夾制作用，要結(jié)合炸藥的實(shí)際特性在底部裝藥，合理的增加孔底炸藥的數(shù)量，且控制好裝藥長(zhǎng)度[5]。

3 結(jié)束語(yǔ)

露天采礦施工過(guò)程中，離不開(kāi)爆破施工技術(shù)的使用，邊坡的穩(wěn)定性會(huì)受到爆破的重大影響，如果邊坡穩(wěn)定性不好，就會(huì)出現(xiàn)一定的危險(xiǎn)，為了把邊坡爆破施工技術(shù)的作用充分的發(fā)揮出來(lái)，維護(hù)好邊坡的穩(wěn)定性，不僅需要科學(xué)合理的制定相應(yīng)的爆破方案，還需要根據(jù)礦山的實(shí)際情況科學(xué)合理的制定裝藥方案，這樣才能確保爆破效果更好，才能為采礦工作的順利實(shí)施提供保障基礎(chǔ)，才能推動(dòng)我國(guó)礦產(chǎn)事業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。