＊張躍豐

（山西華陽集團(tuán)新能股份有限公司二礦 山西 045000）

露天爆破開挖中經(jīng)常出現(xiàn)這樣一類問題：即在邊坡爆破施工中如何合理的設(shè)計(jì)爆破參數(shù)來保證邊坡的穩(wěn)定性以及安全性，一旦在邊坡爆破施工過程中發(fā)生爆破安全事故或者造成邊坡的失穩(wěn)，不僅會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率和工程進(jìn)度造成影響，甚至有可能造成不可估量的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，勢(shì)必違反安全生產(chǎn)的這一宗旨。為此，本文對(duì)如何選取合適、科學(xué)、合理的邊坡爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，以確保其安全、高效地進(jìn)行，并對(duì)石灰?guī)r邊坡的爆破安全性進(jìn)行了相關(guān)工作，以保證礦山的可持續(xù)發(fā)展。

1.灰?guī)r露天礦山工程概述

(1)礦山概況

①礦山基本情況

礦區(qū)位于重慶市大足區(qū)96°，直徑約26.0km。X=3284257.28，Y=35595270.20，為礦山中心的平面直角坐標(biāo)位置（1980西安坐標(biāo)）[1]。礦區(qū)距大足市區(qū)32.0km，交通便利[2]。

②礦界及拐點(diǎn)坐標(biāo)

根據(jù)重慶市大足區(qū)國土資源局2014年4月發(fā)布的《關(guān)于劃定礦區(qū)的范圍修復(fù)》，劃定礦區(qū)分為六個(gè)拐點(diǎn)，開采高度為+440.0m～+350.0m，礦區(qū)面積為0.0566km2，礦石為石灰石，年生產(chǎn)能力為30萬噸[3]。按照國家安監(jiān)局39號(hào)《小型露天采石場(chǎng)安全管理與監(jiān)督檢查規(guī)定》的要求，露天煤礦的采高不宜高于60.0m，而在礦區(qū)的實(shí)際最高處為+433.0m，因此本工程將頂部3.0m作為頂層，故本設(shè)計(jì)采高為+433.0m～+370.0m[4]。

(2)地質(zhì)概況

①地形地貌

礦區(qū)邊坡屬于剝蝕溶蝕背斜丘陵、山坡地貌。最高部分位于西南礦區(qū)東側(cè)的山頂，海拔+435.0m[5]。最低部分位于礦區(qū)西北部，海拔+350.0m，相對(duì)高差85.0m。該地區(qū)總體地勢(shì)東南高西北低，地形坡度10°～25°，自然坡度穩(wěn)定。地表水自然排水條件良好。

②氣候

礦區(qū)屬亞熱帶潤濕天氣，夏季酷暑多雨，冬季陰寒、多霧。年平均氣溫在18℃，降水量平均在10000.0mm以上，5～10月為多雨季節(jié)，以西南風(fēng)為主，最大風(fēng)速2m/s。

(3)邊坡概況

①邊坡基本情況

經(jīng)過數(shù)年的采礦，各種用于開采的機(jī)械設(shè)備上山的公路已延長到+415m。目前礦井已有6m高的梯級(jí)，采空區(qū)為85°左右的高斜坡，礦井底有部分積水和小塊浮石塊。礦區(qū)斜坡斜度為10°～25°，某一采區(qū)兩邊的巖礦層趨向于同一斜坡，從而造成了斜坡的倒斜度。從南到北都是一個(gè)切線斜坡，傾斜角度比斜坡小。大足縣古龍石灰?guī)r礦區(qū)的邊坡如圖1。

圖1 大足縣古龍石灰?guī)r礦山邊坡衛(wèi)星圖

②坡面角及邊坡角

嘉陵江組三疊紀(jì)三期（T1j3）中的石灰?guī)r是一種堅(jiān)硬的巖石，其礦床呈119°∠6°，斜度70°。

③工作平臺(tái)

依據(jù)采礦裝備和地質(zhì)情況，可以計(jì)算出工作面最大的寬度為20m。安全臺(tái)面：4m以上。

④爆區(qū)周邊環(huán)境

礦區(qū)周圍無重要建筑物。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，礦區(qū)西部有一水庫，最近距離距礦區(qū)約68m。礦山周邊200.0m范圍內(nèi)無需拆遷的建筑和保護(hù)對(duì)象。

⑤邊坡礦巖的物理力學(xué)參數(shù)邊坡的礦巖物理參數(shù)見表1。

表1 礦巖的物理力學(xué)參數(shù)

2.邊坡爆破安全防范技術(shù)措施設(shè)計(jì)

(1)爆破網(wǎng)路的安全設(shè)計(jì)

①預(yù)裂爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)

在露天邊坡預(yù)裂爆破中采用微差起爆方式，并對(duì)爆破網(wǎng)路進(jìn)行串聯(lián)，為達(dá)到最佳的起爆效果，孔內(nèi)、孔外選用了不同的導(dǎo)爆管：孔內(nèi)選用13段ms延時(shí)雷管，延時(shí)時(shí)間大約在650ms；孔外選用3段ms延時(shí)雷管，延時(shí)時(shí)間大約為50ms。點(diǎn)火時(shí)，采用發(fā)爆器激非電導(dǎo)爆管。

②中深孔爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)

在露天中深孔爆破中，使用非導(dǎo)電微差式爆炸網(wǎng)絡(luò)，在遠(yuǎn)離邊坡的其他階段爆破時(shí)，連續(xù)兩個(gè)鉆孔同時(shí)爆炸，當(dāng)接近邊坡時(shí)，則采用單孔單爆。在炮孔內(nèi)使用13段ms延時(shí)雷管，延時(shí)時(shí)間約為650ms；在炮孔外使用3段ms延時(shí)雷管，延時(shí)時(shí)間約為50ms，而在每一列之間采用相同的5段ms延時(shí)雷管，延時(shí)時(shí)間約為110ms。依靠延時(shí)擠壓的效果，可達(dá)到爆破均勻、大塊率降低的目的，并能降低地震效應(yīng)，降低空氣沖擊波的強(qiáng)度，降低飛石塊的位移。點(diǎn)火時(shí)，采用發(fā)爆器激非電導(dǎo)爆管，起爆網(wǎng)路如圖2所示。

圖2 爆破網(wǎng)路圖

依據(jù)《爆破安全規(guī)程》導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)路的設(shè)計(jì)應(yīng)按照規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)和進(jìn)行爆破后的檢查。

(2)爆破填塞的安全設(shè)計(jì)

①爆破堵塞的作用

炸藥產(chǎn)生的能量會(huì)由于炮孔堵塞的緣故而長時(shí)間作用在炮孔內(nèi)，不僅如此，炮孔的堵塞可以使爆生氣體聚集在一起從而保持一種高強(qiáng)度長時(shí)間的狀態(tài)作用于孔壁，充分利用爆炸產(chǎn)生的能量，來降低在爆破時(shí)使用的炸藥量。

②爆破堵塞的安全設(shè)計(jì)

A.堵塞長度的計(jì)算

利用含水量在9.5%左右的沙質(zhì)物作為堵塞物，堵塞長度為抵抗線的2/3。預(yù)裂爆破和光面爆破的抵抗線分別為2.76m和4.64m，經(jīng)計(jì)算預(yù)裂爆破和光面爆破的堵塞長度約為2m和3m。

B.堵塞的注意事項(xiàng)

依據(jù)《爆破安全規(guī)程》。

(3)爆破警戒和信號(hào)的安全設(shè)計(jì)

①爆破警戒

在露天邊坡爆破的過程中，應(yīng)計(jì)算露天邊坡爆破產(chǎn)生的沖擊波和爆破產(chǎn)生的拋擲物之間的允許安全距離，在人員層面和露天邊坡爆破點(diǎn)層面，露天邊坡中深孔爆破應(yīng)保證其正面不少于350m，周圍不少于200m的最小安全距離。在裝藥結(jié)束，對(duì)于起爆人員，若不能做到及時(shí)聯(lián)系，應(yīng)設(shè)置專人負(fù)責(zé)爆區(qū)現(xiàn)場(chǎng)警戒工作。

②信號(hào)

依據(jù)《爆破安全規(guī)程》，在露天邊坡爆破作業(yè)期間，應(yīng)組織人員進(jìn)行露天邊坡爆破周圍的疏散和現(xiàn)場(chǎng)檢查。警笛聲作為一種提供爆炸信號(hào)的手段，可以清楚的讓露天爆破作業(yè)區(qū)的人員和附近的其他工作人員聽到爆破前發(fā)出“滴、滴、滴”的警笛聲。

露天邊坡爆破，為保證安全將會(huì)有5min的爆后冷卻時(shí)間，檢驗(yàn)員方可進(jìn)入邊坡爆破作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于是否有盲炮產(chǎn)生無法確認(rèn)時(shí)，則必須等待15min后對(duì)邊坡爆炸區(qū)域進(jìn)行檢查。

(4)盲炮的安全防范設(shè)計(jì)

盲炮的處理是解決盲炮事件的關(guān)鍵，發(fā)現(xiàn)盲炮后，要第一時(shí)間進(jìn)行處理，根據(jù)盲炮周圍環(huán)境特點(diǎn)及最小抵抗線變化情況可選擇兩種處理方式，即再次起爆和回收炸材。

(5)其他安全技術(shù)措施

①爆破振動(dòng)的安全防范措施

A.把質(zhì)點(diǎn)振速控制在允許值以下采用少裝藥、采用65ms間隔微差起爆的方法；

B.減小一次爆破量，使每一次的爆破的炸藥用量都是合理的，杜絕單孔超過最大量裝藥，即光面爆破時(shí)最大段裝藥量應(yīng)控制在126kg之內(nèi)，預(yù)裂爆破最大段裝藥應(yīng)控制在200kg內(nèi)；

C.突出重點(diǎn)保護(hù)點(diǎn)，就算是單孔爆破也需做好防護(hù)設(shè)計(jì)，仔細(xì)檢查爆破孔與被保護(hù)建筑物的最小距離。

②降低空氣沖擊波和噪聲的措施

A.構(gòu)筑防護(hù)桁架

B.沙袋阻波墻

3.邊坡爆破施工安全防范管理措施設(shè)計(jì)

(1)設(shè)計(jì)原則

爆破施工應(yīng)遵循“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針，落實(shí)企業(yè)的主要責(zé)任。以職業(yè)病防治和邊坡爆破施工危險(xiǎn)因素的安全管理為基礎(chǔ)，核心是安全生產(chǎn)，建立安全管理體系，提高安全管理水平，預(yù)防和減少安全事故，保證生產(chǎn)經(jīng)營的正常運(yùn)行；建立安全生產(chǎn)規(guī)章制度，控制風(fēng)險(xiǎn)，降低風(fēng)險(xiǎn)。

(2)建立安全管理組織機(jī)構(gòu)

圖3 安全管理組織機(jī)構(gòu)

(3)建立安全規(guī)章制度

依據(jù)《爆破作業(yè)人員資格條件和管理要求》進(jìn)行安全培訓(xùn)制度的制定。從事爆破工作的技術(shù)工人應(yīng)持有《爆破作業(yè)人員許可證》，并持有《注冊(cè)安全工程師》；爆破作業(yè)單位有義務(wù)和責(zé)任組織或者委托機(jī)構(gòu)對(duì)沒有獲取《爆破作業(yè)人員許可證》的露天邊坡爆破工人進(jìn)行培訓(xùn)，且安全技術(shù)的培訓(xùn)時(shí)長不得低于240學(xué)時(shí)；初次申請(qǐng)《爆破作業(yè)人員許可證》的爆破三大員應(yīng)參加不少于72學(xué)時(shí)的安全技術(shù)培訓(xùn)；凡持有《爆破作業(yè)人員許可證》者，必須每年接受40課時(shí)以上的持續(xù)教育；已取得《爆破作業(yè)人員許可證》的爆破員、安全員每年應(yīng)參加不少于20學(xué)時(shí)的繼續(xù)教育培訓(xùn)；

(4)邊坡爆破施工安全應(yīng)急管理

在露天邊坡爆破時(shí)應(yīng)根據(jù)相關(guān)的法律法規(guī)建立相應(yīng)的安全應(yīng)急管理措施，設(shè)立事故應(yīng)急管理人員，并根據(jù)其自身的安全生產(chǎn)特征，組建專門的應(yīng)急救援人員。在發(fā)生安全生產(chǎn)事故時(shí)能及時(shí)的響應(yīng)事故的應(yīng)急救援，減少人員的傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

4.結(jié)論

本論文依據(jù)邊坡爆破施工以及安全防范有關(guān)的法律法規(guī)、規(guī)章制度，通過理論分析和工程類比的方法對(duì)大足縣古龍碎石廠石灰?guī)r礦山邊坡進(jìn)行邊坡爆破施工安全防范設(shè)計(jì)。得出以下結(jié)論；

（1）邊坡爆破網(wǎng)路安全防范設(shè)計(jì)，為了保證邊坡的穩(wěn)定性，避免爆破產(chǎn)生的沖擊波和振動(dòng)給邊坡帶來影響，因此在預(yù)裂和中深孔爆破中均運(yùn)用毫秒延時(shí)爆破，從而保證邊坡的穩(wěn)定性。

（2）爆破填塞的安全防范設(shè)計(jì)，爆破填塞可以提高爆破的效果，合理的填塞可以達(dá)到最優(yōu)的爆破效果。故本次設(shè)計(jì)分別對(duì)預(yù)裂爆破和中深孔爆破進(jìn)行了2m和3m的堵塞。

（3）盲炮的安全防范設(shè)計(jì)，對(duì)預(yù)爆破中的盲炮需要采用再次起爆或者回收炸材的方式進(jìn)行處理。