露天深孔台阶爆破技术应用

吕传皓

摘要：本文阐述了面对1号露天矿复杂的地质条件及周围环境制定深孔台阶爆破方案的实施，并对它在1号露天矿的应用实用效果进行了简要的说明。

Abstract： This article elaborated the implementation of deep hole bench blasting plan facing the complex geological conditions and the surrounding environment of No.1 open pit mine expounds the application effect.

关键词：露天矿；深孔台阶爆破；应用

Key words： open pit；deep hole bench blasting；application

中图分类号：TD235 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）30-0073-02

0 引言

目前1号露天矿正进行大规模玻璃生产，该露天矿采用露天深孔开采方式，但由于该露天矿地质条件较复杂，该矿所在地破碎带与断层交替依存，致使潜孔钻难以成孔，砸窑能量得不到充分利用；而且该矿与民宅相距仅300m，人、畜的频繁出入对矿岩爆破警戒的设置造成不小的困扰。

以上问题不仅严重威胁持续安全生产，同时面对每年增加剥离生产任务，如何在确保周边居民、牲畜相对安全的前提下进行矿岩爆破，是工前不可回避的一个关键问题。对此，本文结合深孔爆破技术特点和相关专业经验， 对露天深孔台阶爆破技术方案进行整体设计。

1 工程概况

1号露天矿山采区与民宅之间仅有300m的距离。在露天深孔开采过程中，生产队使用KQGS--150潜孔钻机按照165mm的直径设计进行打孔，并进行深孔爆破。该矿使用装有硝酸炸药的塑料导爆管毫秒雷管对矿岩进行分段爆破，爆破台阶高15m。爆破随着水泥产销量的不断增加，石灰石需求量为产量480万吨（矿石200万m3）。

2 爆破设计方案的选择及参数

工程队根据现有的设备条件、起爆点的地质地貌以及周边环境，在合理合法的前提下参考销售合同，决定使用露天中深孔台阶爆破方案。在施工中，使用？准165mm潜孔钻机打孔，再从上到下分台阶开采。结合现场工况和爆破方案，确定爆破参数（见表1）。

3 炮孔布置、装药、堵塞和起爆网路

3.1 炮孔布置

爆破前，根据图1所示梅花形样式布置炮孔。

3.2 装药、填塞

在爆破孔内干燥无水的条件下，采用2号岩石硝铵散装炸药（每个炸药包装40kg硝铵）。如果爆破孔内有水，则最好用岩石乳化炸药进行爆破。采用连续装药结构，炸药沿着炮孔轴向方向连续装填，每隔四、五米用隔断器做一个1.5m的隔断区间。炸药包按1孔2包进行放置，孔底0.3～0.5m的位置放1包，药柱顶端0.5m的位置再放1包。每个炮孔装填好炸药后，必须用炮泥、钻孔细屑将剩余的长度塞满，但是切忌填塞可燃物、石块等材料，并且填塞部分中间不能有空洞。另外，在填塞时注意不要破坏起爆网路，并且一定要填塞密实，以免爆破时因填塞不当造成安全事故。具体可按图2进行装药。

3.3 布置起爆网路

逐孔起爆。每孔内装2发EXEL16段非电导爆管雷管，地表雷管孔间设置17ms延期雷管，排间设置42ms延期雷管，按照图3设计的网络结构逐孔起爆。将导爆管装入爆破孔时，必须确保所有导爆管都装入塑料连接套内，这样才能保证爆破效果达到预期要求。

4 爆破安全距离计算及安全警戒范围

4.1 爆破地震安全距离

通过式（1）计算爆破地震安全距离V：

在式（1）中，V表示“爆破地震引起的质点振动速度（cm/s）”；R表示“爆破中心到保护物最短距离（m）”；Q取212.9kg，表示“最大一段装药量”；K为“岩石系数”，a是“与K相匹配的衰减指数”，K=170，a=1.5。将已知参数代入式（1）得到爆破地震安全距离V的取值0.48cm/s。

4.2 爆破冲击波距离

爆破地震安全距离V的取值采用式（2）计算得到：

在式（2）中，RK表示“爆破冲击波对掩体内人员最小允许距离”，单位为m；Q表示“最大一段装药量”，单位为kg。将表1中Q的取值代入式（2）得到R的计算结果149.3m。

爆破时，只要按照设计要求的质量和长度布置炸药孔，就基本可忽略爆破冲击波所产生的影响。

4.3 爆破飞散物飞散距离

通过式（3）计算爆破飞散物飞散距离Rf：

在式（3）中，R表示“爆破飞散物飞散距离”，单位是m；K表示“安全系数15—16”，该方案所采用的安全系数为15.6；而炮孔直径D的取值为16.5cm。将已知参数代入式（3），得到Rf的计算值257.4m。

5 效果分析

①号露天矿深孔爆破方案，结合现场工况通过预留保护层，设置缓冲带等错中技术措施后，有效避免了爆破时石渣飞溅，起爆点附近民宅没有因此遭受破坏。

②在地质构造相对单一的区段，按照设计方案爆破后基本没有出现大块、根底问题；在地质条件比较复杂的区段（如破碎带、断层交错的区段），基于原爆破方案进行适度调孔、排拒和孔底超深，使得爆堆大块率未超过设计范围，同时也有效降低了根底出现的频率，从而大大提高了生产能力。

③经多次试验论，所设计的爆破方案最终都能达到安全、高效的爆破效果，并且炸药单耗不高，有效节约了生产成本，真正实现高产高效。

参考文献：

[1]高尔新.爆破工程[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999，7.

[2]于亚纶.工程爆破理论与技术[M].北京：冶金工业出版社，2004.

[3]殷学龙.刍议煤矿掘进中深孔爆破技术[J].价值工程，2014（22）.