露天矿含水地层深孔爆破施工管理探讨

郝飞

中核华兴机械化工程有限公司 江苏扬州 225000

当前，我国矿山生产和工程施工领域年度消耗炸药量已超过300万吨，且目前仍在逐年大幅度增加，爆破作业因其低成本、高产出等特点，广受矿山和施工单位青睐，在生产和建设领域的重要性日渐增加。

1 含水地层概述

含水地层指透水性能好、空隙大的岩石以及卵石、粗沙、疏松的沉积物和富有裂隙的岩石、岩溶发育的岩石等储有地下水的透水层。在地质学上含水层常指土壤通气层以下的饱和层，其介质孔隙完全充满水分。

2 含水地层对爆破环境的影响

对于土石方爆破而言，含水地层主要爆破对象指在地下水位以上的砂性岩层、泥岩或者岩层破碎、断裂带较多的岩体。由于含水层中的水在炮孔钻凿和土石方开挖时破坏了其平衡状态，周围的静态水会流入炮孔或者基坑内，造成炮孔坍塌和地面积水，使得爆破作业环境变受到影响，进而影响爆破作业安全和施工质量。地下水是深基坑开挖和露天矿生产中最常见的难点问题，它给爆破、开挖、运输和道路维护等工作带来许多困难。

3 深孔爆破技术

深孔爆破是指钻孔直径大于75mm、孔深大于5m的炮孔爆破技术，它具有单位钻孔量小和炸药单位耗量低、生产效率高和便于采用综合机械化施工等优点，广泛应用于露天和地下开挖工程。深孔爆破技术是目前国内广泛采用的用于矿山剥离、采矿、水利工程及铁路开挖等工程的主要爆破方式，具有安全保障程度高，作业条件好，开采能力大，生产效率高，爆破周期长、飞石少，爆破器材配送管理方便、综合效益高等特点。

4 深孔爆破施工步骤

深孔爆破施工工艺流程主要包含如下几个步骤：

（1）布孔：根据不同的岩性条件和临空面分布情况选择合适的爆破孔网参数进行炮孔布设、做好标记。

（2）钻孔、验孔：布孔后，对钻机手进行交底，安排钻机钻凿炮孔。钻孔完成后由技术人员牵头检查孔位、深度、倾角等是否符合要求，认真检查记录孔内有无堵孔，孔内积水深度等情况。

（3）药量设计：根据实际孔深、孔数和设计单耗计算炸药用量，按需求订购和配送炸药至施工现场。

（4）装药：按照爆破设计控制每孔的装药量。出现堵孔时，如未下起爆药包，可用竹竿或木杆捣通。

（5）堵塞：一般采用钻孔岩粉和粘性土填塞，保证堵塞长度，确保不发生冲孔。

（6）联网：敷设起爆网路，雷雨季节宜采用非电起爆系统。

（7）防护和警戒：有必要时，可在起爆区周围设置必要的防护，防止爆破飞石、冲击波等伤人，确保人员安全，防护到位后按设计要求的范围进行人员疏散和警戒。

（8）起爆：在保证各项技术及安全措施达到标准要求后进行起爆。

（9）安检和解除警戒：起爆后，必须耐心细致的检查是否有盲炮等危险因素遗留，以防发生事故，确认安全后方可解除警戒。

5 含水地层爆破常见难题

（1）塌孔：在泥岩和砂岩地区，由于岩石整体性不佳，炮孔钻凿完成后，地下水往炮孔汇集形成渗流，冲刷孔壁，容易引发塌孔。

（2）装药不连续：装药过程中，由于孔壁受地下水影响变得松软，炸药入孔时对孔壁造成扰动，导致孔壁岩土调入孔内，造成装药间隔、不连续。

（3）炸药淤塞：当炮孔较深、地下水位较深时，由于炸药入孔时的自由下落高度较高，在入水时容易与水面产生较大的撞击力，因为防水乳化炸药为乳胶状，会在水面处受激产生变形、淤塞炮孔，导致水下位置无法装填炸药。

（4）起爆网络准爆性不佳：含水地层施工时，地面积水和淤泥较多，容易污染四通接头，对于爆破网络的联接质量有较为明显的影响，容易导致起爆网络准爆性降低。

（5）拒爆和残药：由于装药结构不连续或者起爆网络连接质量不佳容易导致起爆时发生拒爆或者炮孔内残留未爆残药卷。

（6）冲孔：含水炮孔堵塞时，地下水容易泡软堵孔岩粉和粘土，降低堵塞质量，起爆时，炮孔内水容易受爆破能量激发，产生射流而冲孔，引发安全隐患。

（7）爆破效果差：由于拒爆、冲孔、装药深度不够、不连续等情况发生，爆破能量对周边岩体的做功效率较低，导致岩石粉碎效果不佳，大块多，总体爆破效果差。

6 含水地层爆破工艺控制措施

根据露天爆破炸药装药做功的原理和微差起爆的一般技术要求，锡林浩特项目部在胜利东二号露天煤矿实施爆破作业时，根据前期含水地层爆破出现的大块、冲孔等爆破效果不佳的现实情况下，多次进行了技术总结和参数调整，最终通过从如下几个方面入手进行工艺控制，爆破施工安全管理和成品质量控制都得到了较大的提升：

（1）控制成孔后的装药时间：在岩石稳定性不佳的区域进行含水地层爆破施工时，成孔后及时组织装药填塞，由于成孔时间短，塌孔率相对较低、孔壁稳定，有效的保证了炸药装填质量。

（2）做好炮孔复查和布孔工作：每个炮孔装药前，要求爆破作业人员对孔深进行复核，对于出现堵孔的情况及时用竹木棍疏通，当堵塞较深，无法疏通时及时报告技术人员安排透孔或补孔，保证了炮孔的成孔质量。

（3）采用绳索吊装的方式进行装药：在炮孔较深、地下水位较深时，使用绳索将单节乳化炸药吊装入孔，待炸药缓缓装入水面以下后再松索下沉，降低了决药卷从高处坠落与水面产生的撞击力，减少炸药淤塞的情况。

（4）选用水稳性好的材料堵孔：水孔爆破时，堵孔材料优先选用水稳定性良好的砂性填料，减少了岩粉堵孔时受水泡产生的浆化，提升了堵孔质量。

（5）控制操作质量：要求炮工堵孔过程中细致操作，不伤到雷管脚线，以免影响传爆性能，为保证堵塞质量，水孔堵孔时适当增加填塞高度以避免冲孔，增加了爆破能量做功的效率。

（6）减少四通网络联接：含水地层爆破采用四通联接时，接头位置容易受水和淤泥浸泡而失效，因此起爆网络尽量采用防水雷管联接，并将接头垫放在干燥的位置，有效提升了传爆网络的可靠性。