露天深孔爆破在双林亭矿区的应用

杨 振

（五龙集团洛家河铜矿， 山西 垣曲 043700）

生产实践·应用技术

露天深孔爆破在双林亭矿区的应用

杨 振

（五龙集团洛家河铜矿， 山西 垣曲 043700）

通过对双林亭矿区爆破现场及孔网参数进行研究，针对其存在的问题提出相应的解决措施，包括调整钻孔孔网参数及装药结构等，以达到爆破安全及质量要求，从而减少爆破危害，提高陡坡自身强度。

抵抗线 间隔装药 微差爆破

1 矿区概况

矿区位于涵江区北东方向直距约12.4 km处，毗邻凤迹—江口县道，交通极为便利。该矿区面积为0.096 km2；开采深度为 50～200m；生产规模为 80万m3/年；开采矿种为建筑用凝灰岩；开采方式为露天开采。矿区内未发现断裂构造，但受区域性断裂构造影响，节理裂隙较发育，多呈闭合或微张状，裂隙率一般为1～2条/m，岩石较完整[1]。

该矿初设结构要素：台阶高度为15m；台阶坡面角表土、强风化带及破碎带为45°，半风化带为50°，坚硬岩体为65°；安全平台为3m；清扫平台为5m；采场最终边坡角为0°～55°；采场最低台阶标高为50m；采场最高台阶标高为185m；最小工作平台为30m；最小凿岩平台宽度不小于4m。

凿岩采用潜孔钻机凿岩，孔径为150mm，钻孔角度为90°，采用矩形布孔方式。炮孔排列规则：炮孔排距等于最小抵抗线w（炮孔中心与自由面的最短距离），排与排炮孔分布均匀，炮孔方向尽量与自由面平行。孔网参数：孔间距为6m，排间距为5m，孔深L=台阶的高度+超伸=16m。

2 爆破的优缺点

爆破方式采用多排孔微差爆破。其优点为：提高爆破质量，改善爆破效果；可扩大孔网参数，降低炸药单耗，提高每米炮孔爆破量；一次爆破量大，可减少爆破次数，提高装、运工作效率；可降低地震效应，减少爆破对边坡和附近建筑物等的危害。其缺点为：爆破大块现象时有发生并有根底出现；在生产过程中因风力发电的建设使得爆破作业环境变的复杂，爆破振动过大；边坡控制爆破没有达到理想效果。

3 爆破存在问题的原因分析及解决措施

3.1 爆破出现大块现象并有根底出现

爆破质量主要和三条抵抗线关系密切，药包底盘抵抗线决定根底残留度，药包的平均抵抗线决定岩石的破碎程度，最小抵抗线决定了爆破安全范围。只有这三条抵抗线达到相对均衡的标准，才能获得较为理想的爆破质量。通过实际观察分析，出现大块及根底的主要原因是堵塞长度大，导致上部岩石形成大块几率高，正是沿海地区雨水充足水孔率极高，孔底装药量不足或装不到底是产生根底的主要原因。根据实际生产状况调整了孔网参数，孔径改为138mm，排距3.5m，孔距4.5m，堵塞长度控制在3～3.5m，水孔装药采用乳化炸药钓鱼法，保证孔底药量。通过改变炮孔装药结构，上部采用低密度炸药为主，下部采用高密度炸药为主，这样在炸药单耗不变的情况下提升装药高度和爆破质量。当岩石波阻抗与炸药匹配性较高时岩石破碎效果更佳，所以密度较低的坚硬岩石，可多应用高密度和高爆速炸药来获得良好效果。通过改变参数后爆破质量得到了极大改善，大块率下降到5%，基本没有根底现象。就是每次崩矿量比以前减少了10%～15%左右，但是能满足生产要求。

3.2 爆破振动过大

根据试验资料表明，爆破振动速度的大小与炸药量、建构设备爆破点距离、介质情况、地形条件和采用的爆破方法等因素有关。爆破地震安全距离，主要是通过在地表对地面建筑物和边坡求得位移、加速度、速度来确定。但使用速度较多，因为风力发电的建设使得爆破作业环境变的复杂，必须控制爆破振速。

控制爆破振动速度最有效的途径就是减少一次起爆最大药量。根据国家《爆破安全规程》安全允许振动标准，在主振频率大于10 Hz小于等于50 Hz情况下，对于工业商业建筑物振动速度不应大于3.5～4.5 cm/s[2]。由于山顶风力发电机基础到爆点垂直距离为65m，考虑爆破振动随高度的放大效应，设计振动速度不大于3 cm/s。风力发电站距爆破最近直线距离为75m。

测点爆破振动速度可用萨道夫斯基公式计算：

式中，v为介质质点振动速度，cm/s；R为爆源距离，m；Q为炸药量，kg；齐发爆破时取总药量，分段爆破时取最大一段药量；K、a为与爆破条件、岩石特性等有关的系数[3]，岩石为中硬K取150，a取1.5。通过计算一次爆破最大起爆药量Q=117 kg。原爆破方案一次爆破2～3排炮孔，采用导爆管雷管整排分段微差起爆，一次起爆最大药量960 kg，为保证山顶振动速度不大于3 cm/s，控制一次起爆药量不大于117 kg。经研究决定采用单孔单向微差爆破及孔底孔口采用13段双导爆管雷管起爆，孔外采用3段导爆管雷管进行单孔传爆，为保证爆破质量使孔排间距各缩小0.2m。通过实践，爆破效果良好，单孔药量96 kg，爆破振速2.26 cm/s，符合规范要求。

3.3 边坡控制爆破没有达到理想状态

爆破采用孔径为115mm，孔间距2.5～3m，采用不耦合装药结构装Φ90药卷。爆破后经常出现超欠挖现象，边坡孔痕率很低几乎看不到，并出现伞檐、根底及危石现象，分析原因主要有以下方面。

3.3.1 光面孔孔径选择过大，孔间距过大

光面钻孔孔径的确定十分重要，选择合理与否直接关系着光面爆破效果、成本和质量。孔径的大小是决定孔距的依据，通过研究分析后决定采用Φ90孔径，装Φ70药卷，孔间距采用1m。

3.3.2 线装药密度不合理

造成超欠挖现象，主要是线装药密度不合理，线装药密度是光面爆破最关键的要素。合理的线装药密度不仅可以保证裂隙缝的贯通，而且使边坡达到稳定、平整、光滑美观的要求。但药量太大会破坏边坡壁面造成超挖现象，药量过少造成光面孔无法贯通形成凸岩。孔底由于超深部分夹制力大，装药过少造成边坡出现根底。分析后采用长竹片搭接用导爆索起爆。

3.3.3 炮孔堵塞长度问题

实践证明炮孔堵塞质量和堵塞长度对水平预裂贯通有一定影响。堵塞采用粘土或者砂加粘土，严禁用石块堵塞。堵塞过短爆破冲击波逸出，不容易形成孔壁贯通。堵塞过长孔口部位爆破效果差，形成伞檐、危石。堵塞长度必须满足20～30倍孔径。

4 结语

通过对双林亭矿区爆破现场爆破技术参数进行调整，优化爆破质量，基本解决了上述出现的质量问题及隐患现象，大大改善了安全生产条件，提高了铲运效率，取得了良好的经济效益。

[1] 福建省莆田市涵江区双林亭矿区建筑用凝灰岩矿开采方案设计[Z].福州：福建省冶金工业设计院，2013.

[2] 汪旭光，郑炳旭，张正忠，等.爆破手册[M].北京：冶金工业出版社，2010.

[3] 汪旭光.爆破设计与施工[M].北京：冶金工业出版社，2015.

Application of Deep-hole Blasting in Open Pit M ine of Shuanglinting M ining Area

Yang Zhen
（Luojiahe Copper M ine,ShanxiW ulong Investment Group Co.,Ltd.,Yuanqu Shanxi 043700）

Based on the research of Shuanglintingmining blasting site and borehole parameters,this paper proposes corresponding solutions as to the existing problems,including the adjustment of drilling hole network parameters and loaded constitution so as tomeet the requirements of blasting safety and quality,thereby reducing the blasting damage,improving the strength of steep slope.

resistance interval;charge;millisecond blasting

TD824.2

A

1672-1152（2017）05-0108-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.05.41

2017-09-09

杨振（1977—），男，本科，毕业于太原理工大学，采矿工程专业，现从事采矿工程生产技术与研究工作，采矿工程师。

（编辑：王瑾）