中深孔爆破技術在露天石灰石礦的應用

鄧敏

摘要：結合東方希望重慶水泥有限公司石灰石礦的生產實踐，對中深孔爆破施工中的方案進行介紹，并從露天中深孔爆破方法特點出發，闡述了中深孔爆破技術定義、優點、基本參數以及分析當前礦山實際應用技術中遇到的問題和解決的辦法。

關鍵詞：露天石灰石礦；中深孔爆破技術原理；工藝；效果

一、前言：中深孔爆破是指，鉆孔直徑大于75mm、孔深大于5m的炮孔爆破技術（GB6722-2014爆破安全規程）。中深孔爆破是目前國內廣泛采用的用于礦山剝離、采礦、水利工程及鐵路開挖等工程的主要爆破方式。與傳統的淺孔爆破法和預裂爆破法相比，中深孔爆破在保障礦山開采安全，提高生產效率方面有明顯的優勢。

二、工程概況介紹

東方希望重慶水泥有限公司位于豐都縣湛普鎮，2009年開始基本建設，計劃2010年建設投產，設計5*5000噸，天熟料生產線，配套礦山有3個，分別是水泥灰巖礦山、砂巖礦山、頁巖礦山。目前已全部投產，開采服務年限約20年。根據規劃設計，達產后年開采石灰石礦500萬方，約1350萬噸礦石，該工程量為暫定工程量，實際工程量可根據工程熟料投產進度的需要進行調整，最終以實測量為準。石灰石的普氏f=4～8。礦巖產狀復雜，受其影響巖層節理，裂隙及結構面很發育。東方希望石灰石礦主要的起爆方式為逐孔微差起爆網絡。臺階高度為12m，孔深一般在13.5m～14.0m，局部有適當調整。孔網參數多采用（礦石）7.0m x 4.0m，巖石依據硬度不同分為6.5m×4.5m；7.0m×4.0m；7.5m×4.5m。多采用三角形布孔。爆破多采用多孔粒桉油炸藥，遇到有水時采用乳膠基質，炸藥單耗一般控制在0.17～0.18kg/t左右。

三、中深孔爆破技術的原理

中深孔爆破，通常把開挖區按深度分成若干高為8～15m的梯段，逐梯段進行爆破，稱中深孔梯段爆破。在每—梯段，沿開挖自由面布鉆一排或數排垂直、傾斜或水平的中深孔，前后排孔位可對應布置或相錯成梅花形，用毫秒雷管控制進行爆破。

根據東方希望重慶水泥有限公司礦山現場現有工作面的情況以及其機器設備的性質即采用液壓鑿巖機鉆孔，挖掘機進行工作面的清理，反鏟、正鏟裝車這樣一個工藝流程，爆破面為臺階高度15m，鉆孔直徑為150mm，孔深16.5m。孔網參數選擇孔間距7.0m，排間距5.0m，底盤抵抗線4.0m，單耗為0.45Kg/m³。起爆網絡的設計原則是單段藥量，應滿足爆破對周圍環境及居民震動安全要求，則網絡連接選取表面毫秒延期的逐孔微差爆破，有利于減震和保證爆破效果。

四、露天中深孔爆破施工工藝

結合現場的地質開采狀況，并根據重慶市豐都縣地區爆破器材的類型等因素，綜合考慮制定爆破參數等如下：

①雷管的選取：選擇國產第一毫秒系列塑料導爆管雷管作為網絡雷管，起爆雷管采用瞬發電雷管。

②主要參數：

炮孔直徑：≥150mm（根據礦區現有機械設備）

炸藥種類：膨化硝銨炸藥或混裝乳化炸藥

單孔炸藥量：Q=q·a·b·H

③網絡時差的確定：孔排間采取低段塑料導爆管雷管，構成接力網絡，形成逐孔微差爆破。孔內藥包為起爆藥包，用雙發高段塑料導爆管雷管引爆。

④鉆孔：根據施工現場的實地了解，結合施工現場現有鉆孔設備，及本次爆破的要求，本次爆破采用液壓鑿巖機鉆孔（鉆孔直徑150mm）。在爆破效果上很大程度依賴與鉆孔的質量，對于爆破的孔網嚴格，因而對鉆孔的精度和孔間距的要求相對較嚴格。炮孔采用矩形布置，垂直鉆孔。詳見下圖2-2露天淺孔布置和矩形布孔、梅花布孔）

⑤裝藥：裝藥前應檢查炮區孔徑、孔深、造孔角度、間排距是否達到爆破設計要求，經驗收合格后方可進行裝藥。裝藥時應根據前排最小抵抗線調整裝藥。嚴格按照《爆破安全規程》實施裝藥，用2#巖石乳化炸藥（條狀藥卷）作為起爆藥包，膨化硝銨或其它類散裝炸藥形成連續性的裝藥結構。具體的裝藥結構詳見下圖2-3：

⑥堵塞：裝藥完成后應逐孔檢查裝藥量是否達到設計要求，檢查合格后方可進行堵塞。堵塞長度一般選擇孔徑的20～40倍，實際生產為保證安全，可取大值。堵塞時不得添入石塊和可燃性物質。堵塞過程中底部采用編織袋封口，以避免填充物混入炸藥。隨時檢查非電導爆管是否褶皺、損傷，如有損傷應立即停止堵塞，處理完合格后再進行堵塞。堵塞要以竹質或木質桿輕輕搗實，以保證堵塞長度和質量。

⑦聯網方式：爆破網絡為孔間微差接力網絡，即排間采用稍微高段延期雷管，孔間采用低段雷管接力傳爆，形成逐孔微差走B爆形式。如圖2-4、2-5：

五、中深孔爆破技術在該礦山中應用的效果

東方希望石灰石爆破主要采用中深孔臺階爆破，充分發揮中深孔臺階爆破的優點：

（1）破碎質量好，破碎塊度符合工程要求，基本上無不合規格的大塊，無根底，爆堆集中和具有一定松散度，能滿足鏟裝設備高效率裝載的和破碎要求。

（2）有效降低爆破的有害效應，減少后沖、后裂和側裂、降低爆破地震、噪聲、沖擊波和飛石的危害。

（3）改善爆破技術經濟指標，提高每延米爆破量，降低炸藥單耗，并在改善破碎質量的前提下，使鉆孔、裝載、運輸和機械破碎等后續工序發揮高效率，使其工程的綜合成本達到最低。