改善露天礦水孔爆破效果

魏忠原

（本溪鋼鐵（集團）建設有限責任公司礦山實業分公司，遼寧 本溪 117000）

時代的快速發展，促使各種爆破技術應用而生，爆破技術的掌握是化學、力學、物理、數學與工程地質知識的綜合體，此外還需積累一些施工工藝的經驗，爆破工程的技術人員要熟悉多樣介質的爆破作用原理、起爆方法、爆破方法、爆破參數的計算原理、物理力學的性質、施工工藝的知識[4]。并且還要熟知爆破的時候所產生的各種爆破作用的規律，以及對應的安全預防與維護的知識。

1 爆破的概論

炸藥在比如撞擊或受熱等特定的外界作用下發生的爆炸便是爆破，接著釋放熱量同時形成高熱的氣體。礦石和圍巖的開采過程，就是利用炸藥該屬性來為采礦服務，完成采礦。炸藥爆炸時產生的危害重點是空氣沖擊波、噪聲與飛石、地裂震動等，萬一失控，將釀成事故。為避免這些危害務必依據爆破的相應技術操作規程，保證需要的安全距離并采取安全的相關技術措施，爆破方法里爆破的作業步驟是先向要爆破的載體鉆出的炮孔或者是在開挖的藥室或者在它的表層敷設炸藥，放入起爆的雷管，隨后引爆。

2 現代露天礦設計的背景

由于國際石油的供應越來越緊張，使油價上漲，面對這種情況，我國煤炭作為主要消耗的資源還將一直持續下去。我國煤炭的礦井儲量十分緊張，這大多是因為礦井的回收率低造成的，現代的露天礦井一定要應用新的設計方法，引進新的工藝和技術，才能降低開采成本，提高勞動生產率，獲得更大的經濟效益。我國已經對煤炭行業進行產業結構調整，關閉了鄉鎮的一些煤礦，可以進行集中化的資源開采，資源得到充分的利用。

3 現代露天礦設計的理論

現代露天礦的設計理論的核心是露天礦剝采計劃優化理論。而露天礦的剝采計劃一定要處理好剝采工程的時間與空間的關系，實現某一時間段以內，采出預定礦石量，實現確定的剝離量，使自然生產剝采比形成。同時，受賦存條件影響，自然生產的剝采比也會隨著影響而變化。自然生產的剝采比會影響礦山剝采的總量，甚至影響到礦山采運設備的具體數量。

我國目前露天礦設計理論主要有兩種，一種是均衡類，是對自然生產剝采比分期或者不分期人為的均衡，均衡后形成的剝采比可以用來指導剝采計劃的實施，而且均衡是通過超前剝離來實現的；另一種是效益類，效益類的露天礦設計完全放棄了均衡，只追求露天礦的經濟效益，一般來說，是通過自然剝采比對剝采計劃的指揮。而且，追求露天礦經濟效益的同時，也使剝采總量產生不穩定性。

4 水孔爆破有哪些問題

爆破露天的深孔臺階，通常都會碰到水孔。水孔是因為地下降雨的時候地表水或者地下滲透水的發育而形成。當前，有一些采石場或者露天礦的水孔爆破效果沒有保障，主要是因為底下這些問題導致：

（1）不恰當的孔網參數。部分礦山沒考慮在人工裝藥的條件下水孔爆破必須采用徑向不符合裝藥，還依照適用在符合裝藥的條件下的計算孔網參數，進而選擇參數值比較大。

（2）有效水孔的深度太淺。當鉆鑿炮孔的時候遇到含水量比較大的巖層，因為孔壁四周巖縫里靜水壓的作用，讓鉆機排渣困難，有時只能排出占整個鉆孔巖渣的八成以下巖渣，當鉆桿孔里提出之后，沒有排出的巖渣再次落到孔底。因此，盡管鉆機的鉆進深度相當于炮孔設計的深度，但是炮孔的有效深度不足，未達到爆破的要求。

5 提升水孔爆破效果的技術應對措施

（1）爆破前排水。想節省防水炸藥可以爆前抽水，這樣做的好處在于能讓炸藥沉入到底部，針對巖溶涌水炮孔，通常涌水量比較大，把孔內積水完全排干比較困難，因孔壁四周的空洞與裂縫自動形成水流，排干后未及裝藥再次有大量的水涌入炮孔，這種有水的炮孔務必裝填抗水炸藥。但通常孔內水很多而炸藥要下沉比較困難而且又容易堵孔，一般容易形成不連續的裝藥，導致炸藥沒法發揮固有的威力且惡化爆破效果。再者因為炮孔填塞土的形成泥漿，不易保證填塞的質量，而且導致爆破效果不理想。對這類有水炮孔當裝藥時要用鉆機風管把炮孔里的水份吹干，盡管有的炮孔沒法完全排清，卻可以快速降低孔里積水的深度，使裝藥施工變得更快捷，等裝藥結束之后再用巖屑填塞，不但改善填塞質量，而且解決了水孔填塞和裝藥等問題。

（2）降低爆破工程對附近建筑的影響。為了降低爆破工程對周邊建筑的影響，除了合理進行爆破設計，精確計算爆破工程所使用的相關數據和孔網參數，在實際爆破作業過程中，還應當對周邊建筑物進行同步的安全監測，依據實時的監測數據進行爆破工作作業規范，以保障對周邊建筑的安全影響；為了進一步降低爆破作業對周邊建筑的影響，還應當在作業區和周邊的重點保護建筑之間進行減震溝和減震控等設計，減少爆破所產生的破壞效果；對于實在難以保證安全的周邊建筑，應對其中人員及時疏散，對建筑予以拆除。

（3）裝藥間隔。間隔裝藥時將藥柱分為上部和下部兩大段，下部裝進抗水乳化炸藥，中間放進間隔器，讓下部藥柱和上部藥柱中間留有一段距離，進而提高藥柱長度，大大節省了頂部大塊。解決炸藥能量分配的問題，可以用空氣間隔器將兩節炸藥分開。

（4）明確爆破工程安全問題相關責任。對于爆破工程的安全問題，應當明確相關的安全責任。爆破技術人員應當負責制定安全技術措施，參與爆破事故的調查和處理工作；爆破工程的負責人，應主持制訂安全操作規則和管理的規章制度，并參加爆破安全事故的調查工作；安全員應及時糾正違規操作，全面掌握爆破作業的情況；爆破員應嚴格執行爆破安全作業流程，確保安全操作無事故。

（5）改良填塞的質量。當爆破的時候，在水孔爆破時，其中影響爆破質量的一個關鍵因素就是炮孔填塞的質量。一般爆破時采用的填充料都是牙輪鉆機穿孔而出的巖碎渣，用它來填塞比較干的炮孔的時候，巖渣會被水和成稀泥，大大降低了填塞的質量，爆破時非常容易發生沖炮，導致爆炸的能量太早的從炮孔上方泄露，尤其是容易產生根底與大塊。所以，針對含水比較多的炮孔，選擇填塞料非常重要，在生產實踐里用細砂填塞的效果最好。

（6）制訂合理的風險應對方案。爆破工程的風險對于爆破作業中產生的盲炮，一旦發現，應立即向上報告，假設沒及時做出安全處理，則應在盲炮附近采取安全的措施。盲炮處理一定要有總工程師的批準，由經驗豐富的爆破員執行，其他人員禁止在場作業；嚴禁拉出起爆炸藥包，對電力起爆的，要切斷起爆的電源；對于裸露的盲炮，應先去掉部分封泥，重新安置好起爆藥包，再加封泥起爆；盲炮處理后，應確保附近沒有殘余爆破物，把爆破器材收集整理，良好的收尾工作，對淺眼盲炮，要預先檢查起爆的線路，保證線路完好后，可再次起爆；對于非抗水性炸藥，可取出填充物后再灌水操作，對失效炸藥處理后再進行深入操作。

（7）用塑料袋將炮孔覆蓋。平常的鉆孔生產里，用炸藥袋覆蓋炮孔，對鉆機穿孔完成的孔，立刻把鉆渣放入廢舊炸藥袋里蓋在炮孔里，這樣不但防水防雨，還可防止炮孔四周的鉆渣掉到炮孔里。

（8）降低爆破工程對露天采場邊幫的影響。露天采場的爆破通常分為四類。①對于深孔爆破，其裝藥量較大，產生振動較大，飛石較多，但易于控制，傷害性氣體形成的沖擊波范圍較小，因此，在深孔爆破中，應著重減小爆破飛石和振動產生的影響；②對于覆土爆破，其產生的空氣沖擊波較大，而相應的地震波卻較小，飛石細小而數量眾多，因此應當重點減少對空氣沖擊波和飛石危害的控制；③對于拉底爆破，由于對巖石的破碎程度難以掌握，但產生的空氣沖擊波和地震波都相對較小，重點在于控制飛石的危害；④對于邊坡處理爆破，由于爆破地點地形復雜，飛石分布沒有特別規律，應根據具體情況進行風險控制。

6 結束語

對剝采計劃展開優化處理，可保證優化露天礦的設計核心。當前的設計理論分為效益類和均衡類，兩種設計方法各有千秋，要結合露天礦的實際情況，選擇最適宜的方案。多年的生產和露采經驗積累，我國的露天礦爆破技術已上升到一定的臺階，且學習國外的計算機模擬技術，使露天礦的優化得到極大的發展。