露天礦山開采邊坡處施工控制性爆破技術探討

聶新豹

（云南磷化集團海口磷業有限公司，云南 昆明 650000）

1 露天礦山邊坡爆破問題

1.1 邊坡爆破方案設計不合理

對露天礦山邊坡而言，其穩定性受到各種因素的影響，比如巖體的完整性、巖體的強度、走向、節理間隙發育等。對不同的露天礦山而言，巖體特性存在著較大的差異，因此，也就影響了邊坡控制性爆破施工的順利進行。很多露天礦山的開采過程中，由于前期的地質勘察不到位，對有些邊坡巖體的特性等沒有勘察到位，使得在后期的開采過程中邊坡巖體狀況等與勘察存在著一定的差異性，在這種情況下，邊坡爆破設計不符合露天礦山的實際情況，爆破方案設計的不合理導致其在開采過程中面臨著較大的安全威脅。

1.2 鉆孔質量差

對露天礦山開采邊坡控制性爆破而言，爆破質量會受到臺階高度、邊坡角度等因素的影響。在邊坡爆破過程中，高臺階、小角度、長炮孔會直接影響鉆孔的效果。比如，如果邊坡巖體存在節理間隙發育與層理等情況，爆破施工中需要考慮更多的因素，否則會導致邊坡鉆孔漂移。

1.3 爆破參數不合理

爆破參數的設定是影響爆破質量的重要因素，爆破參數往往包含了炮孔直徑、最小抵抗線、炮孔間距等，在露天開采邊坡施工過程中，有關的工程人員要加強對邊坡巖體等的勘察，保證爆破方案設計的科學性，使得相關的爆破參數能夠滿足安全開采的需求，提高邊坡的穩定性，如表1所示。但是，在實際的邊坡爆破過程中，爆破參數設定的不合理極為常見，導致邊坡面臨著較大的安全隱患。

表1 露天邊坡礦控制性爆破參數設置

2 露天采礦邊坡控制性爆破施工技術

2.1 斜孔爆破

斜孔爆破應用極為普遍，在露天采礦邊坡控制性爆破施工過程中，由于沿深孔全長抵抗線相等，在這種情況下，爆破處理以后礦巖破碎多為均勻、大塊的礦巖，且根底少，基本可以符合臺階坡面角的要求，且其坡面相對平整，為后期的穿孔爆破等打下了良好的基礎。由于應用此種爆破處理以后，臺階坡頂線與鉆機之間保持了較大的距離，因此，在一定程度上保障了人員的安全性，使得有關的鉆井設備等可以穩定運行，因此，從斜孔爆破的應用效果來看，其比垂直角的安全性更高。當前，在很多露天礦山開采過程中，牙輪鉆機的應用較多，這種鉆機設備本身的鉆機爆破效果、穿孔效率更高，往往在垂直向下穿孔中能夠得到良好的應用效果，而潛孔鉆機的效率相對較低，但是其可以在斜孔中得到良好的應用。因此，在露天礦山開采邊坡爆破中，如果在條件允許的情況下，可以實現斜孔與垂直孔的結合，將其方式應用于頭排大抵抗線位置，提升爆破的整體效率與質量。

2.2 裝藥結構

在露天礦山開采邊坡施工控制性爆破技術的應用中，裝藥結構也影響著邊坡的穩定性與安全性。應用不耦合裝藥進行爆破施工，可以減少孔壁與爆破藥柱之間的直接接觸，也就大大降低了爆破過程中周圍孔壁等產生的破壞，基本可以保持孔壁的完整性，提高邊坡的穩定性與安全性，此種方式所取得的爆破效果相對較好。此外，在爆破過程中，相鄰孔壁之間的巖石會受到爆破震動波的影響，也就加大了預裂縫隙的出現概率。在實際的爆破操作中，往往可以通過軸向空氣間隔分段裝藥技術來減少此現象的發生。在預裂裝藥的過程中，應用膠帶間隔來引導爆破施工導爆索上預裂藥柱的綁定。由于在爆破過程中，孔洞深度會導致巖石土體應力的變化，孔洞深度的增加必然會加大巖石土體的初始應力，進而會引發孔洞底部的夾制作用，為減小此作用的不良影響，需要在孔洞裝藥過程中，在底部鋪設一定的炸藥。

2.3 爆破方案

對露天采礦開采邊坡施工而言，由于其本身具有一定的高危性，這就使得在實際的開采與施工過程中，相關人員要嚴格根據區域內的地質地形、邊坡巖性等特征，制定完善的爆破方案。在實際的施工過程中，根據設計的坡頂線，開鑿出一排預裂孔，并保持鉆孔傾斜角度與坡面角度的一致性，如果在爆破施工中采用的是垂直爆破，往往需要應用松動爆破技術，將預裂孔與主要爆破孔之間設置傾斜緩沖孔洞，以避免在爆破過程中對邊坡的破壞。為保障爆破施工的安全性，在正式的爆破開始之前，相關人員需要預先檢查工程現場的設計情況，尤其是要加強預裂爆破施工振動的管理，保證預裂爆破相關參數設定的科學性。比如，以某露天礦山為例，其參數設定的過程中，要根據自身的實際情況，對孔深與超深等加以控制，采場階段高度為12m，預裂孔60°、孔超深設計1m，此時，預裂孔孔深h=（12+1）/sin60°=15m。而主爆孔與鉆孔垂直，超深為1.5m，此時，主爆孔孔深h=12+1.5=13.5m，在爆破過程中，要根據這些計算結果來進行參數的設定。

3 加強露天采礦邊坡爆破施工的控制措施

3.1 強化穿孔作業管理

露天采礦邊坡爆破施工過程中，為保障邊坡的穩定性與安全性，相關施工人員要加強對穿孔作業的管理。在實際的爆破施工過程中，要進行孔網參數等的科學設計，以保證爆破炮孔的整體質量。爆破效果受到各種因素的影響，其中，穿孔質量是其中的一個重要因素，加強穿孔作業管理，能夠為后期的爆破等提供重要的前提與基礎。一般情況下，在穿爆施工過程中，此項工作是由相應的技術人員來負責的，在爆破過程中，必須結合區域內巖體的特性等，進行采裝設備等的選擇、孔網參數的設計，在施工過程中，做好相應的監管，保證孔向、孔位、孔深等都能夠達到工程施工的規范性要求，以保證穿孔作業實施的整體質量。

3.2 優化選擇起爆網絡

露天采礦開采邊坡爆破施工的過程中，有關人員要加強對起爆網絡等的優化設計與選擇。起爆網絡設計、炮孔起爆順序等的設計極為重要，直接決定著起爆的效果。在實際的爆破過程中，每次爆破都需要依據其實際情況來選擇最佳的起爆方式。比如，在松軟的風化巖與泥巖上，其在起爆過程中往往采用逐排孔內微差起爆的方式，這些類型的巖石在爆破以后基本不會產生大塊、根底等現象。在此起爆過程中，采裝工作對于爆破沒有嚴格的要求，這也就使得其裝藥、網絡布設等相對簡單，施工具有一定的便利性。對碳酸錳礦山而言，由于其對于大塊率等有著較高的要求，再加上其自身的巖質相對堅硬，這就使得其在起爆過程中往往采用斜線順序，以保證炮孔的臨近系數能夠滿足工程要求，應用增大孔距、縮小抵抗線的爆破技術，能夠使得爆破以后形成弧形的爆破界面，進而有效提升了反射拉應力波的作用，使得巖石更為破碎，保證了爆破的整體質量。從該種起爆網絡的應用效果來看，其爆堆相對集中，且塊度相對均勻，在爆破以后其巖石的破碎較好，基本上不會產生根底等現象，為后期的采裝等提供了便利。而在露天邊坡的爆破過程中，往往在邊坡界線位置，應用小孔距、多鉆孔、少裝藥的預裂爆破技術，首先進行預裂孔的起爆，隨后，沿自由面方向逐排孔內微差起爆，這種起爆方式在一定程度上維持了原有邊坡的穩定性。

3.3 爆破中的降振技術

在露天礦山開采邊坡施工控制性爆破技術的應用過程中，為避免爆破過程中震動波對邊坡巖體造成的不利影響，需要在爆破過程中應用相應的降振技術。將此技術應用于深孔爆破礦山的邊坡位置處，通過應用此技術，相關人員可以直接獲得深孔爆破的相關參數。一旦在爆破過程中使用的爆破藥卷數量較大，同樣會減少邊坡位置的藥卷數量。因此，在這種情況下，有效保障了邊坡的穩定性，能夠獲得相對理想的爆破處理效果。在露天開采邊坡爆破過程中，降振技術的應用往往需要反復試驗，從試驗過程中不斷發現問題，解決問題，保證爆破的實際效果。

3.4 采用先進的爆破技術

從當前露天礦山開采邊坡施工控制性爆破的實施來看，為保障良好的爆破效果，在實際的爆破作業中，要加強對先進爆破技術的應用。如果單純使用爆破孔安置藥卷的方式來進行爆破開采，不僅會使得爆破的效率低下，還無法獲得理想的爆破效果，在爆破過程中可能會對邊坡的穩定性等產生極為不利的影響。因此，通過應用先進的爆破技術，就可以在爆破過程中保證其效率，并且還能夠有效維持固定邊坡的穩定性。比如以爆破孔為基礎，在深度增加的前提下，可以借助于一定的工具向下送入藥卷，隨后，在藥卷位置進行傳感器的安裝等，這種方式可以在爆破處理的過程中實時監控爆破過程。

4 結束語

近年來，隨著我國露天礦山開采項目的增多，邊坡處施工控制性爆破技術的應用逐步成為行業關注的重點。為保證露天礦山邊坡的穩定性，在爆破技術的應用中，需要根據區域的實際情況，加強對爆破方案等的科學設計，做好爆破參數等的有效設計與調整等，保證爆破的效果。