淺談土石方爆破工程施工精細(xì)化技術(shù)管理

（福建民化建設(shè)工程有限公司 福建龍巖 364000）

礦山爆破活動作為礦產(chǎn)資源開采的重要一環(huán)，越來越受到重視。對于大中型礦山，爆破大塊率直接影響開采的施工進(jìn)度、施工成本以及施工安全，如何利用精細(xì)化技術(shù)管理控制礦山爆破活動的這一不利因素，這是值得我們探索的地方。

1 研究背景與目的

礦山爆破大塊多、巖石級配不合理等爆破效果不理想的現(xiàn)象，極大地影響礦山的正常生產(chǎn)施工，增加企業(yè)的施工成本。礦山爆破行業(yè)與其它生產(chǎn)性企業(yè)相比有較大的特殊性，其施工環(huán)境復(fù)雜、爆破實施的一次性和危險性，使其較難實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，其它行業(yè)的經(jīng)驗很難直接運用到礦山爆破生產(chǎn)與管理之中。因此，本文研究的主要內(nèi)容是在礦山爆破活動中如何從技術(shù)層面實現(xiàn)精細(xì)化管理，改善爆破施工效果、降低大塊率[1]，使精細(xì)化管理更好地為礦山爆破服務(wù)。

2 礦山爆破精細(xì)化技術(shù)參數(shù)選擇

2.1 爆破方案的選擇

永定區(qū)國產(chǎn)實業(yè)石灰石礦山開采臺階設(shè)計高度為15 m，年產(chǎn)石灰石300萬t，挖掘機(jī)主要為200型和400型，挖斗容量為2 m3和4 m3。選擇深孔臺階爆破作業(yè)，孔深17 m，孔徑為90 mm，采用不耦合間隔裝藥，數(shù)碼電子雷管，基本上滿足生產(chǎn)需要。

2.2 爆破技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化

2.2.1 底盤抵抗線W的確定

根據(jù)礦山生產(chǎn)經(jīng)驗，石灰石露天礦山深孔爆破的底盤抵抗線一般為孔徑的 35～45 倍， 即：W=（35～45）×90/1000=3.15～4.05 m，根據(jù)以往爆破經(jīng)驗W取4 m。

2.2.2 炮孔參數(shù)

爆炸高壓氣體和應(yīng)力波聯(lián)合作用使巖石破碎。當(dāng)孔間距過小時，高壓氣體和應(yīng)力波能量遠(yuǎn)大于巖石抗壓和抗拉力，石頭過于破碎，光面效果好；當(dāng)孔間距過大時，炸藥爆炸能量不足以使巖石破碎，大塊較大。據(jù)經(jīng)驗公式，孔距a=（0.7～1.4）W=2.8～5.6m，取a=5.0m。排距b=3.0m。炮孔參數(shù)可以根據(jù)巖石的性質(zhì)和裝藥量適當(dāng)調(diào)整。在降低成本的同時，爆破效果需要滿足施工要求。

2.2.3 超深的選取

本爆破施工項目臺階設(shè)計高度為15 m，根據(jù)爆破經(jīng)驗和資料提供的數(shù)據(jù)炮孔超深取2 m，也可根據(jù)實際爆破效果適當(dāng)調(diào)整。超深選取既要滿足根底爆破需求，又要適當(dāng)降低爆破成本。

2.2.4 填塞長度

露天深孔臺階爆破中，炮孔堵塞既是防止爆炸氣體泄漏而造成能量損失，又是防止沖孔飛石過遠(yuǎn)造成安全事故。若堵塞長度過大，會因炸藥爆炸能量對炮孔上部巖石的爆破作用不夠，容易產(chǎn)生大塊或出現(xiàn)邊坡危石；若填塞長度過小，且易出現(xiàn)沖孔現(xiàn)象。根據(jù)最小抵抗線原理和實際巖石性質(zhì)，炮孔的填塞長度取（0.9～1.1）W，即 3.6～4.4 m。

2.2.5 炸藥單耗

露天石灰石礦山爆破施工經(jīng)驗和爆破施工相關(guān)文獻(xiàn)[2]給出的指導(dǎo)參數(shù)相結(jié)合，此礦山設(shè)計單耗取0.40 kg/m3。

2.2.6 單孔裝藥量

此礦山單孔裝藥量，前排炮孔按Q=qabH計算，因前排碎石的夾制力作用，后排炮孔按Q=1.1qabH計算，見表1。

2.2.7 爆區(qū)面積的優(yōu)化

根據(jù)生產(chǎn)計劃，每個有效工作日開采量為7 000 m3，每次爆破面積為7000/15=466 m2，每次爆破炮孔數(shù)量為7000/（15×5×3）≈32個。可以根據(jù)需要安排2排孔或者3排孔，穿孔作業(yè)也要與爆破施工配合默契，防止地表水或降雨流入孔中，造成裝藥堵塞。

表1 深孔爆破參數(shù)計算表

表2 優(yōu)化前后主要指標(biāo)對比

3 施工作業(yè)的精細(xì)化管理措施

3.1 加強(qiáng)鉆孔的施工管理

炮孔的質(zhì)量和機(jī)械設(shè)備的種類、孔深、孔位選取、炮孔的角度等因素有關(guān)，鉆孔實際操作也是影響炮孔質(zhì)量的重要因素之一。施工中出現(xiàn)的炮孔的質(zhì)量不符合設(shè)計要求或者有偏差，可以通過提高作業(yè)人員技術(shù)水平，落實施工管理解決。按照設(shè)計要求和規(guī)范要求落實標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，加強(qiáng)安全技術(shù)培訓(xùn)，提高鉆孔人員的操作技能，提高作業(yè)水平。加強(qiáng)施工管理，鉆孔的質(zhì)量和收入掛鉤，同時作為年終獎金的考核標(biāo)準(zhǔn)，提高作業(yè)人員積極性。

3.2 加強(qiáng)爆破施工的現(xiàn)場管理

國產(chǎn)實業(yè)石灰石礦山深孔爆破一次爆破藥量控制在3 120 kg以內(nèi)，采用數(shù)碼電子雷管逐孔起爆，裝藥前作充分的準(zhǔn)備工作。根據(jù)設(shè)計和爆破規(guī)程要求，裝藥前逐一檢查驗收炮孔，對不符合設(shè)計要求的炮孔及時上報并處理，炮孔參數(shù)發(fā)生改變時，及時調(diào)整裝藥量。裝藥人員由責(zé)任心強(qiáng)、服從指揮、技術(shù)熟練并取得爆破作業(yè)許可證的爆破員組成，爆破工程技術(shù)人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場裝藥技術(shù)指導(dǎo)，炮孔有溶洞、裂縫、斷層、或因裝藥操作問題出現(xiàn)藥包卡孔、脫節(jié)現(xiàn)象及時處理，對于已經(jīng)造成卡孔或堵孔無法處理時，要視其情況及時調(diào)整周圍炮孔的延期時間、起爆順序和裝藥量，最大限度使爆破效果滿足施工需要。

4 應(yīng)用效果分析

國產(chǎn)實業(yè)石灰石礦山落實精細(xì)化爆破技術(shù)管理措施后，將爆破產(chǎn)生的地震波、沖擊波、飛石、有毒有害氣體等不利安全因素控制在允許范圍內(nèi)。爆破后的大塊率大幅度降低，爆破斷面成型完整，浮石較少，爆堆形狀大為改觀，挖掘機(jī)的作業(yè)環(huán)境條件明顯改善，降低安全風(fēng)險，塊度滿足破碎機(jī)械破碎需要，減少炮頭二次破碎的次數(shù)和數(shù)量。表2和圖1為精細(xì)化控制爆破前后一些主要指標(biāo)參數(shù)對比及現(xiàn)場效果圖，從表2和圖1中可以看到爆后巖石大塊率明顯降低，爆堆形狀良好，巖石級配合理，甚至不需要挖掘機(jī)開挖，直接用裝載機(jī)裝載運輸。

5 結(jié)語

通過精細(xì)化技術(shù)管理，針對巖性和施工需要，改善爆破方案，優(yōu)化爆區(qū)面積、起爆網(wǎng)絡(luò)、炮孔孔排距等爆破參數(shù)，加強(qiáng)施工過程的組織措施，以及鉆孔作業(yè)和爆破的現(xiàn)場管理措施，從而降低礦山爆破的大塊率，降低二次破碎成本，改善礦山爆破效果。

同時，本文提出的礦山爆破活動精細(xì)化技術(shù)管理措施仍需探討，尚有待完善。隨著爆破技術(shù)的不斷成熟，爆破技術(shù)管理的進(jìn)一步規(guī)范，改善爆破效果的整體能力也將全面提高。精細(xì)化技術(shù)管理將是礦山爆破活動改善效果、降低成本、保障安全生產(chǎn)的必經(jīng)之路。