露天深孔爆破盲炮研究綜述

李雪車

（中國神華能源股份有限公司哈爾烏素露天煤礦，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

露天深孔爆破已廣泛應用于露天礦剝離開采、工業場地平整、港口建設、公路建設等領域，然而，由于各種不確定因素的影響，盲炮會引發安全事故。盲炮對爆破效果的影響主要表現在產生大塊率、降低機械挖運效率、增加二次爆破量、延誤工期等方面。盲炮一般很難發現，盲炮中殘留的炸藥一旦引爆，可能造成傷亡事故，增加安全隱患。

一、深孔爆破概述

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。其是指在事先修好的臺階(梯段)上進行鉆孔作業，并在鉆好的深孔中裝入延長藥包爆破。深孔爆破破碎質量好，破碎塊度符合工程要求，基本上無不合規格的大塊，無根底，爆堆集中且具有一定的松散度，滿足鏟裝設備裝載要求。

深孔爆破必須滿足不同開挖工程的技術要求，即要全面改善爆破質量，又要改善爆破技術經濟指標，降低工程總成本。全面改善爆破質量是指破碎質量要好，破碎塊度符合工程要求，基本上無不合格大塊，無根底，爆堆集中，具有一定松散度，能滿足產裝設備高效率裝載要求；另外，能降低爆破有害效應，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。改善爆破技術經濟指標是指提高爆破量，降低炸藥單耗，并在改善破碎質量前提下，使鉆孔、裝載、運輸和機械破碎等后續工序發揮高效率，使其工程成本達到最佳。

（一）特點

1.爆破的巖石塊度均勻，可根據挖裝機械鏟斗容量調節孔網參數，大塊率保持在3%～5%左右，有利于機械化綜合施工，生產效率高。2.深孔爆破對巖石路塹作用力較均勻，破壞范圍小，爆堆形狀合理。3.可配合深孔爆破采用光面爆破、預裂爆破開挖路塹邊坡，改善工程質量，增加邊坡穩定性。4.減少炸藥用量，降低成本。6.由于深孔爆破單位耗藥量小，且爆炸能量較均勻分布在巖體各處，所以爆破時無論地震強度、飛石距離或空氣沖擊波的影響范圍都比一般爆破小，因而安全技術好。

（二）鉆孔形式

鉆孔一般分為垂直鉆孔和傾斜鉆孔，其中，傾斜鉆孔在爆破效果方面較垂直鉆孔有較多優點，但在鉆鑿過程中的操作復雜，在相同臺階高度情況下傾斜鉆孔比垂直鉆孔長，而且裝藥時易堵孔，給裝藥工作帶來一定困難。在實際工程中，垂直鉆孔的應用較傾斜鉆孔要廣泛得多。1.垂直深孔。優點：其適用于各種地質條件；鉆鑿垂直深孔操作技術比傾斜深孔容易；鉆孔速度快。缺點：爆破巖石大塊率比較多，常留有根坎；梯段頂部經常發生裂縫,梯段坡面穩固性差。2.傾斜深孔。優點：布置的抵抗線較均勻,爆破破碎的巖石不易產生大塊和殘留根坎；梯段較穩固，梯段坡面易保持；爆破軟質巖石時，能取得高效率；爆破堆積巖石形狀較好，而爆破質量并不降低。缺點：鉆鑿傾斜孔技術操作復雜，易發生鉆鑿事故；堅硬巖石中不宜采用；鉆鑿傾斜孔的速度比垂直孔慢；延米方量少。

二、露天深孔爆破盲炮產生的原因

（一）爆破器材質量不合格

爆破工程中使用不合格的爆破器材，將直接導致拒爆現象，從而產生盲炮。1.炸藥直徑小于臨界直徑，導致傳爆過程中斷；2.炸藥變質，如炸藥保質期已過，炸藥在儲存和運輸中受潮或在孔內受潮，從而改變其爆破性能，不能用雷管引爆或傳爆過程中斷；3.雷管起爆能不足以引爆藥包；4.導爆管雷管延時不精確。此外，使用不同廠家或批次的爆破器材也可能導致盲炮。

（二）爆破網路被損壞

由于爆破網路的破壞，致使爆破過程中斷，常產生盲炮，爆破網路受損原因較多。1.在爆破施工中，由于重物擠壓、尖石切割、人為破壞等原因使導爆管或雷管損壞，無法引爆孔內炸藥或造成爆破網路中斷；2.在深孔爆破中，通常采用延時爆破，孔內一般采用段別高且延時時間長的導爆管雷管，孔外一般采用段別低且延時時間短的導爆管雷管作接力管。孔內外導爆管雷管段別選擇不當，可能出現先爆孔引起的爆炸應力波先于導爆管傳播到后排炮孔，產生的飛石會切斷或拉斷爆破網路，導致后炮孔拒爆形成盲炮；3.在爆破網路連接中，常出現錯連、漏接、連接質量差等問題，未采取防止雷管射流及飛片擊傷導爆管的措施，致使爆破網路破壞，造成大面積拒爆產生盲炮；4.當有兩個或兩個以上的爆破區時，由于未協調好相互間的起爆順序及時間，致使先起爆區域產生的飛石破壞其他爆破區域的爆破網路。

（三）裝藥結構不合理

裝藥結構直接影響炸藥傳爆狀態，不合理的裝藥結構會造成炸藥傳爆過程中斷，產生盲炮。1.裝藥結構設計不合理。在軸向不耦合裝藥結構設計中，不耦合系數過大，導致裝藥間距超過殉爆距離。2.裝藥過程中發生堵孔，導致裝藥結構發生變化，造成裝藥間距過大，超過殉爆距離。堵孔原因包括：(1)在水孔中，由于炸藥在水中下降緩慢，裝藥過快易堵孔；水孔內水面因裝藥上升，孔壁上的松石被沖入孔中間，造成堵孔。(2)炸藥塊度過大，卡孔后達不到設計位置。(3)裝藥時，將炮孔口處的浮石帶入孔內或將孔內浮石帶至中間造成堵孔。(4)一些炸藥卡在孔內某個位置，達不到設計裝藥位置，繼續裝藥導致堵孔。3.裝藥過程中的過度搗實會導致炸藥性能的變化，也會中斷傳爆過程。4.同一炮孔內爆速相差較大的炸藥會使炸藥傳爆過程不穩定，導致傳爆過程中斷。

（四）起爆方式不合理

由于溝槽效應的存在，爆轟波在傳播中必須克服巖石夾制效應，特別是正向起爆爆轟波在傳播中受到更大的巖石夾制，爆轟波能量會衰減，當其衰減到一定程度時，孔內炸藥不會完全引爆，造成盲炮。

（五）結構面的影響

當巖體結構面較發育且巖性較軟時，如風化巖中常發育泥化夾層面，先引爆的前排藥包將對后排巖體產生強烈擾動，易造成圍巖沿斷裂面發生大位移，造成炮孔錯位。若前后排藥包延時時間間隔過大，致使后排柱狀藥包在雷管起爆前會錯斷，中斷局部藥柱的傳爆，發生局部拒爆。此外，在裂隙非常發育的區域鉆孔可能會產生亂膛，或當爆破區域存在溶洞時，炸藥可能進入亂膛或溶洞內，未被傳爆而產生盲炮。

（六）裂縫的影響

自然形成及爆破形成的裂縫對盲炮的產生有一定影響。有研究表明，最先起爆的炮孔產生的作用力通過裂縫向同一裂縫中的其他炮孔傳播，傳播速度為219～475m/s。假設臺階爆破炮孔排距為3m，作用力以219m/s的最小速度傳播，傳至后排炮孔的時間為13.7ms。而毫秒延時爆破網路中的孔間延時一般大于等于25ms，說明該作用力在裂縫傳播下，后排炮孔在起爆前已到達。若先起爆炮孔產生的作用力足夠大，同一裂縫中相鄰炮孔在裂縫處的炸藥可能會被壓縮，密度會增加，從而產生盲炮。

三、露天深孔爆破盲炮的識別與處理

盲炮一般不會被發現，應仔細檢查。爆破中如有飛石、填塞物拋擲等，說明可能發生盲炮。爆破結束后，進入爆區檢查，若發現爆堆寬度小于預期、后沖異常、爆堆峰谷異常、爆堆向拋空一側傾斜、爆堆上部和內部有大塊等，可能發生盲炮。電子雷管的逐漸普及，為盲炮識別提供了新的思路。電子雷管延時準確，分析網路的設計延時是否與實際炮孔起爆時間相對應，判斷是否有盲炮。通過對爆破振動波的測量，確定炮孔的實際起爆時間。

在實際工程中，應及時處理盲炮。處理步驟為：1.檢查爆破網路是否損壞。2.測量最小抵抗線是否變化。3.當爆破網路完整且最小抵抗線不變時，可選擇重新連接起爆；當爆破網路完整，最小抵抗線發生變化時，應驗算安全距離，并在連接起爆前增加警戒范圍。4.當爆破網路損壞，無法重新連接起爆時，盲炮一般采用誘爆法、打平行孔法(平行孔與盲炮距離不小于孔徑10 倍)、用水沖洗法(非抗水炸藥)、高壓氣流排除法等。若盲炮無法重新起爆，可采用高壓氣流排除法，該方法簡單可行，安全可靠。如不能及時處理或處理未完成，應記錄盲炮數量、炮孔方向、裝藥量、起爆藥包位置、處理方法及意見，安排專人監護，并在下一個工作日及時處理，或現場交接清楚，由下一班繼續處理。盲炮處理由爆破工程技術人員提出方案，經單位主要負責人批準后，由經驗豐富的爆破人員作業。

四、露天深孔爆破盲炮的預防措施

（一）技術措施

1.檢查爆破器材質量。裝藥前，仔細檢查炸藥是否過期受潮等、導爆管雷管管殼是否變形或有明顯損壞、導爆管是否有穿孔，確保所用爆破器材質量合格。

2.保證爆破網路質量。裝藥時，要檢查所用雷管的段別是否正確。通常，孔內使用高段別雷管；裝藥、填塞等工序交叉作業時，不得用腳踩導爆管或在導爆管上放置重物，以免損壞導爆管，影響爆破網路的傳播；網路連接時，導爆管應沿雷管徑向用膠布等均勻捆扎在雷管管體的主要裝藥部位。為防止雷管射流及飛片損壞導爆管，導爆管應盡量分開，并捆扎不少于5層。在重要工程中，采用復式網路或交叉復式網路可提高網路可靠性，同一廠、同一批次的雷管應在同一網路中使用。

3.規范裝藥操作。裝藥前，清除炮孔1:3 處浮石，用炮棍洗孔。裝成品乳化炸藥時，應在前一節炸藥就位后再裝下一節炸藥。水炮孔安裝時，要用炮棍將炸藥送至底部，然后再安裝下一節炸藥，防止堵孔。若堵孔必須進行處理。當起爆藥包未裝入炮孔前，可用木質炮棍捅透裝藥，疏通孔；起爆藥包裝入炮孔后，嚴禁直接捅壓起爆藥包，應由現場爆破技術人員提出處理方法。在巖溶地區或巖體節理(裂隙)發育地區進行爆破時，必須注意裝藥，若在裝藥中發現裝藥長度比正常短，應考慮是否遇到溶洞或裂隙。

4.選擇合理的起爆方式與順序。露天深孔爆破一般采用反向起爆，這樣既能有效避免傳爆不完全的現象，又能提高爆破效果，降低大塊率。當炮孔較深、裝藥長度大時，可考慮多點起爆，以提高爆破質量及爆破網路的可靠性。連接爆破網路時，應觀察爆破區域的地形，一般從低處起爆，避免高處起爆產生的爆堆及飛石破壞低處爆破網路；若有兩個或兩個以上的爆區，應根據爆區間的位置關系確定起爆順序，避免飛石對爆破網路的破壞。

5.使用電子雷管。工程爆破正逐步向精細化、科學化、數字化方向發展。電子雷管具有精度高、延時設置靈活等特點，使用電子雷管可提高爆破網路的可靠性，降低盲炮概率。

（二）管理措施

1.安全教育培訓。在露天深孔爆破工程中，人是引起盲炮的重要因素。為了盡量減少人為因素，對可能接觸盲炮的各級安全管理領導及現場工作人員進行全面的安全教育，從思想上認識盲炮的危害，消除僥幸心理，按具體分工進行有針對性的培訓，并定期考核安全教育與培訓的效果。通過培訓，使技術人員了解盲炮產生的原因，掌握盲炮預防措施、識別、處理技術，推廣新材料、新工藝，不因成本低、操作簡單而繼續使用已淘汰或即將淘汰的材料及技術；使鉆機、挖掘機司機消除僥幸心理，在鉆進或開挖運輸前認真檢查新工作面內是否有殘孔、殘藥，發現后及時標記并通知現場管理人員。

2.加強施工現場管理。根據項目的具體情況建立健全管理體系。爆破施工前，要求現場爆破技術人員了解爆區地質條件和周圍環境等，確定可行的爆破方案，并向作業人員進行技術交底；爆破施工中，安全員應各司其職，認真工作，發現違章指揮、違章作業時應及時制止，并按規定進行教育和處罰。起爆前檢查爆破網路，不僅要檢查是否錯連、漏連現象，還要檢查孔內外雷管段別是否使用錯誤，特別注意禁止夜間施工；爆破施工后，爆破技術人員不得存僥幸心理，必須進入爆破區域仔細檢查是否有盲炮，一旦發現盲炮，應及時排除，若無法及時排除需做出標記，并指定專人看守直至盲炮排除。