溶洞對(duì)露天灰?guī)r礦山臺(tái)階爆破的影響以及處理方法淺析

黃筱夢(mèng),梁沉,稅勛,任聰,黃帝

(四川中鼎爆破工程有限公司, 四川 雅安市 625000)

0 引言

石灰?guī)r簡(jiǎn)稱(chēng)灰?guī)r,主要成分為碳酸鹽巖,按其成因分類(lèi)歸屬于沉積巖的一種,是地殼中分布最廣泛的礦產(chǎn)之一。伴隨著人類(lèi)文明進(jìn)步和工業(yè)發(fā)展,石灰?guī)r被廣泛運(yùn)用于建筑材料和工業(yè)材料,是燒制水泥、石灰、電石的主要原料,也是冶金工業(yè)不可或缺的熔劑。

在我國(guó),石灰?guī)r分布面積達(dá)43.8萬(wàn)k m2,約占國(guó)土面積的1/20。2016～2017年,我國(guó)石灰石產(chǎn)量達(dá)到28.03億t。2018年起,能耗、環(huán)保及產(chǎn)能供應(yīng)等系列原因,造成水泥價(jià)格強(qiáng)勢(shì)走高,充分體現(xiàn)了石灰石在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位。根據(jù)Grand View Research的最新報(bào)告,到2027年,全球石灰石市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到1027億美元,并且從2020年到2027年的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到4.4%。

目前,我國(guó)石灰石原石大多為露天開(kāi)采方式,開(kāi)采工藝為穿孔—爆破—鏟裝—運(yùn)輸—破碎加工。在生產(chǎn)工藝流程中,石灰石礦山因“喀斯特作用”形成的溶洞、溶溝、溶槽對(duì)開(kāi)采的安全、質(zhì)量和成本都有著嚴(yán)重的影響。因此,本文針對(duì)露天臺(tái)階爆破開(kāi)采工藝,分析溶洞對(duì)露天灰?guī)r礦山臺(tái)階深孔爆破的影響以及處理方法,為礦山生產(chǎn)、爆破工藝管理、施工流程管理、安全管理、施工方案編制等提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)和結(jié)論,以提高礦山精細(xì)化開(kāi)采管理水平。

1 露天灰?guī)r礦山溶洞特性

溶洞多存在于易于“溶蝕”的地層,是在長(zhǎng)期受到“溶蝕”作用而形成的空洞。受地表、地下徑流影響的石灰石巖層中溶洞分布十分普遍,大型的“溶蝕”活動(dòng)甚至能產(chǎn)生數(shù)公里的溶洞腔體。

當(dāng)不溶于水的碳酸鈣與水和二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成易溶于水的碳酸氫鈣,從而將石灰?guī)r礦體中的碳酸鈣帶走變?yōu)椤坝菜盵Ca(HCO3)2]。經(jīng)過(guò)流水的長(zhǎng)期侵蝕作用,石灰?guī)r礦體內(nèi)的小型充水通道緩慢形成溶溝、溶槽、空洞,空腔體積與溶蝕時(shí)間、流量大小、二氧化碳溶解度等密切相關(guān)。“硬水”受熱或壓力減小時(shí),碳酸鈣又被搬運(yùn)重新沉淀形成乳石、石幔等。溶洞空間及伴生發(fā)育千姿百態(tài),是大自然的鬼斧神工。按其發(fā)育過(guò)程有多種形態(tài)[1]:

(1)地表水沿灰?guī)r內(nèi)的節(jié)理面或裂隙面等發(fā)生溶蝕,形成溶溝(或溶槽),原先成層分布的石灰?guī)r被溶溝分開(kāi)成石柱或石筍;

(2)地表水沿灰?guī)r裂縫向下滲流和溶蝕,超過(guò)100 m深后形成落水洞;

(3)從落水洞下落的地下水到含水層后發(fā)生橫向流動(dòng),形成溶洞;

(4)隨地下洞穴的形成地表發(fā)生塌陷,塌陷的深度大面積小,稱(chēng)坍陷漏斗,深度小面積大則稱(chēng)陷塘;

(5)地下水的溶蝕與塌陷作用長(zhǎng)期相結(jié)合地作用,形成坡立谷和天生橋;

(6)地面上升,原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林,地下水的溶蝕作用在原有溶洞和地下河之下繼續(xù)進(jìn)行。

溶洞的形成離不開(kāi)水和二氧化碳及“溶蝕”地層,而其形成要素在大氣和地表存在普遍性,因此在地表水、地下水、空氣的長(zhǎng)期作用下,石灰石巖層出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象亦具有普遍性,對(duì)于淺藏、出露、裂隙較多的石灰石礦體來(lái)說(shuō)更不可避免。形成大型落水洞、溶洞、干谷、石林等奇觀需要一定的條件和時(shí)間的累積;溶溝、溶槽、空洞則在石灰石礦體中普遍存在。

因此,溶洞的影響以及處理方法是露天灰?guī)r礦山爆破開(kāi)采時(shí)必須考慮的一個(gè)問(wèn)題,且對(duì)礦山的開(kāi)采設(shè)計(jì)、施工方案、安全管理、爆破工藝、經(jīng)濟(jì)效益、開(kāi)采進(jìn)度、綜合效率、礦石質(zhì)量等均有重大影響。

2 溶洞對(duì)灰?guī)r礦山開(kāi)采及爆破的影響分析

在工程地質(zhì)條件方面,巖溶產(chǎn)生的溶溝、溶槽、空洞會(huì)對(duì)礦體和圍巖的連續(xù)性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,其發(fā)育程度和原巖破碎程度直接影響了整個(gè)礦山的開(kāi)采難度,在安全、質(zhì)量、成本、進(jìn)度等方面產(chǎn)生不可控的風(fēng)險(xiǎn)因素,因此在石灰石礦山勘察設(shè)計(jì)時(shí),均需對(duì)巖溶、水文等地質(zhì)條件進(jìn)行實(shí)地勘察,出具相關(guān)分析報(bào)告,為后續(xù)開(kāi)采設(shè)計(jì)施工提供參考。針對(duì)不同的巖溶發(fā)育和地質(zhì)情況,礦山設(shè)備選型及開(kāi)采關(guān)鍵參數(shù)也應(yīng)適當(dāng)考慮,主要影響體現(xiàn)在以下4個(gè)方面。

2.1 對(duì)開(kāi)采施工安全的影響

溶洞具有隱蔽性和不確定性,隱藏著較大的安全風(fēng)險(xiǎn),給石灰石礦山鉆孔、爆破、清挖、運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)活動(dòng)帶來(lái)重大安全隱患。當(dāng)溶洞揭露后,往往伴隨著溶洞部位局部礦巖的塌陷。周邊原巖穩(wěn)定性較差,或者溶洞腔體過(guò)大時(shí),則塌陷影響范圍也隨之?dāng)U大。陷落高度一般為溶洞頂、底板的高差。當(dāng)?shù)乇砗偷叵滤輹r(shí),會(huì)對(duì)周邊工作面的人員、機(jī)械設(shè)備、礦山設(shè)施、作業(yè)活動(dòng)、工作平臺(tái)、作業(yè)面等帶來(lái)嚴(yán)重破壞。當(dāng)邊坡與溶洞距離較近時(shí),將影響邊坡的穩(wěn)定性,引起邊坡失穩(wěn)。大規(guī)模塌陷還可引發(fā)地震效應(yīng),誘發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。

工作面開(kāi)拓至溶洞部位時(shí),開(kāi)采作業(yè)面的溶洞將直接影響工作面的推進(jìn)、作業(yè)面布置、臺(tái)階高程、臺(tái)階平整度,影響礦山生產(chǎn)要素和平臺(tái)參數(shù)。道路方面,大、小溶洞均會(huì)破壞基巖連續(xù)性,對(duì)道路路基、道路平整度、道路維護(hù)等帶來(lái)長(zhǎng)期不利影響,威脅運(yùn)輸安全。溶洞的存在使地表水、地下水存在徑流通道,使局部水文地質(zhì)條件發(fā)生變化,從而影響局部范圍內(nèi)原巖穩(wěn)定性以及礦山疏排水安全設(shè)施的運(yùn)行。

2.2 對(duì)鉆孔的影響

鉆孔是整個(gè)采剝循環(huán)較為耗時(shí)的工序,溶洞區(qū)域鉆孔效率極低,減緩工作進(jìn)度,并直接和間接影響到開(kāi)采綜合成本。溶洞致使原巖不連續(xù),腔體、裂隙及紋理過(guò)多使得“卡鉆”時(shí)有發(fā)生,沖擊器、鉆頭時(shí)有掉落、鉆桿“卡釬”導(dǎo)致鉆具無(wú)法取出,造成經(jīng)濟(jì)損失并影響成孔速度。穿孔失敗或后孔質(zhì)量較差,或是炮孔內(nèi)部垮塌,為確保爆破效果需在原孔位附近補(bǔ)孔,使得補(bǔ)孔成本增加。一般情況下溶洞具有連續(xù)發(fā)生可能性,即溶蝕部位存在水流路徑而擴(kuò)大發(fā)育范圍,上下臺(tái)階、周邊位置原巖均較差,且具有隱蔽性,反復(fù)補(bǔ)孔返工,嚴(yán)重影響炮孔成孔成本和效率。

溶洞腔體發(fā)育的不規(guī)則導(dǎo)致成孔后孔深不足、孔徑擴(kuò)大,影響成孔質(zhì)量。一般情況下,鉆孔后均需對(duì)成孔進(jìn)行保護(hù),防止雨水灌入或孔口浮石垮塌。溶洞周邊地質(zhì)環(huán)境較差以及鑿巖擾動(dòng)造成孔壁穩(wěn)定性變差,護(hù)孔困難,傾斜鉆孔時(shí)影響則更大。

對(duì)于氣動(dòng)類(lèi)鑿巖機(jī)械如潛孔鉆,溶洞腔體和裂隙會(huì)嚴(yán)重影響空氣流動(dòng)路徑,穿孔時(shí)嚴(yán)重“漏氣”,使吹渣、出渣變得異常困難,鉆進(jìn)困難致使鑿巖鉆進(jìn)效率大幅降低。較差巖層比正常巖層的鉆進(jìn)效率低50%以上。

2.3 對(duì)臺(tái)階深孔爆破的影響

規(guī)模化開(kāi)采露天石灰石礦一般均采用臺(tái)階中深孔爆破,爆破作業(yè)是礦山開(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)較大的工序,并且爆破效果好壞直接影響清挖裝車(chē)效率。若爆破時(shí)不采取安全技術(shù)措施加以應(yīng)對(duì),則爆破安全風(fēng)險(xiǎn)加劇,容易釀成爆破事故。多發(fā)性溶洞礦山臺(tái)階爆破施工工序的長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)和分析表明,溶洞對(duì)爆破安全、質(zhì)量產(chǎn)生影響主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面。

(1)施工效率影響。爆破作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),溶洞炮孔一般作為異常炮孔單獨(dú)進(jìn)行處理,并填報(bào)異常處置記錄、反復(fù)驗(yàn)證。裝藥爆破前均需對(duì)炮孔進(jìn)行復(fù)驗(yàn),由于溶洞的隱蔽性和不確定性,人為判斷時(shí)易失誤,為準(zhǔn)確掌握溶洞內(nèi)部情況,需采用內(nèi)部探測(cè)等手段,驗(yàn)明溶洞情況耗力費(fèi)時(shí)。溶洞主裝藥不易裝到位,裝藥時(shí)容易發(fā)生卡塞,藥卷下放時(shí)易偏移炮孔,傾斜炮孔則影響更大,相比正常炮孔,溶洞裂隙炮孔裝藥困難,影響裝藥效率。

(2)裝藥結(jié)構(gòu)影響。溶洞腔體的存在改變了裝藥結(jié)構(gòu),裝藥過(guò)度集中,孔內(nèi)裝藥長(zhǎng)度不足,堵塞過(guò)長(zhǎng),從而導(dǎo)致炸藥集中段過(guò)度破碎、堵塞段產(chǎn)生大塊,并造成裝藥浪費(fèi),影響爆破質(zhì)量。為盡量降低殘藥風(fēng)險(xiǎn),溶洞裝藥往往需增加起爆體數(shù)量,浪費(fèi)了起爆器材。同時(shí)裝藥時(shí)易因主裝藥不連續(xù)、起爆體安裝不到位、滑落造成所裝炸藥拒爆,殘藥以及爆破器材遺失風(fēng)險(xiǎn)加大。

(3)爆破安全影響。溶洞改變了最小抵抗線的大小和方向,特別是在邊坡自由面方向上,炸藥能量集中作用在薄弱巖層部位,個(gè)別飛散物數(shù)量和飛散距離增加,嚴(yán)重加劇了爆破飛石有害效應(yīng)的危害程度[2]。溶洞部位炮孔回填困難,增加回填工作量,且易導(dǎo)致回填長(zhǎng)度不足、回填質(zhì)量差,從而誘發(fā)飛石,影響生產(chǎn)安全,同時(shí)也易影響填塞段爆破效果。當(dāng)先起爆的集中藥包通過(guò)溶洞腔體內(nèi)的薄弱部位對(duì)后續(xù)起爆的炮孔裝藥產(chǎn)生破壞時(shí),會(huì)導(dǎo)致盲炮。

(4)爆破效果影響。溶洞區(qū)域被爆體巖層不連續(xù),爆炸應(yīng)力波傳播到溶洞分界面后發(fā)生反射,影響了被爆體內(nèi)部應(yīng)力波傳播、疊加、拉伸的破碎機(jī)理,導(dǎo)致爆破效果變差,局部大塊增加,爆堆松散度和拋擲效果均變差,清挖難度加大。爆炸氣體和能量向溶洞腔體內(nèi)釋放,或通過(guò)裂隙流失,使爆轟壓力降低,能量利用率降低,特別是在夾制作用大的部位,如后排孔、底部和超深部位,大塊、根底不易控制。同時(shí),爆破后影響爆堆、邊坡穩(wěn)定,增加了爆后處理工作內(nèi)容,加大處理難度。

2.4 對(duì)開(kāi)采效率的影響

對(duì)于影響開(kāi)采作業(yè)的較大溶洞,需對(duì)其進(jìn)行隔離、填充以防止陷落發(fā)生事故,處理時(shí)耗費(fèi)人工、機(jī)械,填充礦石帶來(lái)?yè)p失。溶洞處理使得工作面推進(jìn)滯后、拖延甚至擱置,影響工作面出礦效率。另外影響鉆孔、爆破、挖裝工序作業(yè)面在現(xiàn)場(chǎng)的布置及機(jī)器設(shè)備擺放,威脅周邊人員、作業(yè)活動(dòng)和機(jī)械設(shè)備安全。

在溶洞區(qū)域作業(yè)時(shí),影響挖裝機(jī)械清挖裝車(chē)工作效率,影響運(yùn)礦道路、運(yùn)輸設(shè)備和運(yùn)輸效率。后續(xù)處理因溶洞產(chǎn)生的根底、大塊、留坎,占用作業(yè)面,導(dǎo)致成本增加。另外,溶洞裹挾泥漿雜質(zhì)等帶來(lái)貧化損失,對(duì)礦石質(zhì)量品位、配礦帶來(lái)一定影響。

3 溶洞區(qū)域爆破開(kāi)采處理方法

3.1 預(yù)防和判別

基于對(duì)溶洞成因和對(duì)開(kāi)采爆破的影響分析,結(jié)合工程實(shí)際情況,溶洞的預(yù)防和判別能有效降低溶洞事故發(fā)生的可能性和嚴(yán)重程度,事先查明了解溶洞分布和發(fā)育情況對(duì)后續(xù)開(kāi)采生產(chǎn)、溶洞處理、安全管理、工藝管理等有事半功倍的作用。

(1)溶洞勘測(cè)。勘察、設(shè)計(jì)、施工有機(jī)結(jié)合,做實(shí)做好技術(shù)交底和圖紙會(huì)審工作。礦山地質(zhì)勘察工作必須全面細(xì)致,提高地質(zhì)勘察成果的準(zhǔn)確性,確保勘察質(zhì)量,掌握礦區(qū)溶洞發(fā)育程度,并結(jié)合礦床特點(diǎn)、賦存特點(diǎn)、分布規(guī)律、臨近礦區(qū)地質(zhì)情況、開(kāi)采工藝,對(duì)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等影響礦山安全生產(chǎn)的地質(zhì)問(wèn)題提出有效應(yīng)對(duì)措施。

(2)施工組織。建立完善溶洞處理響應(yīng)機(jī)制和工作流程,編制溶洞地質(zhì)情況專(zhuān)項(xiàng)防治措施和方案。管理人員和作業(yè)人員熟悉了解地質(zhì)報(bào)告或地勘資料,根據(jù)報(bào)告分析地層結(jié)構(gòu),掌握溶洞產(chǎn)狀分布特征。在鉆孔過(guò)程中鉆頭壓力突然失壓或無(wú)法吹出鉆屑,即可判斷是否存在溶洞,應(yīng)及時(shí)記錄溶洞頂板及底板位置,判別溶洞大小,并及時(shí)反饋布孔設(shè)計(jì)人員。爆破設(shè)計(jì)人員根據(jù)溶洞具體情況,及時(shí)調(diào)整炮孔位置,或調(diào)整爆破設(shè)計(jì)。

(3)測(cè)繪和地質(zhì)。壓實(shí)測(cè)繪工作,隨著逐層開(kāi)采剝離和工作面的推進(jìn),及時(shí)對(duì)開(kāi)采現(xiàn)狀圖和地質(zhì)圖進(jìn)行更新,準(zhǔn)確標(biāo)注異常地質(zhì)體。根據(jù)礦山整體的溶蝕程度預(yù)判溶洞位置、走向、大小,對(duì)每一開(kāi)采平面進(jìn)行綜合評(píng)估。臨近溶洞位置時(shí)進(jìn)行實(shí)地放樣,對(duì)溶洞區(qū)域進(jìn)行標(biāo)識(shí)、隔離,防止人員設(shè)備誤入、踩空、踏空。還可采用物探手段探明礦區(qū)、平臺(tái)內(nèi)溶洞的縱橫向分布和埋深、溶洞數(shù)量、規(guī)模大小,判斷溶洞是否對(duì)礦山生產(chǎn)構(gòu)成安全威脅[3]。

(4)信息傳遞。建立地質(zhì)、鉆孔、設(shè)計(jì)、爆破工作隊(duì)伍之間的高效溝通和信息傳遞機(jī)制,地質(zhì)工作做好溶洞事前預(yù)告;鉆孔工作及時(shí)記錄匯報(bào);爆破設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)鉆孔情況合理調(diào)整,或修改設(shè)計(jì)孔位并反饋給鉆孔人員;裝藥爆破工作根據(jù)前段工序做好預(yù)防處置措施;溶洞出露后及時(shí)進(jìn)行回填、封堵或加固處理,跟進(jìn)處理進(jìn)度。

3.2 爆破時(shí)溶洞處理方法

在溶洞區(qū)域進(jìn)行爆破時(shí),應(yīng)實(shí)施“精細(xì)爆破”理念,從細(xì)節(jié)出發(fā),定量爆破設(shè)計(jì),精心施工,精細(xì)管理,對(duì)炸藥爆炸能量釋放、被爆巖體破碎、爆堆拋擲等過(guò)程的控制,既達(dá)到預(yù)期的爆破效果,又實(shí)現(xiàn)對(duì)爆破有害效應(yīng)的控制,最終實(shí)現(xiàn)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)合理[4]。但過(guò)度處理溶洞又會(huì)得不償失,工程中應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況,采取適當(dāng)有效的措施。經(jīng)實(shí)際工程應(yīng)用總結(jié),較為合理的措施如下。

3.2.1 設(shè)計(jì)和鉆孔

基于溶洞預(yù)防和判別取得的成果,在爆破設(shè)計(jì)前根據(jù)現(xiàn)狀圖紙分析溶洞位置、大小、發(fā)育信息,獲取第一手設(shè)計(jì)資料,作為爆破設(shè)計(jì)的依據(jù),布孔時(shí)盡量避免炮孔穿過(guò)溶洞。加強(qiáng)鉆爆溝通工作,驗(yàn)孔后及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析,針對(duì)不同情況制定補(bǔ)孔或調(diào)整設(shè)計(jì)的措施。

準(zhǔn)確判斷成孔情況、溶洞的位置及大小,及時(shí)做好驗(yàn)孔記錄。驗(yàn)孔時(shí)應(yīng)派遣經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員用繩垂測(cè)孔,繩垂應(yīng)有足夠配重,能夠準(zhǔn)確預(yù)判異常炮孔情況。驗(yàn)孔時(shí)特別關(guān)注前排孔的傾角、最小抵抗線、溶洞等特殊情況,形成驗(yàn)孔記錄資料。采用炮孔標(biāo)簽制度,提前告知裝藥人員炮孔內(nèi)溶洞具體情況。

3.2.2 裝藥和爆破

溶洞炮孔裝藥應(yīng)盡量使用粉狀銨油炸藥,后期可用水處理使其失效。條裝炸藥應(yīng)采用吊裝,防止藥條掉入溶洞腔體內(nèi),或發(fā)生裝藥卡塞。可增加起爆藥體數(shù)量,防止拒爆。加強(qiáng)裝藥現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管,單孔藥量不應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)藥量,人工裝藥時(shí)不得擅自增減藥量,增減藥量情況應(yīng)匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人意見(jiàn)。溶洞區(qū)域爆破應(yīng)適當(dāng)增加警戒范圍。

當(dāng)溶洞出現(xiàn)在前排孔時(shí)應(yīng)認(rèn)真測(cè)量抵抗線,根據(jù)炮孔精確測(cè)量溶洞情況適當(dāng)減少藥量。若前排孔溶洞位置抵抗線過(guò)小或無(wú)法準(zhǔn)確探明時(shí),則可放棄溶洞部位裝藥,同時(shí)在臨近炮孔適當(dāng)增加藥量。

當(dāng)溶洞位于炮孔底部時(shí),且溶洞較小,抵抗線無(wú)較大變化,可不做處理,但在裝藥過(guò)程中應(yīng)及時(shí)復(fù)測(cè)孔深變化,有異常應(yīng)立即停止裝藥并立即報(bào)告。底部溶洞較大時(shí),可采用間隔器間隔后回填1～2 m,但應(yīng)確保間隔質(zhì)量,防止炸藥泄露而拒爆;確保回填質(zhì)量,防止爆炸氣體能量外泄。

當(dāng)溶洞位于頂部位置時(shí),根據(jù)溶洞頂板位置計(jì)算填實(shí)長(zhǎng)度,若填實(shí)段小于設(shè)計(jì)堵塞長(zhǎng)度,孔口無(wú)法填實(shí),則需減少裝藥量;當(dāng)堵塞質(zhì)量無(wú)法保證時(shí),可采取覆蓋措施,覆蓋面不小于溶洞面積,防止出現(xiàn)沖孔。

當(dāng)溶洞位于炮孔中部位置時(shí),可分段進(jìn)行裝藥,使用間隔器將溶洞段隔離開(kāi)來(lái)不裝藥,防止能量外泄。當(dāng)一個(gè)炮孔出現(xiàn)多處溶洞,應(yīng)充分考慮裝填的必要性。必須要裝藥時(shí),可進(jìn)行多次分段裝藥。

3.2.3 特殊處理方法

使用炮孔內(nèi)窺鏡驗(yàn)孔[5]可精確觀測(cè)溶洞和炮孔內(nèi)部情況,為裝藥爆破提供可視化依據(jù)。使用PVC套管、定制裝藥袋裝藥,對(duì)孔壁或裝藥進(jìn)行保護(hù),確保裝藥段連續(xù),提高爆破效果[6]。將藥條連續(xù)捆扎制作成藥串,藥串制作應(yīng)配合使用導(dǎo)爆索起爆,以防傳爆中斷。

4 應(yīng)用實(shí)例

四川某石灰?guī)r礦山的礦石容重約為2.6 t/m3;年采剝總量約1000萬(wàn)t;年炸藥消耗量約1400 t;礦山年平均爆破天數(shù)約280 d;平均日使用炸藥量約為5 t;單次爆破規(guī)模根據(jù)工作面情況規(guī)劃,炸藥量大約為2～3 t/次;孔徑127 mm或150 mm;孔深14.5 m,炮孔傾角75°;單孔藥量96 kg或144 kg;單個(gè)爆區(qū)孔數(shù)約20～30個(gè)。由于礦山溶洞較為發(fā)育,因此處理溶洞是日常爆破中較為棘手的問(wèn)題,2019年1月至12月,裝藥記錄顯示年度溶洞總數(shù)為1350個(gè)。

在采取系統(tǒng)性溶洞處理措施前,爆破效果、殘藥及飛石是該礦區(qū)爆破的“老大難”問(wèn)題。通過(guò)采用上述研究成果、管理措施后,爆破效果得到巨大改善,爆破飛石得到有效控制,且爆破單耗有效降低,同時(shí)殘藥出現(xiàn)頻率已基本為零。工程實(shí)例應(yīng)用表明,相關(guān)技術(shù)措施在實(shí)際工程的應(yīng)用是切實(shí)有效的。

5 結(jié)論

溶洞因其隱蔽性和不確定的特性,再加上爆破瞬間能量快速釋放,本身具備不可控性質(zhì)。因此要將爆破的安全風(fēng)險(xiǎn)管控到最低,不僅僅要從技術(shù)上制定措施,在施工管理上也應(yīng)采取科學(xué)流程:爆破隊(duì)伍應(yīng)加強(qiáng)作業(yè)人員的培訓(xùn)教育,使其充分認(rèn)識(shí)溶洞事故的后果,提升人員技能水平;處理溶洞的爆破施工,均應(yīng)制定措施方案;班前做好技術(shù)交底,班后進(jìn)行技術(shù)總結(jié);裝藥爆破時(shí)嚴(yán)禁爆破員盲目裝藥、私自處理不做匯報(bào);爆破時(shí)加強(qiáng)加大警戒,做好人員、設(shè)備、構(gòu)筑物的清場(chǎng)與防護(hù),特別是自由面和泄爆方向。通過(guò)一系列規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的管理措施,確保爆破施工作業(yè)的安全高效開(kāi)展,筑牢安全根基,嚴(yán)守安全紅線。

通過(guò)以上管理和技術(shù)措施,可有效改善臺(tái)階深孔爆破時(shí)溶洞帶來(lái)的不利影響,在保障安全的情況下,盡量提高爆破效果,避免事故發(fā)生,做到爆破作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的精細(xì)化管理。