露天采矿边坡爆破问题分析

露天采矿边坡爆破问题分析

陈光跃

天津矿山工程有限公司  天津市南开区 300110

摘要：在露天采矿工程中，开展预裂、光面、缓冲等边坡控制性爆破，必须要合理选择爆破方案，充分考虑可能会发生的意外，采取防范和应对措施，最大程度上保证施工作业的安全性，达到边坡控制爆破的要求。本文简单分析了露天矿山边坡爆破问题，并详细论述了露天采矿边坡控制性爆破施工技术的具体应用措施，希望由此能够为相关业内人士一起研究探讨。

关键词：露天采矿；边坡爆破；控制性；安全施工

1露天采矿边坡控制性爆破施工中存在的问题

1.1边坡爆破的方案缺少合理性

边坡爆破震动会影响边坡周围岩石强度，如果边坡稳定性较低，会对露天采矿产生影响。从实际情况来看，在边坡爆破施工前，如果并未制定科学边坡岩体方案，会阻碍露天采矿正常施工，也会对经济效益产生一定影响。

1.2爆破参数不合理

炮孔直径、最小抵抗线、炮孔间距等参数均会直接影响露天采矿边坡控制性爆破施工质量，边坡出现的严重凹凸不平问题多数时候源于爆破参数不合理，边坡平整度差问题也会因此出现注。

1.3爆破质量参差不齐

一些地区和露天矿对边坡控制采取了行之有效的措施，也极大程度地缓解了安全生产的压力。但是露天矿要想扩大作业面，必须要周期性地进行爆破作业，在此过程中，所有防护措施，尤其是边坡防护措施都会因为爆破质量产生一定的影响。爆破管道的设置、炸药质量、用量等都直接关系到爆炸效果，而爆破效果形成的关联效应，可能会影响到边坡防护措施的延续，这种效果只有采用专业仪器进行周期性测量和对比才能发现，一般监测手段根本无法做出有效判断，因此给露天矿的安全生产带来潜在的威胁。

2露天采矿边坡控制性爆破施工技术应用措施

2.1爆破方案

露天采矿边坡爆破施工中，可以先开展预裂爆破施工，即在矿山保护层施工前，根据边坡轮廓线爆破出一定宽度的一条裂缝，减轻矿山边坡受主要爆破地区地震的影响，使沿预裂面的深孔爆破后形成光滑的边坡。施工方案为：结合设计坡顶线开凿一排预裂孔，钻孔倾斜角度与阶段坡面角度保持一致，若实施垂直爆破孔施工，可利用松动爆破技术，将一排倾斜缓冲孔洞设置在预裂孔与主要爆破孔之间，防止爆破施工破坏固定边坡施工或周围边坡。另外，开展爆破施工作业前，应认真检查施工现场的地质情况，加强对预裂爆破施工中的震动及爆破施工效果的检查，结合岩土工程地质情况的节埋裂隙发育、含水量等，合理设计缓坡爆破施工与预裂施工的参数，根据施工情况进行优化调节。

2.2爆破参数选取

由于研究对象露天采场作业面积狭小，为保证正常生产必须保证一定矿岩存爆量，这使得边坡处爆破的爆破比例较高，现场采用的爆破器材主要有铵油炸药、防水炸药、起爆药卷、导爆索、导爆管，现有爆破参数如下所示：①主爆孔。主爆孔孔距、排距、单孔装药分别为7m、6.3m、250kg，正常情况下孔深、超深、平均填塞长度分别为14m、2m、7~8m。②缓冲孔。缓冲孔单孔装药、孔距、抵抗线分别为150kg、5m、5m，距预裂孔2m，一般情况下超深1.0m，下部涉及安全平台时为0.5m。③预裂孔。孔距、超深、线装药密度分别为2m、0.5m、1.25kg/m，底部装防水炸药7.5kg、使用导爆索绑扎起爆孔内炸药，需保证一次爆破孔数控制在60个以内。

2.3边坡孔装药结构

在采用预裂爆破和光面爆破时，为达到预期效果，需采用不耦合装药进行施工作业，不耦合装药能够有效降低爆破药柱与孔壁的接触，减少不良影响。加之部分震动波的作用影响，使得岩石位置受到受拉力的影响，更容易产生贯通劈裂缝隙。在施工作业时，采用轴向空间间隔分段装药技术。现场具体做法是：使用胶带，以间隔的形式，将预裂药柱绑扎到导爆索上再吊入孔中。另外，随着爆破炮孔深度的持续增加，使得炮孔深部岩石土体的初始应力随之增加，孔底部的夹制作用大幅增加。具体实施中，为克服夹制作用，底部装药作业时要结合炸药特性，适当加强装药，但应做好装药长度的把控。

2.4斜孔爆破

根据深孔爆破的效果，由于沿深孔全长抵抗线相等，所以矿岩破碎较为大块且均匀，根底较少，易保持所需台阶坡面角，爆破后的坡面平整，便于后续穿孔爆破工作的开展，并且台阶坡顶线与钻机之间存在较大间距，钻机设备和操作人员相对安全，可见斜孔明显优于垂直孔。当前牙轮钻机具有良好的钻机爆破和穿孔综合效率，其限于垂直向下穿孔，而潜孔钻机的效率低，但能打斜孔。在条件许可的情况下，将倾斜炮孔与垂直炮孔相结合方式用于头排大抵抗线处，以此克服头排大抵抗线；将垂直孔用于后排炮孔，以免影响爆破与穿孔的综合效率，更好地改善爆破质量。

2.5爆破降振技术

在边坡控制性爆破作业中，为保证作业的安全性，要特别注重爆破对边坡稳定性影响的检测。通过检测改良深孔爆破作业施工参数，明确不良地质的爆破震动实际响应情况，利用检测结果进一步采用爆破降振技术措施，进而为采取有效控制措施提供有力依据。在大量使用炸药的环节，由于药量较大，爆破产生危害风险较大，因此必须要严格落实安全防护措施。在逐孔爆破作业中，虽然爆炸使用的炸药量不大，但有可能会使能量波叠加，所以也是把控的重点。通过采取具体的措施，最大程度上降振，保证施工作业安全开展。

3提升露天采矿边坡爆破的质量

第一，设置灾害监测平台。借助灾害监测平台对数据信息进行分析与整理，并对其进行深入探索，再与露天采矿爆破振动监测模型进行比较，以实现对露天采矿爆破振动进行预测的根本任务，露天采矿爆破振动监测预警系统设计主要分为两个方面：一方面系统硬件设备，例如收集数据信息的感知设备与数据信息显示器等；另一方面软件设备，例如解决露天采矿爆破振动监测预算的相关方法，依照矿区内地理位置的差异，使用不同程度的露天采矿爆破振动探测器，并检测传感器所显示的数据，从而实现对露天采矿爆破振动监测的预警设计。

第二，设置灾害探测器。露天采矿爆破振动监测系统中设置了突发情况的报警设备以及自然灾害与天气监测等设备。露天采矿爆破振动监测分为多个特点，按照地板活动与当地人口密度分布等情况，灾害预警范围将以自动化形式进行搜索，以实现资源共享的根本目的。对数据信息进行探索与整理，使其满足灾害预警的条件。目前，露天采矿爆破振动监测系统主要分为两个方面。其中一方面是集成式结构系统，另一方面则是互联网服务系统，为检测灾害提供便利。对系统硬件设备的安全进行维护，实现设备对数据信息的准确分析，以此判断矿山开采过程中是否存在发生灾难的可能，如果存在威胁，则会自动开启露天采矿爆破振动监测预警。

结语：

露天采矿场边坡爆破施工时，爆破剥离方案对施工人员的安全和采矿场的生产效率有直接影响，设计过程中要有效清除其干扰因素。在露天采矿边坡控制性爆破施工环节，需要采取科学的斜孔爆破与科学的装药结构，制定切实可行的爆破方案。这样才能合理控制露天采矿的边坡，提高爆破的质量与效率，确保采矿工程的高效稳定进行，促进露天采矿场生产效益的提升。

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