高黎

（新疆哈巴河阿舍勒銅業(yè)股份有限公司 哈巴河 836700）

1 引言

阿舍勒銅礦深部采用大直徑深孔階段空場嗣后充填采礦法，炮孔為垂直下向孔，炮孔直徑160mm，深度35m，孔距3.5m，排距3m。大孔爆破后因爆破后沖造成未爆破區(qū)第一排孔口處巖體垮塌，從孔口向空區(qū)形成一個(gè)大斜面，嚴(yán)重影響到裝藥安全。造成爆破后沖的因素有很多，本文從爆炸破壞機(jī)理來探討爆破后沖的形成原因與作功過程，提出解決途徑。

2 巖體爆破破壞機(jī)理

2.1 爆炸應(yīng)力波作用機(jī)理

巖體介質(zhì)內(nèi)炸藥爆炸，對巖體產(chǎn)生沖擊荷載，這個(gè)荷載在巖體內(nèi)的引起質(zhì)點(diǎn)應(yīng)力與應(yīng)變的變化，以波動(dòng)的形式向四周傳播，當(dāng)應(yīng)力波達(dá)到巖體邊界（自由面）時(shí)，波阻抗發(fā)生變化，應(yīng)力波發(fā)生反射和透射，由壓應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力，形成拉伸波，當(dāng)拉應(yīng)力大于巖體的單軸抗拉強(qiáng)度，會(huì)造成巖體的斷裂。

2.2 爆生氣體氣楔作用機(jī)理

巖體炸藥爆炸，瞬間生產(chǎn)大量氣體，達(dá)到原體積的800 倍，體積的瞬間膨脹，對炮孔巖壁形成急劇升高的壓力，壓縮粉碎周圍巖石，并使周圍巖體介質(zhì)變形位移，產(chǎn)生拉應(yīng)力，由于質(zhì)點(diǎn)受到周圍巖體的阻礙不平衡，會(huì)產(chǎn)生切應(yīng)力。兩種力同時(shí)作用巖體，造成巖體產(chǎn)生縱橫交錯(cuò)的裂隙，爆破生成的高壓氣體像楔子一樣侵入這些裂隙，使裂隙增大，若爆生氣體壓力足夠大，則撕裂巖體，做拋擲運(yùn)動(dòng)。

3 爆破后沖產(chǎn)生機(jī)理

阿舍勒大孔裝藥采取間隔裝藥，間隔為1m 黃沙，每段裝藥長度為1m，直徑為160mm，每段裝藥都緊貼孔壁，單段裝藥近似為球形藥包。藥包爆炸時(shí)候，由爆炸中心產(chǎn)生同心圓式的應(yīng)力波，對爆炸中心四周圍巖產(chǎn)生壓應(yīng)力。應(yīng)力波傳播到達(dá)臨空面，由于通過臨空面?zhèn)鞑ソ橘|(zhì)由巖體變?yōu)榭諝猓杩勾蟠鬁p少，壓力波發(fā)生反射變?yōu)槔瓚?yīng)力波，對巖石產(chǎn)生拉應(yīng)力。由于巖石抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，造成巖石由臨空面開始片剝，脫離巖體，并在高壓爆生氣體作用下，這一作用更加加強(qiáng)，高壓氣體使巖石內(nèi)部裂隙增多、增大，巖石抗拉強(qiáng)度進(jìn)一步減小，發(fā)生破碎，生成小塊，巖石碎塊飛擲。

當(dāng)向前的臨空面距離藥包中心較遠(yuǎn)時(shí)，壓力波圈在巖體里傳播半徑增大，對后面巖體壓力會(huì)增大，作用時(shí)間變長，會(huì)損傷后面未爆巖石，生成裂隙。特別后排炮孔空腔也算一種小臨空面，壓力波到達(dá)后排炮孔，也會(huì)造成炮孔壁巖石發(fā)生拉伸，產(chǎn)生裂隙、片剝，形成貫通縫隙，發(fā)生后排炮孔堵塞、變形，甚至后排巖體脫落垮塌。

4 爆破后沖控制途徑

從分析看，爆破后沖的主要原因?yàn)閼?yīng)力波向臨空面?zhèn)鞑サ穆窂竭^大，造成爆生氣體膨脹壓力得不到及時(shí)卸載，遂對后排孔產(chǎn)生作用，造成后排巖體破裂。降低抵抗線可以解決這個(gè)問題，但是裝藥是臨邊作業(yè)，要求每次裝藥第一排孔距離空區(qū)邊緣不能太近。所以解決爆破后沖要從調(diào)整爆破裝藥和調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)入手。

（1）大孔爆破每次崩礦步距為2排7m，可以減小第二排的抵抗線，并且減弱裝藥來解決這個(gè)問題。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，第二排抵抗線由原來的3.5m 變?yōu)?m，裝藥間隔由原來的1m變?yōu)?.5m，未爆區(qū)垮塌現(xiàn)象明顯改善。

（2）通過調(diào)整雷管段位，改變臨空面方向甚至增加臨空面，能分散爆炸的沖擊壓力，使巖石受到的沖擊壓力有更大范圍卸載，并且沖擊壓力作用時(shí)間也會(huì)減少，這樣就能保護(hù)后排未爆巖石?，F(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，采用同排炮孔中間孔先起爆，兩邊孔依次對稱起爆的“v”形起爆方式，這樣為后響炮孔增加一個(gè)自由面，爆炸沖擊力一部分向側(cè)面分散。

5 結(jié)語

爆破后沖對采場破壞極大，經(jīng)常會(huì)造成未裝藥孔孔口處巖體垮塌、滑落，下一炮無法裝藥，需要進(jìn)行大孔補(bǔ)孔處理。本文分析爆破后沖發(fā)生機(jī)理，從分散沖擊壓力和減少?zèng)_擊荷載作用時(shí)間兩方面下手，對抵抗線和微差順序進(jìn)行優(yōu)化，并在采場爆破中進(jìn)行測試，得到很好效果。