王 健，張媛媛，鄭殿輝

（1.河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司，河北 唐山 063000；2.河鋼集團(tuán)司家營研山鐵礦有限公司，河北 唐山 063000）

爆破作業(yè)結(jié)束后，地質(zhì)穩(wěn)定性遭到破壞，結(jié)構(gòu)面極易形成裂隙，在強(qiáng)降雨情況過后，雨水沿裂隙滲入，邊坡極易發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅人員及設(shè)備安全，存在較大安全隱患。在2013年夏季汛期一次強(qiáng)降雨過后，發(fā)生一次較小的滑坡，滑坡量約為40立方。為此該礦十分重視，立即進(jìn)行經(jīng)現(xiàn)場勘查，結(jié)合實際情況，改善爆破方案，以此降低因爆破對邊坡穩(wěn)定性影響。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

1.1 地質(zhì)現(xiàn)狀

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查及外業(yè)鉆探資料顯示，邊坡地質(zhì)分布的主要地層為：第四系砂土（Q4dl+el）層及頁巖、石英砂巖?，F(xiàn)將場地內(nèi)分布的地層從上至下，分述如下：

1.1.1 素填土（Q4al）

黃褐或灰褐，松散或稍密，稍濕、飽和，主要由粉土、粉細(xì)砂粒和塊石組成，為2013年滑坡擾動土，塊石粒徑100m～1000mm不等，呈棱角狀。層厚：2.30m～7.60m，平均5.20m，層底標(biāo)高：-13.86m～-4.14m，平均-9.20m；層底埋深：2.30m～7.60m，平均5.20m。

1.1.2 粉砂（Q4al）

黃褐色，中密，混粒，稍濕或濕，石英長石質(zhì)，亞圓狀或次棱角狀；場區(qū)普遍分布，厚度：1.40m～2.60m，平均2.00m；層底標(biāo)高：27.30m～29.30m，平均28.30m；層底埋深：5.30m～6.40m，平均5.85m。

1.1.3 粉質(zhì)黏土（Q4al）

黃褐色，可塑或硬塑，切面稍有光澤，無搖振反應(yīng)，韌性、干強(qiáng)度中等，該層受滑坡擾動影響。場區(qū)1#孔分布，厚度：1.80m～1.80m，平均1.80m；層底標(biāo)高：-5.94m～-5.94m，平均-5.94m；層底埋深：5.50m～5.50m，平均5.50m。

1.1.4 粉砂（Q4al）

黃褐色，松散或密實，受滑坡擾動影響部分為松散狀態(tài)，飽和狀態(tài)下具有輕微或嚴(yán)重液化可能，原狀砂土呈密實狀態(tài)，混粒，飽和，石英長石質(zhì)，亞圓狀或次棱角狀，局部夾粉土或粉土薄層。場區(qū)普遍分布，厚度：2.20m～11.20m，平均5.55m；層底標(biāo)高：-16.48m～-15.02m，平均-15.82m；層底埋深：8.30m～15.30m，平均11.82m。

1.1.5 全風(fēng)化頁巖（Q3el）

黃褐色，主要礦物成分為綠泥石，次要礦物由石英、滑石、云母等，巖芯呈土柱狀。場區(qū)普遍分布，厚度：0.60m～0.80m，平均0.70m；層底標(biāo)高：-38.40m～-31.70m，平均-35.27m；層底埋深：64.30m～71.00m，平均67.57m。

1.1.6 強(qiáng)風(fēng)化頁巖（Pt）

呈黑綠色，主要礦物成分為綠泥石，次要礦物由石英、滑石、云母等，鱗片纖維變晶結(jié)構(gòu)，薄頁狀或薄片層狀的節(jié)理，節(jié)理很發(fā)育，結(jié)構(gòu)面平直，結(jié)合差，易開裂。巖芯為短柱狀或片狀，巖芯手捏呈土狀，干鉆困難，巖體較破碎。

1.1.7 強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖（Q3el）

淺灰色，礦物成份主要是石英、長石。碎屑結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面附泥質(zhì)膠結(jié)，結(jié)構(gòu)面平直，結(jié)合差，易開裂。巖芯手捏呈砂土狀，干鉆困難，巖體較破碎，勘察深度范圍內(nèi)未穿透，從生產(chǎn)坡道東側(cè)的巖壁上測量巖層的產(chǎn)狀為151°～163°∠SW12°～23°。

1.2 爆破生產(chǎn)現(xiàn)狀

經(jīng)現(xiàn)場勘察，采場布孔主要采取矩形或正方形布孔形式，裝藥主要采取連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)造成炸藥集中藥柱短，炮區(qū)采用清渣方式爆破，齊發(fā)起爆方法。

1.3 問題分析

基于以上數(shù)據(jù)及現(xiàn)場情況，一是該采場東部及東北部靠界邊坡，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，巖層風(fēng)化嚴(yán)重，穩(wěn)定性差，極易形成滑坡。二是孔距和排距較大，炸藥集中藥柱短，炮孔爆破能量分布不均勻，齊發(fā)起爆等諸多爆破原因造成爆破效果差，同時對邊坡原地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響大，極易形成裂隙，加速滑坡形成。

2 采取措施

2.1 預(yù)裂穿孔及改善布孔形式

前期采用預(yù)裂爆破對邊坡達(dá)到一定保護(hù)效果，但由于地質(zhì)條件影響，爆破后，邊坡產(chǎn)生不規(guī)則裂隙。為此，根據(jù)邊坡角度及邊坡預(yù)留情況，加密預(yù)裂穿孔，但不實施預(yù)裂爆破，為爆破提供一定自由面，對邊坡起到一定保護(hù)作用。

由原來矩形或正方形布孔形式改為梅花樁形布孔。采取大孔徑小抵抗線梅花樁形布孔，可提供最優(yōu)的能量分布，使放射拉力和推力作用增強(qiáng)，加強(qiáng)了爆生氣體的推力作用，改善礦巖破碎質(zhì)量。

2.2 不耦合裝藥

不耦合裝藥的主要措施就是采用空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)。根據(jù)巖石爆破破壞的應(yīng)力波反射拉伸破壞假說可知，巖石的破壞形式是拉應(yīng)力大于巖石的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生的，巖石是被拉斷的。巖石破碎機(jī)理研究表明，巖石的極限破碎強(qiáng)度是隨著爆轟壓力的加載速度的增加而增加即加載的速度越快，巖石的破碎越難，因為爆破的初始脈沖壓力越大，消耗在壓碎區(qū)的能量就越大，而作用在破碎區(qū)的能量就越小，如果適當(dāng)?shù)販p少爆破的初始脈沖壓力，則可減小消耗在壓碎區(qū)的能量；另一方面，根據(jù)沖量原理，當(dāng)爆破脈沖壓力一定時，作用時間越長，爆破脈沖沖量越大，對巖石破碎越有利。

2.3 逐孔起爆

逐孔起爆技術(shù)主要是淘汰導(dǎo)爆管雷管，采用數(shù)碼電子雷管，提高雷管延時精度。數(shù)碼電子雷管是一種可以任意設(shè)定并準(zhǔn)確實現(xiàn)延期發(fā)火時間的新型電雷管。其本質(zhì)是采用一個微型電子芯片取代普通電雷管中的化學(xué)延期藥及電點(diǎn)火元件。因此可精準(zhǔn)實現(xiàn)炮區(qū)炮孔逐孔起爆，增加炮孔爆破時相互之間的碰撞破碎，實現(xiàn)理想爆破效果。

3 改進(jìn)結(jié)果

經(jīng)改進(jìn)后，現(xiàn)場查看及測定得知以下結(jié)果：

（1）爆堆前沖、隆起、后排塌落現(xiàn)象明顯，鏟裝作業(yè)后得知，爆堆無大塊、根底現(xiàn)象存在，爆破效果理想。作業(yè)后裸露出的邊坡無裂隙，地質(zhì)結(jié)構(gòu)無破壞。

（2）爆破振動經(jīng)測試符合國家爆破振動要求，爆破振動測試如下：

表1 爆破振動監(jiān)測匯總表

4 結(jié)論

有上述爆破結(jié)果得知，經(jīng)采取對邊坡實施預(yù)裂穿孔，改善布孔形式，采取不耦合裝藥，實施逐孔起爆技術(shù)等手段，對復(fù)雜地質(zhì)邊坡穩(wěn)定性起保護(hù)作用，且爆破效果較為理想。