劉建軍

國能準(zhǔn)能集團(tuán)哈爾烏素露天煤礦 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300

引言

控制性爆破指的是使用科學(xué)的技術(shù)手段，對(duì)爆炸的規(guī)模與能量加以控制，確保爆破的聲量、飛濺的石塊、傾倒方向、坍塌范圍都符合預(yù)期，以此提升施工安全水平。當(dāng)前露天采礦邊坡爆破施工中，都存在一定的問題，需要采取更加科學(xué)合理的控制性爆破方式，提升邊坡的穩(wěn)定程度，提升露天采礦區(qū)邊坡的爆破質(zhì)量和效率。

1 常用的露天采礦邊坡控制性爆破施工技術(shù)

1.1 預(yù)裂爆破技術(shù)

預(yù)裂爆破技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用于露天采礦工程的邊坡控制性爆破技術(shù)之一。該技術(shù)在進(jìn)行爆破時(shí)，可以有效地減少填裝藥量和對(duì)邊坡的破壞，提高了爆破的效果和安全性。針對(duì)不同的場地和邊坡情況，應(yīng)根據(jù)具體情況考慮預(yù)裂孔的數(shù)量、位置和深度等因素。通常每個(gè)爆破面的預(yù)裂孔數(shù)量應(yīng)該控制在10個(gè)以內(nèi)，孔間距一般控制在2～6m之間。孔徑的大小也應(yīng)根據(jù)邊坡的高度和傾角來確定，一般控制在50～120mm之間。還需要確定臺(tái)階高度，保證爆破后邊坡的穩(wěn)定性。為了確保炸藥能夠均勻地分布在預(yù)裂孔中，并且能夠達(dá)到預(yù)期的爆破效果，施工人員應(yīng)當(dāng)編制合理可行的炸藥分裝方案并加以執(zhí)行。在填裝炮眼時(shí)，還需要控制填充的量，避免未裝藥區(qū)域?qū)е马敳苛芽p形成。可以預(yù)留一定的空間，在炮眼深度五分之一的位置裝填炸藥[1]。在進(jìn)行實(shí)際的爆破施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把控好爆破啟動(dòng)次序和延遲時(shí)間。此外，在選擇炸藥起爆方式時(shí)，可以考慮采用分離起爆的方式，將起爆范圍控制在主爆孔周圍60～80mm之內(nèi)，確保爆破效果更加穩(wěn)定和可靠。

1.2 斜孔爆破工藝

深孔爆破技術(shù)是一種在礦山采石、隧道建設(shè)和水電工程等領(lǐng)域中進(jìn)行爆破作業(yè)的常用技術(shù)。在實(shí)際操作中，為了能夠更好地控制爆破工程對(duì)邊坡造成的影響和減少填裝藥量，人們嘗試把斜孔爆破技術(shù)和深孔爆破技術(shù)結(jié)合起來加以應(yīng)用。相較以往的垂直深孔爆破，斜孔爆破具有更高的安全性，可以避免因炸藥爆炸產(chǎn)生的震動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境引起的破壞，同時(shí)也可以減少噴射物和顆粒物對(duì)環(huán)境的污染。而且由于斜孔爆破技術(shù)能夠均勻控制爆破塊的尺寸，因而更適合進(jìn)行大型的爆破工程。

1.3 爆破中降振技術(shù)

在深孔爆破的過程中，如何控制藥卷量是一個(gè)問題，因?yàn)樗幘砹窟^大會(huì)導(dǎo)致對(duì)邊坡造成的影響增大，從而對(duì)施工造成影響。而在爆破過程中使用降振技術(shù)可以有效解決這一問題。在深孔爆破中，采用降振技術(shù)能夠獲取到深孔爆破的關(guān)鍵參數(shù)，從而減少在邊坡處的藥卷量，同時(shí)確保爆破效果和固定邊坡不會(huì)受到破壞。在具體使用過程中，邊坡降振技術(shù)還要加以反復(fù)試驗(yàn)，結(jié)合發(fā)現(xiàn)的新問題，對(duì)此技術(shù)進(jìn)行不斷改進(jìn)與優(yōu)化[2]。

2 露天礦山爆破作業(yè)中存在的問題

2.1 露天礦山地理位置選擇存在安全隱患

選取正確的地理位置對(duì)于礦山的安全運(yùn)營至關(guān)重要，而不當(dāng)?shù)倪x擇可能會(huì)帶來一系列的安全風(fēng)險(xiǎn)與隱患。在確定礦山位置時(shí)必須考慮周邊環(huán)境的情況，避免對(duì)附近社區(qū)造成不可預(yù)測的危害。若是選擇在比較高位置或者土質(zhì)比較疏松的地方進(jìn)行礦山開采，爆破工程的震動(dòng)力量可能會(huì)引起地質(zhì)變動(dòng)，導(dǎo)致山體產(chǎn)生崩塌、滑坡等不可預(yù)估的災(zāi)害，給周邊環(huán)境和人員帶來巨大危險(xiǎn)。因此，在進(jìn)行礦山爆破前，需要進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)與環(huán)境調(diào)查，特別是對(duì)礫石分布狀況的準(zhǔn)確掌握，以便采取相應(yīng)的安全措施，確保周邊村莊與居民的人身財(cái)產(chǎn)安全。

2.2 方案設(shè)計(jì)問題

邊坡穩(wěn)定性是影響礦山安全的重要因素之一，包括巖體強(qiáng)度、走向、完整性、節(jié)理發(fā)育等因素都應(yīng)當(dāng)在爆破方案的設(shè)計(jì)過程中充分考慮。但是，在實(shí)際設(shè)計(jì)中存在地質(zhì)勘察工作落實(shí)不到位的情況，由于對(duì)邊坡巖體的物理力學(xué)性質(zhì)了解不夠詳細(xì)、完整，使得設(shè)計(jì)方案缺乏科學(xué)性和合理性。這種盲目性的設(shè)計(jì)可能會(huì)增加施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，甚至給工人和設(shè)備帶來危險(xiǎn)[3]。

2.3 爆破技術(shù)水平差異

相比于傳統(tǒng)的非控制爆破方式，控制爆破技術(shù)能夠更有效地提升爆破引起的邊坡質(zhì)量，降低邊坡穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)。然而，控制爆破方案的成本較高，且可能導(dǎo)致生產(chǎn)工作不平衡。因此，如何在生產(chǎn)效益和安全穩(wěn)定之間做出合理的取舍，是露天礦爆破管理中需要面對(duì)的挑戰(zhàn)。一些礦山由于缺乏資金投入，或者由于種種原因，采用的機(jī)械設(shè)備落后，技術(shù)水平低下。這會(huì)導(dǎo)致邊坡爆破技術(shù)水平存在較大差異，一些現(xiàn)有爆破方法應(yīng)用不當(dāng)，也可能造成爆破后的邊坡質(zhì)量差。

2.4 鉆孔質(zhì)量問題

鉆孔質(zhì)量的好壞，涉及鉆孔位點(diǎn)和角度、炮孔長度、裝藥方式等多個(gè)因素。其中，臺(tái)階高度、炮孔長度和邊坡角度等要素尤其重要，它們直接影響著爆破效果和爆破質(zhì)量。例如，如果臺(tái)階高度太高，就容易出現(xiàn)爆破效果不佳的情況；而邊坡角度愈小，則對(duì)于鉆孔布置與裝藥方式的要求會(huì)越高。因此，在進(jìn)行鉆孔設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)具體的礦山情況綜合考慮這些因素，并嚴(yán)格按照施工流程操作，保證鉆孔質(zhì)量。若是邊坡巖體具有裂隙、節(jié)理等情況，可能對(duì)爆破施工造成不利影響，導(dǎo)致鉆孔易于偏離設(shè)計(jì)位置。

3 露天采礦邊坡控制性爆破施工技術(shù)應(yīng)用策略

3.1 完善相關(guān)準(zhǔn)備

在進(jìn)行爆破作業(yè)之前，需要對(duì)露天礦進(jìn)行一系列的調(diào)查工作。首先要重點(diǎn)調(diào)查地質(zhì)特征和地形地貌，了解礦區(qū)中的巖石種類、巖體構(gòu)造和堅(jiān)硬程度，以及礦床的分布情況[4]。其二，需要對(duì)礦區(qū)中的地質(zhì)災(zāi)害隱患進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)查，同時(shí)要結(jié)合調(diào)查結(jié)果編制可靠的應(yīng)對(duì)方案。比如在開展邊坡附近的爆破作業(yè)時(shí)，應(yīng)制定專門的安全控制措施，包括加強(qiáng)邊坡支護(hù)，設(shè)置防護(hù)網(wǎng)等，確保爆破作業(yè)的安全進(jìn)行。其三，在爆破作業(yè)中，要用到各類機(jī)械設(shè)備與爆炸物，如果這些機(jī)械設(shè)備和材料存在問題會(huì)給爆破作業(yè)帶來很大的隱患。因此，要預(yù)先檢查機(jī)械設(shè)備和材料的性能與質(zhì)量，確保其符合爆破作業(yè)的具體需要，并確保其可靠性和安全性。其四，在進(jìn)行露天礦爆破作業(yè)時(shí)，鄰近邊坡的安全是非常重要的。因?yàn)楸谱鳂I(yè)會(huì)導(dǎo)致邊坡巖體松動(dòng)、破碎，可能會(huì)引起滑坡等安全事故。所以，需要在爆破作業(yè)前構(gòu)建科學(xué)的爆破方案，并嚴(yán)控鄰近邊坡的爆破施工活動(dòng)。同時(shí)要編制應(yīng)急處理方案，準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的不良后果，防止安全事故的發(fā)生。

3.2 科學(xué)選擇爆破方案

在當(dāng)前的露天采礦邊坡控制性爆破施工中，選擇合適的爆破方案是至關(guān)重要的。根據(jù)實(shí)際情況和需求，可將爆破方案分為主爆區(qū)調(diào)整方案和特殊控制的爆破方案兩種類型。

主爆區(qū)調(diào)整方案的設(shè)計(jì)目標(biāo)是減少主爆區(qū)對(duì)周邊環(huán)境帶來的影響。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別注意下述幾項(xiàng)問題。首先，要明確臺(tái)階工作面的推進(jìn)方向，確保爆破作業(yè)臨空方向的正確性，防止爆區(qū)背靠保護(hù)邊坡，從而減少可能對(duì)邊坡產(chǎn)生的不良影響。其次，需要把控好爆破的單響藥量，將單響藥量控制在安全范圍內(nèi)，以防止對(duì)外界環(huán)境造成負(fù)面影響。

特殊控制的爆破方案具有連續(xù)性強(qiáng)且施工成本低的優(yōu)點(diǎn)，常見的包括預(yù)裂爆破、光面爆破與緩沖爆破等類型。這些方案能夠有效地對(duì)邊坡進(jìn)行保護(hù)。例如，預(yù)裂爆破可以通過預(yù)先設(shè)置裂縫，使巖石在爆破時(shí)更容易斷裂，減少巖石的破碎和破壞，從而控制邊坡的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。緩沖爆破則通過減小爆破藥量、采用緩慢爆燃藥或延遲裝藥等方式，降低了爆破的沖擊力，減少了對(duì)邊坡的不利影響。

除了上述爆破方案，現(xiàn)代化設(shè)備的使用范圍也在不斷增加，例如大型挖掘機(jī)強(qiáng)挖刷坡是一種降低對(duì)邊坡巖石影響的有效方式。此種方式通過使用大型挖掘機(jī)進(jìn)行掃坡作業(yè)，可以減少爆破對(duì)邊坡的影響，同時(shí)提高工作效率。

3.3 優(yōu)化穿孔作業(yè)

優(yōu)化穿孔作業(yè)對(duì)于爆破施工來說至關(guān)重要，因?yàn)樗苯佑绊懙脚诳椎馁|(zhì)量和效果。通過科學(xué)的方法確定合適的孔網(wǎng)密度和間距，可確保爆破炮孔的分布均勻、布局合理。同時(shí)，在實(shí)施穿孔施工時(shí)，必須嚴(yán)格監(jiān)督工作人員依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)加以操作，確保每個(gè)炮孔的質(zhì)量符合要求。不合格的炮孔可能會(huì)對(duì)爆破作業(yè)產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至引發(fā)安全問題。因此，工作人員需要仔細(xì)檢查每個(gè)炮孔的尺寸、方位、位置等參數(shù)，與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比對(duì)。如果發(fā)現(xiàn)有不合格的炮孔，必須及時(shí)予以整改，直到其滿足所有標(biāo)準(zhǔn)和要求為止[5]。

3.4 優(yōu)化裝藥結(jié)構(gòu)

為了確定合適的炸藥用量，需要采取科學(xué)的計(jì)算方式，并綜合考慮多個(gè)因素。首先，巖石體積是計(jì)算炸藥用量的基礎(chǔ)，需要準(zhǔn)確測量或估算。其次，巖石的硬度也是一個(gè)重要因素，硬度越大，所需的炸藥用量通常也越大。此外，地質(zhì)條件也應(yīng)該加以考慮，例如地層的穩(wěn)定性、存在的裂隙等。在計(jì)算和確定炸藥用量時(shí)，必須采用精確的方法和數(shù)據(jù)，避免誤差的產(chǎn)生，以確保爆破作業(yè)的效果和安全性。為了保證炸藥在炮孔內(nèi)的均勻分布，可采取分段裝藥的方式。即將炸藥分成若干段，依次放入炮孔中，從而有效地避免炸藥集中在炮孔底部的情況發(fā)生，提高爆破效果。同時(shí)，在裝藥過程中，還需要注意裝藥的緊實(shí)程度，以確保裝藥的質(zhì)量和穩(wěn)定性。不同類型的炸藥具有不同的特性和價(jià)格，因此需要按照具體情況來確定使用哪種炸藥。一般情況下，可采取混合裝藥的方法，即在一個(gè)爆破孔中同時(shí)使用多種炸藥，這樣可以充分利用各種炸藥的特點(diǎn)，達(dá)到更好的爆破效果。為了提高爆破效果，在爆孔裝藥時(shí)可以在爆孔底端放置威力較強(qiáng)的炸藥，而在上層放置普通炸藥。這樣做的目的是讓底部的炸藥產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，能夠迅速破碎巖石，形成更好的爆破效果。而在上層放置的普通炸藥主要起到擴(kuò)展爆破范圍和加大破碎程度的作用。通過合理的裝藥結(jié)構(gòu)安排，可以充分發(fā)揮不同炸藥的優(yōu)勢，提高爆破的效果和效率。在實(shí)際操作中，需要根據(jù)具體情況來確定裝藥結(jié)構(gòu)，確保其在安全性和效果上的可行性。

3.5 優(yōu)化起爆網(wǎng)絡(luò)

在爆破施工中，優(yōu)化起爆網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。起爆網(wǎng)的設(shè)計(jì)和炮眼起爆順序選擇直接決定了爆破效果。針對(duì)不同的爆破區(qū)域，應(yīng)該結(jié)合具體情況選取最佳的起爆方式，以確保施工的高效性和安全性。

對(duì)于風(fēng)化巖與泥巖環(huán)境，一排一排孔的起爆方法被廣泛采用。此種方式施工操作簡便方便，適用于巖石產(chǎn)生巨大石塊較少的情況。通過將炮孔依次設(shè)置成一排，可以有效控制巖石的破碎范圍，減少雜散破碎并提高擠壓能力。同時(shí)，這種起爆方法對(duì)工人而言易于操作，減少了施工難度。

對(duì)于碳酸錳礦區(qū)，由于礦石結(jié)構(gòu)硬度較高，爆破之后容易形成體積較大的石塊。為了提高破碎效果，可采取斜線連續(xù)引爆法。此種方式通過設(shè)置傾斜的炮孔，并規(guī)定其具體爆破順序和時(shí)間間隔，使得巖石的破碎更為徹底。斜線連續(xù)引爆法能夠提升炮孔接近度，強(qiáng)化對(duì)巖石的破碎效果，從而達(dá)成方便開采與安裝的目標(biāo)。

針對(duì)露天邊坡的爆破作業(yè)，預(yù)裂控制爆破是一種常用的方法。通過先實(shí)行預(yù)裂孔起爆，再開展排孔爆破，可以有效減小爆破施工給邊坡穩(wěn)定性帶來的影響。這種方法能夠精準(zhǔn)控制爆破范圍，避免過度破壞邊坡結(jié)構(gòu)，最大限度地保持邊坡的穩(wěn)定性。預(yù)裂控制爆破不僅有利于減少振動(dòng)和沖擊對(duì)周邊環(huán)境的影響，同時(shí)也保護(hù)了爆破區(qū)域的工作人員安全。

4 結(jié)束語

在進(jìn)行露天采礦邊坡爆破施工時(shí)，所制定的爆破方案決定著現(xiàn)場作業(yè)人員的人身財(cái)產(chǎn)安全以及采礦區(qū)的生產(chǎn)效率，因此，在設(shè)計(jì)中必須要全面清除各方面干擾要素。施工過程中，要采用合理的斜孔爆破和裝藥結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)可行性、安全性高的爆破計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)露天采礦區(qū)邊坡的有效控制，提升爆破質(zhì)量和效率，保證采礦作業(yè)的高效率、有序?qū)嵤?，促進(jìn)采礦場經(jīng)濟(jì)效益的不斷提高。