中深孔爆破在小型露天采石場的應用

摘 要:我國小型露天采石場普遍存在安全生產狀況較差等問題，在采石場推廣實行中深孔爆破方法開采，能有效改善礦山安全生產狀況。通過對中深孔爆破方法、爆破參數及爆破安全與防護進行介紹分析，認為小型露天采石場采用中深孔爆破具有極大的現實和經濟意義。

關鍵詞:采石場問題中深孔爆破參數安全

中圖分類號:TD57文獻標識碼:A文章編號:1674-198X(2011)06(c)-0036-01

1 小型露天采石場普遍存在的問題

小型露天采石場是指年采剝總量50萬噸以下，且工作坡面最高點與最低點的垂直距離(最大開采高度)不超過50米的山坡型露天礦山。

目前我國大部分小型露天采石場普遍存在的問題主要是:(1)開采規模小、分布范圍廣，生產工藝落后，生產條件簡陋。(2)違規生產突出，安全狀況較差。礦山開采未按開采設計進行，不分臺階和高陡邊坡開采的礦山隨處可見，一面墻和掏底崩落等嚴重違規開采的礦山還有一定程度的存在。(3)安全管理不到位，從業人員缺乏教育培訓，安全意識淡薄。礦山開采是危險性和勞動強度較大、作業環境條件較差的行業。小型露天采石場多為私營企業，從業人員多為當地人員，基本上來自農村，大多數沒有文化或文化程度較低，加之許多礦山企業沒有對從業人員進行安全教育培訓，因此，礦山從業人員的安全意識不強，安全防范能力低。(4)安全事故時有發生，安全生產形勢嚴峻。由于小型露天采石場，生產工藝落后、安全管理不到位、從業人員素質較差，因違規開采、違規作業而引發的事故時有發生。

2 中深孔爆破優點及參數介紹

針對小型露天采石場存在的安全問題，響應國家安全生產監督管理總局號召，推廣應用中深孔爆破技術。該技術具有安全保障程度高、作業條件好、開采能力大、生產效率高、爆破周期長、飛石少、爆破器材配送管理方便、綜合效益明顯提高等特點。

中深孔爆破方法:

露天淺孔爆破特指巖土開挖、二次破碎大塊時采用的炮孔直徑小于50mm、深度小于5m的爆破作業。露天深孔爆破就是炮孔孔徑大于75mm且深度在5m以上的采用延長藥包的一種爆破方法。而中深孔爆破方法是介于淺孔爆破與深孔爆破之間的以專用鉆鑿設備鉆孔作為炸藥包埋藏空間一種爆破方法，其直孔徑一般為50～250mm，孔深為5～20m，以下簡要介紹目前小型露天采石場生產實踐中較為有效實用的多排(中深)孔微差爆破參數。

(1)底盤最小抵抗線W(斜孔抵抗線):其值的大小與炮孔直徑、裝藥直徑、炸藥特性、裝藥密度、巖石可爆性、要求破碎程度和臺階高度等因素有關。

按底盤最小抵抗線W與臺階高度H的關系確定W=(0.4～0.5)H;

按鉆孔裝藥條件計算:

q1為每米鉆孔裝藥量，kg/m;

q為炸藥單位消耗量，kg/m3;

L1為裝藥長度，m;

L為鉆孔深度，m;

m為鉆孔臨近系數。

按底盤最小抵抗線W與炮孔直徑d的關系確定W=(25～45)d;

按以上三個條件計算結果，取最小值，并按作業安全條件修正:W不能小于鉆孔中心到臺階坡頂線的安全距離c，c≥2.5m～3m

(2)孔徑d、孔深L、孔距a、排距b:

孔徑d決定于鉆鑿設備。小型露天采石場多采用輕型支架式潛孔鉆機，其鉆孔直徑一般為75～100mm;

孔深L:一般為10～20m;

孔距a:指同一排炮孔中相鄰兩個炮孔的中心線間的距離。計算方式:可用底盤最小抵抗線W和鄰近系數m的乘積來計算，即a=m·W(單位:米)，臨近系數m一般取1.0～1.4。小型露天采石場中深孔爆破a值經驗取值為3～5m;

排距b:相鄰兩排炮孔間的距離。計算方式:b=(0.9～0.95)W，小型露天采石場提倡增大孔間距，縮短排間距。

炮孔排數:視最小工作平臺寬度，一般取(3～5)排。

炮孔布置形式有三角形和矩形(包括方形)。

(3)鉆孔超深L’:超深的作用，是降低藥柱中心位置，以便有利于克服臺階底部阻力。超深過小，容易產生根底;超深過大，會產生大塊，并破壞下一個臺階表面巖體的完整性，給以后鉆孔作業造成困難。超深值可按下式確定L’=(0.15～0.35)W或L’=(8～12)D。根據建材類采石場爆破經驗，一般取1.5～3m。

(4)充填長度L2:合理的充填長度和良好的充填質量對炸藥爆炸能量的充分利用，爆破質量和安全有很大的影響。充填不足或不嚴密，容易造成巖塊飛散，產生沖天炮和出現根底;填塞過大又容易在孔口部分形成大塊。充填長度可按下式確定L2=(20～25)D或L2=eW

e—充填系數，斜孔取0.9～1.0

(5)炸藥單位消耗量q和每孔裝藥量Q:

炸藥單位消耗量q:一般q=(0.15～0.6)kg/m3，軟巖取小值，硬巖取大值。

炮孔裝藥量:影響其取值的因素較多，主要因素有合理炸藥單位消耗量取值、巖石性質和地質條件、炸藥品種、裝藥結構、氣候條件、爆破方法的選擇。每孔裝藥量Q的確定，普遍采用體積公式計算

前排孔Q=qaWH

后排孔Q=qabHK

K—齊發爆破時后排孔藥量增加系數，一般取1.1～1.2

以上計算為一般常用計算方法，在實際運用過程中應根據礦山實際情況作適當的調整，以達到理想的爆破效果。

3 中深孔爆破安全與防護

(1)爆前安全

爆破器材的加工、運輸和儲存:由于小型露天采石場的特點，礦山爆破大多委托爆破公司進行爆破，爆破器材的加工、運輸和儲存由爆破公司負責。由專業技術人員負責提高了爆破器材的安全性、降低了事故發生率。

(2)爆時安全

小型露天采石場爆破藥量較小，產生的爆破地震和沖擊波影響范圍較小。爆破產生的危害主要為爆破飛石、噪聲、炮煙和揚塵。

根據《爆破安全規程》GB6722-2003，深孔爆破時個別飛石對人員的安全距離應按設計確定，但不小于200m，下坡方向的飛石安全距離應增加50%。所以小型采石場設計爆破飛石對人員安全距離一般為300m。爆破時以此范圍設置警戒，并發出聲響信號。

爆破噪聲的防護，由于礦山爆破主要以松動爆破為主，爆破藥量較小，產生的噪聲不會太大。主要采取的防護措施為:保證炮孔填塞長度及填塞質量，減小空氣沖擊波;采用多排微差爆破，減少最大一段裝藥量;設置障礙及遮蔽物降低爆破噪聲。

爆破產生的炮煙和揚塵，由于露天爆破在空曠環境中進行，炮煙和揚塵可以在空氣中稀釋、擴散、直至消失。

(3)爆后安全

放炮后應超過15分鐘，放炮員和班組長方可巡視放炮地點和情況，檢查炮窩和炮眼數是否相符。發現殘炮、盲炮，必須及時處理，嚴禁打殘孔。檢查爆堆是否穩定，有無危坡、危石。待檢查無危險后，采場工作人員方可進入采場作業。

參考文獻

[1]《采礦手冊》第二、三卷 冶金工業出版社.

[2]《爆破安全規程》(GB6722-2003).

[3]《金屬非金屬礦山安全規程》(GB16423-2006).

[4]《小型露天采石場安全生產暫行規定》(國家安全生產監督管理局第19號令).