淺談露天采礦生產中對深孔爆破技術的應用

馬力

摘 要：露天采礦的開采工藝具有較高的順序性，傳統開采中通常以順序開采獲取原石的進行連續式作業，相比傳統開采技術而言，深孔爆破技術在露天開采生產中具有相對較高的效率，同時該包括技術的實施成本相對較低，這使得深孔爆破技術成為目前露天采礦作業中普遍使用的技術。本文主要探討深孔爆破技術對于露天采礦作業的特色價值及常見應用，分析生產實踐終身孔爆破技術的常見問題并提出相應的改進建議。

關鍵詞：露天采礦；深孔爆破；技術特點；應用模式；問題與對策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.074

1 深孔爆破技術的特點

深孔爆破技術是相對于傳統爆破技術而言的一種土石方爆破施工技術，按照《爆破安全規程》的定義，所有土石方爆破中所采用鉆孔大于75mm、孔深大于5m的炮孔爆破法都可以被稱之為深孔爆破。具體在施工過程中，需要先修建好階梯性鉆孔，孔內填入延長藥包，施工爆破后所產生的破碎碎片塊度較低，單次爆破后能夠為后期鏟裝作業提供較為失分理想的條件。相對于傳統爆破技術而言，深孔爆破技術的爆破質量相對較高，同時整體施工成本相對較低，既能夠保證施工質量，也能夠降低爆破后的安全風險，同時對于工程成本控制也有較大的輔助作用。由于深孔爆破對于孔內炸藥量的計算精準、藥量分布均勻，同時爆破施工過程中對于炸藥質量、裝填流程和保障流程的要求相對較高，所以升空爆破施工后的整體爆破效果比較理想，相對風險更低，更適合現代化安全生產作業的基本需求。

2 深孔爆破技術在露天采礦生產中的基本應用過程

2.1 前置打孔作業

露天采礦作業中深孔爆破生產前首先應完成鉆孔作業，深孔爆破的鉆孔流程一般如下：

第一步，測定孔距。首排鉆孔一般從工作臺面邊緣開始，鉆孔間距一般應設置為抵抗線的1倍左右（±0.1），實際鉆孔安排不完全按照固定孔距標準，需要合理避開作業面巖石破碎區域、節理發育延時集中區域、巖性過渡變化顯著區域，在能夠通過孔距完全避開此類區域的情況下應當優先保證低孔距，從而保證爆破作業的小塊率。

第二步，測定底盤抵抗線。即確定首排鉆孔中線與破底線水平距離，避免抵抗線過大導致的后沖問題，同時也應注意抵抗線過小導致的孔距過小及其衍生的超標設置鉆孔問題。簡單來說抵抗線的測定要均衡參考安全保護需求、有效鉆孔數量要求和工作臺面情況。

第三步，確定是否有超深需求。超深需求一般出現在臺階水平層理偏軟的情況的下，此時可以適當超深的來規避臺底阻力，進而保證爆破效果，但不以過渡超深，避免對下層臺階造成不必要的破壞，一把建議超深不應超過底抵抗線的0.35倍。此后可按照抵抗線0.75倍左右（±0.05）的標準的確定鉆孔排距。

第四步，鉆孔。具體施工中可以選擇垂直深孔、傾斜深孔兩種方式，前者應用最為普遍，但施工難度相對更高，不過可以有效降低爆破成本，后者施工較低，但鉆孔較長，因此作業時間和作業成本偏高。一般對于露天采礦而言，垂直深孔是相對更好的選擇。

2.2 爆破生產作業

深孔爆破作業是指鉆孔工作完成后，從藥量分析到爆破執行的全部過程。其中關鍵性應用有三點：

第一，藥量分析。合適的藥量應當能夠保證單次爆破質量，最大化的降低爆破安全風險。首先，藥量應控制在合理范圍內，不能超出有效爆破效果的藥量需求上限，具體須根據開采場面巖石堅固程度、抵抗線高度和炸藥特性來選擇。其次要充分考慮是爆破過程的安全風險，在基本爆破效果下藥量上限的基礎上進一步控制藥量，但需要注意單次爆破的效能，避免重復爆破。

第二，藥包結構確認。爆破工作的對象是土石方，礦產開采中爆破工作的對象是石方，不同巖石的特性差異均有不同，應科學判斷掩飾特性并決定有效的裝藥結構。

第三，起爆流程規劃。常規深孔爆破采用較為簡單的順序爆破，這種應用方式更適合建設類項目施工，對于露天開采生產而言，深孔爆破的起爆流程可以進行適當調整，用以降低爆破成本或爆破效能。備選的爆破流程有按排順序起爆、交叉起爆、跳排橫向起爆、斜線起爆等等。

3 深孔爆破技術在露天采礦生產中的常見問題與對策

3.1 爆破質量問題

對于露天采礦作業而言，深孔爆破的質量問題通常表現為爆破穩定性，即在爆破后未達成預期爆破程度或未能向后續作業提供有效作業面。現場爆破生產與管理管理部門應做好兩個方面的工作：其一，在作業前對現場施工人員全面的技術培訓、標準講解、方案講解等，確保現場施工人員對爆破工作有更準確的認識；其二，加強作業現場指導和監督，除現場作業專員負責過程指導和安排外，還應在現場安排專門技術人員對非爆破專業基層工作者工作內容和質量進行檢查、監督，適時進行指導，規避施工標準落實問題。

3.2 生產安全問題

深孔爆破的安全性問題集中表現為爆破過程中的飛石和振動，其中對于露天采礦的作業環境來說，爆破過程中振動所造成的危害相對較小（由于周邊較少有建筑、且不存在坑體和地下支護結構，因此爆破過程中的針對通常不存在顯著危害），因此可以重點關注飛石安全風險。飛石安全風險只能進行控制，主要預防手段有四種：其一，增壓式控制手段，在所有爆破孔上方加蓋重物，避免爆破后碎石向上過量拋飛，一般可以采用砂包壓填、鉆口上方砂石壓填等手段；其二，分階段起爆，適當延長起爆間隔，避免碎石二次沖擊所產生大范圍飛石現象，保障周圍工作人員安全；第三，作業面穩定性保護，作業前可以使用專業設備對場地進行預裂開，一方面降低爆破難度，另一方面提爆破目標內部緩沖結構，降低飛石影響和覆蓋范圍；第四，設置臨時性警戒與防護裝置，提醒工作區域內其他人員自主規避風險。

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