預裂爆破在露天采場邊坡管理中的應用

李成志

(江西都昌金鼎鎢鉬礦業有限公司,江西 九江 332600)

隨著本露天采場采剝工作面的不斷下降，其最終邊坡高度已達30余m，因采場采用高陡幫設計，其最終邊邦高度達252m，現有爆破參數及形式，因裂隙區范圍較大，致使最終邊坡裂隙交錯、浮石、傘檐較多，隨著附近區域爆破活動的進行，經過多次的爆破振動和長時間的風雨侵蝕，最終邊坡圍巖穩固性及穩定性較差，圍巖存在脫落、失穩的風險，給下部生產作業埋下了極大的安全隱患。為此，采場永久邊坡必須在爆破時就采取減震措施，為日后邊坡管理打好基礎。

1 區域地質

礦體圍巖主要為二長花崗斑巖、花崗閃長斑巖。花崗閃長斑巖成分以斜長石為主（約占50%），其次為石英（約占30%），黑云母（約占15%）及少量鉀長石（5%）。二長花崗斑巖為灰白色，主要由石英、鉀長石及少量黑云母、斜長石組成。礦石硬度系數f=20，平均密度為2.68t/m3。

2 預裂爆破參數選擇

因預裂孔施工位置為最終邊坡，其場地受到最終平臺寬度的限制，相對來說120型潛孔鉆機外形尺寸較小、移動靈活，其對場地有更好的適應性，所以采場預裂爆破選用120型潛孔鉆機施工。

2.1 預裂孔線裝藥密度公式采用按露天礦山修訂后的公式進行計算

其公式為：

保證不損壞孔壁的線裝藥密度

保證形成貫通相鄰炮孔裂縫的線裝藥密度

通過以上公式在實踐中的運用，又總結出了線裝藥密度和孔距、孔徑及巖石的抗壓強度的關系，其線裝藥密度公式為：

Δ線—線裝藥密度，g/m；r1—炮孔半徑，mm；[R壓]—巖體的抗壓強度，MPa；a—鉆孔孔距，cm；D—炮孔直徑，mm。

2.2 預裂孔孔距a

2.3 填塞長度l1

根據以上公式，計算出鉆孔在不同孔距時的線裝藥密度：

表1 不同孔距情況下線裝藥密度

在實踐中，實際裝藥量會比公式（3）中的裝藥量大1.02-1.1倍。因爆破工程理論是經驗知識，它決定了爆破方案必須通過不斷的試驗才能摸索出適合特定項目的爆破方案，因此，通過試驗，再根據爆破效果進行參數的修正與調整，確定了如下參數。

表2 鉆孔相關參數

2.4 緩沖孔

為減小主爆區對受保護邊坡的破壞作用，在預裂孔與主爆區之間設置一排緩沖孔，以達到保護邊坡的目的。

表3 緩沖爆破孔的相關參數

2.5 主爆區孔網參數

主爆區沿用現有爆破形式及孔網參數

表4 主爆破區域鉆孔相關參數

2.6 起爆網絡設計

起爆網絡：預裂孔采用同時起爆的形式，先于主爆區炮孔100ms起爆，主爆區為了減小爆破震動對周圍環境、設備設施的影響，施工中采用逐排布孔，逐孔微差起爆方式進行起爆。

圖1 預裂爆破炮孔參數示意圖

3 結語

露天采場在144m平臺分別采用孔距為1m及1.3m參數組織了4次預裂爆破作業，處理邊坡3000余㎡，其預裂面較為完整，上部邊坡面有少量開裂，但未產生倒角現象，效果較好。

因考慮到成本因素，我們進行了預裂孔孔距為2.5m的預裂爆破實驗，其主要存在以下問題：

①距坡頂線約2m范圍內邊坡開裂嚴重，且存在倒角現象；②對預裂孔質量要求很高，因預裂孔孔距達到了2.5m，其他炮孔因孔距過大，已無法提供補償措施，坡面更容易起伏不平。③因巖石硬度較大且預裂孔裝藥量較小，坡底易出現底根現象。

露天采場通過多次試驗，共組織了1.5萬㎡預裂爆破工作，我們已基本掌握了預裂孔孔距在1.5m以下的預裂爆破參數，接下來我們將重點進行孔距在2.5m左右的預裂爆破參數定型、定量工作。目前，我們通過增加超深段藥量、儀器校準等方法，已基本消除底根現象，坡面平整度也基本符合要求，但其坡頂倒角現象還沒有得的明顯改善，這將是我們下一步努力的方向。