阿舍勒銅礦大孔側崩采礦爆破后沖控制途徑

高黎

（新疆哈巴河阿舍勒銅業股份有限公司 哈巴河 836700）

1 引言

阿舍勒銅礦深部采用大直徑深孔階段空場嗣后充填采礦法，炮孔為垂直下向孔，炮孔直徑160mm，深度35m，孔距3.5m，排距3m。大孔爆破后因爆破后沖造成未爆破區第一排孔口處巖體垮塌，從孔口向空區形成一個大斜面，嚴重影響到裝藥安全。造成爆破后沖的因素有很多，本文從爆炸破壞機理來探討爆破后沖的形成原因與作功過程，提出解決途徑。

2 巖體爆破破壞機理

2.1 爆炸應力波作用機理

巖體介質內炸藥爆炸，對巖體產生沖擊荷載，這個荷載在巖體內的引起質點應力與應變的變化，以波動的形式向四周傳播，當應力波達到巖體邊界（自由面）時，波阻抗發生變化，應力波發生反射和透射，由壓應力變為拉應力，形成拉伸波，當拉應力大于巖體的單軸抗拉強度，會造成巖體的斷裂。

2.2 爆生氣體氣楔作用機理

巖體炸藥爆炸，瞬間生產大量氣體，達到原體積的800 倍，體積的瞬間膨脹，對炮孔巖壁形成急劇升高的壓力，壓縮粉碎周圍巖石，并使周圍巖體介質變形位移，產生拉應力，由于質點受到周圍巖體的阻礙不平衡，會產生切應力。兩種力同時作用巖體，造成巖體產生縱橫交錯的裂隙，爆破生成的高壓氣體像楔子一樣侵入這些裂隙，使裂隙增大，若爆生氣體壓力足夠大，則撕裂巖體，做拋擲運動。

3 爆破后沖產生機理

阿舍勒大孔裝藥采取間隔裝藥，間隔為1m 黃沙，每段裝藥長度為1m，直徑為160mm，每段裝藥都緊貼孔壁，單段裝藥近似為球形藥包。藥包爆炸時候，由爆炸中心產生同心圓式的應力波，對爆炸中心四周圍巖產生壓應力。應力波傳播到達臨空面，由于通過臨空面傳播介質由巖體變為空氣，阻抗大大減少，壓力波發生反射變為拉應力波，對巖石產生拉應力。由于巖石抗拉強度遠遠小于抗壓強度，造成巖石由臨空面開始片剝，脫離巖體，并在高壓爆生氣體作用下，這一作用更加加強，高壓氣體使巖石內部裂隙增多、增大，巖石抗拉強度進一步減小，發生破碎，生成小塊，巖石碎塊飛擲。

當向前的臨空面距離藥包中心較遠時，壓力波圈在巖體里傳播半徑增大，對后面巖體壓力會增大，作用時間變長，會損傷后面未爆巖石，生成裂隙。特別后排炮孔空腔也算一種小臨空面，壓力波到達后排炮孔，也會造成炮孔壁巖石發生拉伸，產生裂隙、片剝，形成貫通縫隙，發生后排炮孔堵塞、變形，甚至后排巖體脫落垮塌。

4 爆破后沖控制途徑

從分析看，爆破后沖的主要原因為應力波向臨空面傳播的路徑過大，造成爆生氣體膨脹壓力得不到及時卸載，遂對后排孔產生作用，造成后排巖體破裂。降低抵抗線可以解決這個問題，但是裝藥是臨邊作業，要求每次裝藥第一排孔距離空區邊緣不能太近。所以解決爆破后沖要從調整爆破裝藥和調整孔網參數入手。

（1）大孔爆破每次崩礦步距為2排7m，可以減小第二排的抵抗線，并且減弱裝藥來解決這個問題。根據實驗，第二排抵抗線由原來的3.5m 變為3m，裝藥間隔由原來的1m變為1.5m，未爆區垮塌現象明顯改善。

（2）通過調整雷管段位，改變臨空面方向甚至增加臨空面，能分散爆炸的沖擊壓力，使巖石受到的沖擊壓力有更大范圍卸載，并且沖擊壓力作用時間也會減少，這樣就能保護后排未爆巖石。現實應用中，采用同排炮孔中間孔先起爆，兩邊孔依次對稱起爆的“v”形起爆方式，這樣為后響炮孔增加一個自由面，爆炸沖擊力一部分向側面分散。

5 結語

爆破后沖對采場破壞極大，經常會造成未裝藥孔孔口處巖體垮塌、滑落，下一炮無法裝藥，需要進行大孔補孔處理。本文分析爆破后沖發生機理，從分散沖擊壓力和減少沖擊荷載作用時間兩方面下手，對抵抗線和微差順序進行優化，并在采場爆破中進行測試，得到很好效果。