試論露天礦含水地層深孔爆破施工管理對策

姜德程

國家能源集團準能集團公司哈爾烏素露天煤礦穿爆隊，中國·內蒙古 鄂爾多斯 010300

1 引言

現階段，中國在礦山生產方面炸藥消耗量達到3000萬噸/年，同時呈現逐年增加趨勢，而爆破作業具有高產出與成本低的特點，受到施工單位與礦山企業青睞，而深孔爆破是礦山行業主要爆破方式。此種方式具有安全可靠、落方量大以及生產效率高等特點[1]。然而，基于含水層條件，會導致裝藥結構精度等方面受到一定影響，極易造成質量問題與安全問題。

2 露天礦含水地層深孔爆破技術

對于深孔爆破主要指鉆孔深度超出5m、直徑超出75mm的炮孔爆破技術，該爆破技術具有可以選擇綜合機械化作業以及單位鉆孔施工作業量少、生產效率高等優點，在地下開挖與露天開挖工程中具有廣泛應用。該技術在中國的鐵路項目開挖、水利工程、采礦以及礦山剝離等方面具有廣泛應用，在長期實踐應用中發現其具有綜合效益高、飛石少、開采能力突出、施工條件好等優勢。其要點如下：在含水地層爆破過程中，主要器材選擇防水性能突出的乳化炸藥；借助對起爆范圍、堵塞質量以及堵塞長度進行控制等，有效減小飛石傷害范圍；選擇毫秒延時雷管以及非電導爆管構建起爆網絡，借助對延時時間以及單段起爆量進行控制，減小爆破振動在附近結構物方面產生的影響。但是在實際應用過程中，由于含水地層自身性質，還會出現一些問題，以下介紹幾種常見爆破問題。

3 露天礦含水地層深孔爆破常見問題

3.1 塌孔

對于砂巖層與泥巖地區，因為巖石整體性較差，完成炮孔鉆鑿施工之后，地下水一般會匯集到爆孔中，產生滲流問題，對孔壁造成沖刷，極易導致塌孔問題。

3.2 裝藥缺乏連續性

開展裝藥作業時，因為孔壁長期處于地下水環境中會變得松軟，并且炸藥入孔過程中擾動孔壁，造成孔壁巖土脫落，導致裝藥缺乏連續性。

3.3 炸藥淤塞

在地下水位與爆孔較深情況下，因為炸藥入孔過程中自由下落具有較高的高度，入水過程和水面形成較大撞擊力，由于乳化炸藥形態主要是乳膠狀，進而在水面撞擊之后會導致炮孔淤塞與變形，進而造成水下位置難以順利開展炸藥裝填工作。

3.4 起爆網絡缺乏良好準爆性

對于含水地層爆破作業，因為地面具有較多淤泥與積水，極易對四通接頭造成污染，嚴重影響起爆網絡連接效果，進而造成起爆網絡的準爆性造成影響。

對此，需要進行積極有效的控制，所以論文制定了以下幾點爆破施工管理策略。

4 露天礦含水地層深孔爆破施工管控策略

4.1 爆破孔施工管理

①科學確定鉆孔深度。孔深對于炮孔裝藥量、爆破之后的根底情況等具有重要影響，可以借助公式計算孔深：

L=（H+h）/sinα。

其中，L代表孔深，單位為m；H代表臺階高度，單位為m；α代表炮孔的傾斜角，單位為°；H代表超深，單位為m。

在干燥炮孔方面，孔深即鉆孔深度，根據巖石軟硬性質的不同，有的鉆孔深度也會超深1～2m來優化爆破效果。在含水層鉆孔方面，因為孔壁會受到靜水壓影響，進行鉆孔施工作業時，并不能將巖渣全部排出孔外，最終堆積到孔底，對有效孔深產生一定影響。因此，含水層鉆孔深度需要比設計孔深大。計算公式為：

L1=1/K×[（H+h）/sinα]

其中，L1代表含水層鉆孔深度，單位m；K代表有效孔深率，單位%，通過提桿之后炮孔深度和鉆進深度比值計算K值，能夠借助試鉆獲取[2]。

②采用塑料袋對炮孔進行覆蓋處理。在鉆孔施工中，主要通過塑料袋對炮孔進行覆蓋處理，鉆機完成鉆孔作業之后，立即向廢舊炸藥袋填裝鉆渣，并覆蓋炮孔。能夠充分避免雨水進入炮孔，同時可以避免鉆渣進入炮孔中。

③鉆孔過程控制。第一是布孔，由技術負責人安排安全員、爆破員、鉆工以及技術員開展施工方法、質量管理指標以及安全措施等方面交底工作。第二，技術人員針對過程控制方法、爆破內容等方面與鉆工人員展開書面交底工作，另外，講解炮孔保護、清孔等方面標準。第三，檢查以及校驗測量器具，開展鉆孔作業前，應該檢查校驗測量器具。量角器與羅盤誤差需要控制在1°。鉆桿選擇水平尺與1m鋼板尺開展檢查工作，檢驗合格后才可以進行鉆孔施工。第四，鉆孔過程管控。爆破效果主要影響因素之一就是鉆孔質量，所以需要充分重視鉆孔施工質量，以此為基礎開展管理工作。而鉆機選擇與鉆孔質量存在較大關聯，鉆孔施工前，技術人員需要結合爆破要求，科學選擇鉆孔機具，同時反復進行調整，保證鉆孔要求得到充分滿足。一方面，提高鉆機方向精度。排距、孔距結合爆破要求選擇皮尺并借助內插法展開有效確定，禁止選擇逐孔推移加密法，借助防水油漆對孔位展開編號以及標識等處理進而實現保護。另一方面，控制鉆孔傾角。以原則角度分析，確定鉆孔傾角過程中，主要選擇鉆機量角器，基于特殊情況應該選擇羅盤進行輔助。應用羅盤方法過程中，主要將羅盤一側與鉆桿正中、上下緣等靠近，調整指針，滿足規定角度要求，對鉆桿進行調整，促使水平儀氣泡能夠處于居中狀態，鉆桿傾角就是鉆孔傾角，基于羅盤自身誤差分析，可以對上述方法進行重復，之后選擇角度均值，就是鉆孔傾角。

4.2 爆破施工前排水管理

通過排水作業，能夠充分節約防水炸藥，同時保證炸藥可以放置到孔底，在巖溶炮孔方面，通常具有涌水量大的特點，無法有效排除孔內積水，由于孔壁孔洞與裂隙產生水流，在將孔內水排除之后，會在短時間內涌現大量水，無法及時填裝炸藥，一般需要采用防水炸藥。然而，因為孔內水較多，同時炸藥無法有效下沉，并且極易發生堵孔問題，無法保證連續裝藥，導致炸藥威力無法充分發揮出來，進而影響爆破效果。同時因為炮孔填塞土而產生泥漿，無法為填塞質量提供保障，也會對爆破效果產生影響。對于含水層炮孔，開展裝藥處理前，應該借助鉆機風管吹出炮孔此種積水，以提高裝藥施工便利性與效果，完成裝藥工作后，借助巖屑開展填塞作業，對填塞質量進行優化，促使含水層炮孔填塞與裝藥等問題得到有效處理。

4.3 爆破作業施工管理

①裝藥、堵塞、網路以及網路連接檢查。爆破員接收《鉆孔驗收合格證》《爆破申請單》與炮孔大樣圖之后，技術人員應該結合具體情況組織開展技術交底與安全交底工作。爆破人員基于安全員監督下，根據設計要求開展爆破器材分發工作，同時根據《爆破設計書》等開展爆破施工。技術人員在裝藥、填塞以及網絡連接等環節展開全過程指導與監督工作，需要重點監控填塞質量、裝藥方式、填塞長度以及裝藥量等環節。若是和設計要求存在差異，則及時制定補救措施，有效控制偏差。完成裝藥以及堵塞等工作之后，安排爆破員與技術員開展一次網路檢查工作，確認沒有問題之后才允許進入下一工序。

②安全警戒。警戒點人員、警戒范圍以及警戒信號設置方面需要積極根據警戒方案開展，完成清場工作之后，指揮人員在接收警戒到位以及清場徹底等反饋信息之后，才可以將起爆信號發出，起爆員進行操作。

③爆后檢查。在爆煙完全散盡，并對安全進行全面確認之后，安排安全員、爆破員以及技術員檢查盲炮、危石、邊坡以及爆堆穩定性等問題，在確認安全之后由總指揮發送解除警戒的指令。

4.4 安全管理

①安全生產措施。一方面，建立安全生產委員會，由項目經理牽頭。委員會下設工程部、技術部、安全部等，并根據規定要求安排專職安全員開展監督工作。另一方面，積極貫徹“預防為主，安全第一”的安全方針和安全生產相關的法律法規與政策。積極執行業主安全規章制度，對安全責任制進行有效落實，始終堅持管理生產以及必須管理安全等原則，對安全施工獎懲制度進行嚴格落實[3]。

②安全技術措施。首先，根據“三同時”規定對施工臨建規劃與設計進行安全衛生與設施設置。其次，有效編制安全技術策略，同時與施工人員開展交底工作，對安全技術落實進行有效監督。最后，在電氣、爆破以及其他特種崗位方面，應該做到持證上崗，同時安排專業人員進行監督、檢查以及指導。

5 結語

對于含水層爆破施工而言，炮孔孔壁性能、爆炸性能等方面均會受到影響，所以應該積極借助采用塑料袋對炮孔進行覆蓋處理、爆破施工前排水、間隔裝藥、優化填塞質量等措施，提高爆破效果。同時積極開展安全管理與質量管理等施工管理工作，為爆破作業提供保障。