露天礦山臺階靠幫并段中緩沖爆破技術(shù)的應(yīng)用

摘要：永久邊坡靠幫并段緩沖爆破研究工作，采用緩沖爆破主要是減小主爆炮孔的后沖和地震效應(yīng)，控制超爆，保護邊坡的穩(wěn)定;預(yù)留道路臺階緩沖爆破主要通過緩沖爆破降低爆破后沖對邊坡的破壞作用，減少邊坡浮石，避免邊坡出現(xiàn)反傾。

關(guān)鍵詞：靠幫并段;緩沖爆破;孔網(wǎng)參數(shù);裝藥結(jié)構(gòu)

露天礦山開采中，最終邊幫靠幫并段的爆破作業(yè)對邊坡的穩(wěn)定性影響較大[1-3]。如何控制爆破震動對最終邊坡的破壞，提高邊坡穩(wěn)定性，延長最終邊坡的服務(wù)年限，尤其改善邊坡巖性較差區(qū)域的靠幫并段爆破效果，是眾多礦山正在面臨的一大課題。琿春紫金琿春紫金露天礦年采礦規(guī)模為825萬噸/年，巖石硬度普氏系數(shù)為8-15，上部區(qū)域巖石硬度較低，開展預(yù)裂爆破穿孔作業(yè)施工難度較大，效率低，爆破效果較差，為解決巖性較差區(qū)域的靠幫并段爆破問題，提高永久性邊坡的穩(wěn)定性，組織開展了緩沖爆破技術(shù)在靠幫并段中的實驗與應(yīng)用。

1. 緩沖爆破技術(shù)原理分析

爆破作業(yè)主要利用炸藥爆炸瞬間釋放的大量能量對被爆體做功，達到一定的工程目的。關(guān)于炸藥爆炸破巖的機理，目前主要有3種，即沖擊波拉伸破壞理論、爆炸氣體膨脹壓破壞理論及沖擊波與爆炸氣體聯(lián)合作用理論。其中被廣泛認同的是沖擊波與爆炸氣體聯(lián)合作用理論。隨著爆破技術(shù)和相鄰學(xué)科的發(fā)展，爆破理論的研究也越來越實用化、系統(tǒng)化[4-6]。

緩沖爆破通過縮小孔網(wǎng)參數(shù)，減少單孔裝藥量及采用不耦合裝藥，降低炸藥能量釋放大小及強度，在最終邊幫形成破碎帶和破裂面或增加緩沖層厚度以使炸藥爆炸釋放能量的在傳播過程中衰減來實現(xiàn)保護邊坡的工程目的，利用緩沖爆破技術(shù)可以有效地減小主爆炮孔的后沖和爆破振動效應(yīng)，控制超爆，減少對保留巖體的損傷，維護邊坡的穩(wěn)定[7-8]。

2. 試驗優(yōu)化工作及效果

永久邊坡靠幫并段緩沖爆破共組織了三次緩沖爆破試驗，爆破效果較好，達到了靠幫并段緩沖爆破的要求，邊坡穩(wěn)定性較好。試驗區(qū)域臺階高度為12m，正常爆破孔網(wǎng)參數(shù)為3.5×4.5m，超深1.5m，緩沖爆破爆破參數(shù)如下：

1）在距邊坡線2m左右處開始布置緩沖孔，一般布置3排左右的緩沖孔，減少爆破震動對邊坡的破壞，減小預(yù)留邊幫松動的范圍，保證形成的邊坡坡面角符合設(shè)計要求，同時邊坡穩(wěn)定性達到安全要求。

2）優(yōu)化緩沖孔孔網(wǎng)參數(shù)與線裝藥密度，通過理論計算獲得緩沖孔區(qū)域的孔網(wǎng)參數(shù)及線裝藥密度，緩沖孔整體藥量相對主炮孔藥量的一半，孔網(wǎng)參數(shù)為主炮孔的0.7倍，通過爆破后分析緩沖爆破后預(yù)留邊幫松動范圍，爆堆中礦巖塊度，臺階坡面角等進一步調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)，優(yōu)化確定了緩沖孔孔網(wǎng)參數(shù)為第一排緩沖孔為主炮孔的0.6-0.7倍，第二排緩沖孔為第一排緩沖孔的0.8-0.9倍，最后一排緩沖孔為第二排緩沖孔的0.7-0.8倍，緩沖孔的線裝藥密度為主炮孔的0.4-0.5倍，同時，根據(jù)靠幫臺階的巖性情況，對于局部巖性較差的區(qū)域，進一步縮小孔網(wǎng)參數(shù)，降低線裝藥密度，降低爆破震動。

3）增大炮孔傾角，將爆破傾角由正常炮孔的75優(yōu)化為80，采用竹皮子捆綁藥包裝入孔內(nèi)，控制緩沖孔裝藥密度，降低穿孔與裝藥的施工難度。

4）優(yōu)化超深參數(shù)，主炮孔超深繼續(xù)按照普通爆破超深1.5m進行穿孔，緩沖孔孔深根據(jù)坡面角與布孔位置準確計算，采用無超深或低于0.5m的超深。

5）在經(jīng)濟效益方面，優(yōu)化后的緩沖爆破施工工藝較預(yù)裂爆破施工難度降低，施工進度加快，爆破成本大幅下降，保證了邊坡穩(wěn)定性。

3. 結(jié)論

通過露天礦山上部巖性較差區(qū)域開展靠幫并段的緩沖爆破實驗及應(yīng)用，逐步優(yōu)化了適合該礦山的緩沖爆破爆破參數(shù)及穿孔參數(shù)，在距邊坡線2m左右處開始布置緩沖孔，一般布置3排左右的緩沖孔，緩沖孔孔網(wǎng)參數(shù)為第一排緩沖孔為主炮孔的0.6-0.7倍，第二排緩沖孔為第一排緩沖孔的0.8-0.9倍，最后一排緩沖孔為第二排緩沖孔的0.7-0.8倍，緩沖孔的線裝藥密度為主炮孔的0.4-0.5倍，優(yōu)化炮孔穿孔傾角由正常炮孔的75優(yōu)化為80，優(yōu)化了超深參數(shù)，主炮孔超深繼續(xù)按照普通爆破超深1.5m進行穿孔，緩沖孔采用無超深或低于0.5m的超深。提高了緩沖爆破質(zhì)量及穿孔質(zhì)量與效率，降低了爆破對最終邊坡的破壞，減少預(yù)留邊幫松動的范圍，提高了最終邊坡的穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]汪旭光.爆破手冊[M].北京： 冶金工業(yè)出版社，2010： 25-31.

[2]周建敏，汪旭光，龔敏，趙明生，陶鐵軍.緩沖孔對爆破振動信號幅頻特性影響研究[J].振動與沖擊，2020，39（01）：240-244+280.

[3]周誼. 緩沖爆破裝藥結(jié)構(gòu)優(yōu)化及應(yīng)用[D].貴州大學(xué)，2017.

[4]樓曉明，陳鵬輝.威斯特銅礦臨近邊坡緩沖爆破技術(shù)研究[J].有色金屬（礦山部分），2015，67（05）：89-91.

[5]豐書榮.露天金屬礦山邊坡緩沖爆破技術(shù)優(yōu)化研究與應(yīng)用[J].現(xiàn)代國企研究，2016（04）：131-132.

[6]王明，高忠，簡易，郭曉強，蘇偉，劉清福.基于粒狀銨油炸藥的巷道光面爆破技術(shù)及應(yīng)用[J].黃金，2021，42（01）：46-49.

[7]鄭炳旭，張光權(quán)，宋錦泉，李戰(zhàn)軍，趙博深.露天金屬礦山邊坡緩沖爆破技術(shù)優(yōu)化研究與應(yīng)用[J].爆破，2013，30（02）：7-11.

[8]張袁娟，黃金香，袁紅.緩沖爆破減震效應(yīng)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2011，30（05）：967-973.