露天礦含水地層深孔爆破施工管理探討

郝飛

中核華興機(jī)械化工程有限公司 江蘇揚(yáng)州 225000

當(dāng)前，我國(guó)礦山生產(chǎn)和工程施工領(lǐng)域年度消耗炸藥量已超過300萬噸，且目前仍在逐年大幅度增加，爆破作業(yè)因其低成本、高產(chǎn)出等特點(diǎn)，廣受礦山和施工單位青睞，在生產(chǎn)和建設(shè)領(lǐng)域的重要性日漸增加。

1 含水地層概述

含水地層指透水性能好、空隙大的巖石以及卵石、粗沙、疏松的沉積物和富有裂隙的巖石、巖溶發(fā)育的巖石等儲(chǔ)有地下水的透水層。在地質(zhì)學(xué)上含水層常指土壤通氣層以下的飽和層，其介質(zhì)孔隙完全充滿水分。

2 含水地層對(duì)爆破環(huán)境的影響

對(duì)于土石方爆破而言，含水地層主要爆破對(duì)象指在地下水位以上的砂性巖層、泥巖或者巖層破碎、斷裂帶較多的巖體。由于含水層中的水在炮孔鉆鑿和土石方開挖時(shí)破壞了其平衡狀態(tài)，周圍的靜態(tài)水會(huì)流入炮孔或者基坑內(nèi)，造成炮孔坍塌和地面積水，使得爆破作業(yè)環(huán)境變受到影響，進(jìn)而影響爆破作業(yè)安全和施工質(zhì)量。地下水是深基坑開挖和露天礦生產(chǎn)中最常見的難點(diǎn)問題，它給爆破、開挖、運(yùn)輸和道路維護(hù)等工作帶來許多困難。

3 深孔爆破技術(shù)

深孔爆破是指鉆孔直徑大于75mm、孔深大于5m的炮孔爆破技術(shù)，它具有單位鉆孔量小和炸藥單位耗量低、生產(chǎn)效率高和便于采用綜合機(jī)械化施工等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于露天和地下開挖工程。深孔爆破技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)廣泛采用的用于礦山剝離、采礦、水利工程及鐵路開挖等工程的主要爆破方式，具有安全保障程度高，作業(yè)條件好，開采能力大，生產(chǎn)效率高，爆破周期長(zhǎng)、飛石少，爆破器材配送管理方便、綜合效益高等特點(diǎn)。

4 深孔爆破施工步驟

深孔爆破施工工藝流程主要包含如下幾個(gè)步驟：

（1）布孔：根據(jù)不同的巖性條件和臨空面分布情況選擇合適的爆破孔網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行炮孔布設(shè)、做好標(biāo)記。

（2）鉆孔、驗(yàn)孔：布孔后，對(duì)鉆機(jī)手進(jìn)行交底，安排鉆機(jī)鉆鑿炮孔。鉆孔完成后由技術(shù)人員牽頭檢查孔位、深度、傾角等是否符合要求，認(rèn)真檢查記錄孔內(nèi)有無堵孔，孔內(nèi)積水深度等情況。

（3）藥量設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)際孔深、孔數(shù)和設(shè)計(jì)單耗計(jì)算炸藥用量，按需求訂購(gòu)和配送炸藥至施工現(xiàn)場(chǎng)。

（4）裝藥：按照爆破設(shè)計(jì)控制每孔的裝藥量。出現(xiàn)堵孔時(shí)，如未下起爆藥包，可用竹竿或木桿搗通。

（5）堵塞：一般采用鉆孔巖粉和粘性土填塞，保證堵塞長(zhǎng)度，確保不發(fā)生沖孔。

（6）聯(lián)網(wǎng)：敷設(shè)起爆網(wǎng)路，雷雨季節(jié)宜采用非電起爆系統(tǒng)。

（7）防護(hù)和警戒：有必要時(shí)，可在起爆區(qū)周圍設(shè)置必要的防護(hù)，防止爆破飛石、沖擊波等傷人，確保人員安全，防護(hù)到位后按設(shè)計(jì)要求的范圍進(jìn)行人員疏散和警戒。

（8）起爆：在保證各項(xiàng)技術(shù)及安全措施達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后進(jìn)行起爆。

（9）安檢和解除警戒：起爆后，必須耐心細(xì)致的檢查是否有盲炮等危險(xiǎn)因素遺留，以防發(fā)生事故，確認(rèn)安全后方可解除警戒。

5 含水地層爆破常見難題

（1）塌孔：在泥巖和砂巖地區(qū)，由于巖石整體性不佳，炮孔鉆鑿?fù)瓿珊螅叵滤诳讌R集形成滲流，沖刷孔壁，容易引發(fā)塌孔。

（2）裝藥不連續(xù)：裝藥過程中，由于孔壁受地下水影響變得松軟，炸藥入孔時(shí)對(duì)孔壁造成擾動(dòng)，導(dǎo)致孔壁巖土調(diào)入孔內(nèi)，造成裝藥間隔、不連續(xù)。

（3）炸藥淤塞：當(dāng)炮孔較深、地下水位較深時(shí)，由于炸藥入孔時(shí)的自由下落高度較高，在入水時(shí)容易與水面產(chǎn)生較大的撞擊力，因?yàn)榉浪榛ㄋ帪槿槟z狀，會(huì)在水面處受激產(chǎn)生變形、淤塞炮孔，導(dǎo)致水下位置無法裝填炸藥。

（4）起爆網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)爆性不佳：含水地層施工時(shí)，地面積水和淤泥較多，容易污染四通接頭，對(duì)于爆破網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接質(zhì)量有較為明顯的影響，容易導(dǎo)致起爆網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)爆性降低。

（5）拒爆和殘藥：由于裝藥結(jié)構(gòu)不連續(xù)或者起爆網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量不佳容易導(dǎo)致起爆時(shí)發(fā)生拒爆或者炮孔內(nèi)殘留未爆殘藥卷。

（6）沖孔：含水炮孔堵塞時(shí)，地下水容易泡軟堵孔巖粉和粘土，降低堵塞質(zhì)量，起爆時(shí)，炮孔內(nèi)水容易受爆破能量激發(fā)，產(chǎn)生射流而沖孔，引發(fā)安全隱患。

（7）爆破效果差：由于拒爆、沖孔、裝藥深度不夠、不連續(xù)等情況發(fā)生，爆破能量對(duì)周邊巖體的做功效率較低，導(dǎo)致巖石粉碎效果不佳，大塊多，總體爆破效果差。

6 含水地層爆破工藝控制措施

根據(jù)露天爆破炸藥裝藥做功的原理和微差起爆的一般技術(shù)要求，錫林浩特項(xiàng)目部在勝利東二號(hào)露天煤礦實(shí)施爆破作業(yè)時(shí)，根據(jù)前期含水地層爆破出現(xiàn)的大塊、沖孔等爆破效果不佳的現(xiàn)實(shí)情況下，多次進(jìn)行了技術(shù)總結(jié)和參數(shù)調(diào)整，最終通過從如下幾個(gè)方面入手進(jìn)行工藝控制，爆破施工安全管理和成品質(zhì)量控制都得到了較大的提升：

（1）控制成孔后的裝藥時(shí)間：在巖石穩(wěn)定性不佳的區(qū)域進(jìn)行含水地層爆破施工時(shí)，成孔后及時(shí)組織裝藥填塞，由于成孔時(shí)間短，塌孔率相對(duì)較低、孔壁穩(wěn)定，有效的保證了炸藥裝填質(zhì)量。

（2）做好炮孔復(fù)查和布孔工作：每個(gè)炮孔裝藥前，要求爆破作業(yè)人員對(duì)孔深進(jìn)行復(fù)核，對(duì)于出現(xiàn)堵孔的情況及時(shí)用竹木棍疏通，當(dāng)堵塞較深，無法疏通時(shí)及時(shí)報(bào)告技術(shù)人員安排透孔或補(bǔ)孔，保證了炮孔的成孔質(zhì)量。

（3）采用繩索吊裝的方式進(jìn)行裝藥：在炮孔較深、地下水位較深時(shí)，使用繩索將單節(jié)乳化炸藥吊裝入孔，待炸藥緩緩裝入水面以下后再松索下沉，降低了決藥卷從高處墜落與水面產(chǎn)生的撞擊力，減少炸藥淤塞的情況。

（4）選用水穩(wěn)性好的材料堵孔：水孔爆破時(shí)，堵孔材料優(yōu)先選用水穩(wěn)定性良好的砂性填料，減少了巖粉堵孔時(shí)受水泡產(chǎn)生的漿化，提升了堵孔質(zhì)量。

（5）控制操作質(zhì)量：要求炮工堵孔過程中細(xì)致操作，不傷到雷管腳線，以免影響傳爆性能，為保證堵塞質(zhì)量，水孔堵孔時(shí)適當(dāng)增加填塞高度以避免沖孔，增加了爆破能量做功的效率。

（6）減少四通網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接：含水地層爆破采用四通聯(lián)接時(shí)，接頭位置容易受水和淤泥浸泡而失效，因此起爆網(wǎng)絡(luò)盡量采用防水雷管聯(lián)接，并將接頭墊放在干燥的位置，有效提升了傳爆網(wǎng)絡(luò)的可靠性。