集束药卷在露天采场最终边坡光面爆破中的应用

袁 新 华

广东十六冶建设有限公司，广东 广州 510515

露天采场是一个大型边坡工程，边坡的稳定在露天矿的安全生产中占有重要地位，光面爆破是边坡控制爆破的常用方法，通过控制爆破能量的释放，有效地控制破裂方向和破坏范围［1］，使边坡平整和稳定.在我公司承建的广东省大宝山矿业有限公司330万吨／年铜硫采场的基建剥离工程中，将Φ32 mm小药卷绑扎成集束药卷替代Φ110mm药卷实施光面爆破，在＋973～＋961台阶及其它台阶的中深孔爆破施工中取得了良好的效果.

1 被爆体概况

＋973～＋961台阶为广东省大宝山矿业有限公司330万吨／年铜硫采场基建剥离工程的扩帮工程，位于铜硫矿床下盘，是我公司承建该工程的第一个剥离台阶，围岩为中分化花岗岩，f系数6～8.台阶的西半坡为陡峭悬崖，悬崖下方为装矿站和索道运输线，必须控制爆破的振动以防巨石滚落及减少对边坡岩石的破坏和恶化作用.

2 技术参数

炮孔采用潜孔钻钻孔，钻孔直径D＝140mm，爆破台阶的高度H与露天采场的台阶高度相同，H＝12m，炮孔超深h＝1m.

最小抵抗线W光、孔距a光、线装药密度q光及单孔装药量Q光由式（1）～（4）计算［2］，不耦合系数由式（5）计算［3］.

式（1）中，K—计算系数，一般为15～25，这里取K＝15，D—钻孔直径，D＝140mm.

式（2）中，m—炮孔密集系数，一般为0.6～0.8，这里取m＝0.7.

式（3）中，K光—计算系数，中风化花岗岩的K光一般为180～360，这里取K光＝360.

式（4）中，L—炮孔长度，α为台阶坡面角，设计的台阶坡面角为63°.

式（5）中，D—钻孔直径，d药—药卷直径，光面爆破均采用不耦合装药，且不耦合系数以2～5为宜.

3 选择药卷规格及悬吊装药结构

常用的 Φ110mm／4000g／40cm 药卷，每米药卷的装药量达10000g，远大于光面爆破对线装药密度（1134g／m）的要求，且不耦合系数为140／d药＝140／110＝1.27，不能满足光面爆破对不耦合系数的要求.

若采用Φ90mm／3000g／40cm的药卷，不耦合系数为140／d药＝140／90＝1.56，且线装药密度也达不到光面爆破的要求.这种药卷在炮孔中的形态如图1所示.由图1可见，由于药卷的径向与炮孔的径向不同，爆破时爆轰波会反复冲击孔壁，对炮孔和边坡造成破坏，不能形成平整、稳定的边坡.

图1 Φ90药卷装药示意图Fig.1 Schematic diagram of cartridge chargingΦ90

采用集束药卷可克服药卷的径向与炮孔的径向不同所带来的弊端.集束药卷的制作方法是，将小药卷用扎带绑扎，再用绳索将集束药卷间隔悬吊，并以导爆索传爆（图2），集束药卷在炮孔内的装药示意图，如图3所示.由图3可见，采用这种方式装药，炮孔与药卷的径向在同一轴线上，爆轰波不会对炮孔和边坡造成破坏，有可能形成平整、稳定的边坡.

图2 Φ32mm×3集束药卷绑扎示意图Fig.2 Schematic diagram of cluster cartridge bundle Φ32mm×3

图3 Φ32mm×3集束药卷装药示意图Fig.3 Schematic diagram of cluster cartridge charging Φ32mm×3

在实际操作中，选用广东宏大增化民爆有限责任公司生产的Φ32mm／300g／35cm乳化药卷，其性能指标列于表1.将三卷乳化药卷连同导爆索用扎带绑在一起，形成一个集束药卷，用绳索每隔30 cm串联一个集束药卷，这种集束药卷的不耦合系数为140／d药＝140／（32×3）＝1.46.实际的线装药密度为1048g／m，比计算值1134g／m略小，实际单孔装药量15.3kg，实际光爆层厚度2m.爆破结果表明，采用这种集束药卷，能保证中深孔爆破所需的足够爆力，是在不耦合系数小于2的情况下进行光面爆破的大胆尝试.

表1 Φ32mm／300g乳化药卷的性能指标Table 1 Performance index of emulsification cartridge Φ32mm／300g

采用集束药卷间隔悬吊装药爆破的孔网参数列于表2.

表2 实际光面爆破的孔网参数Table 2 Parameters of hole network in actual smooth blasting

集束药卷间隔悬吊装药的爆破质量及评价标准列于表3，由表3可见，集束药卷间隔悬吊装药爆破的各项指标，符合光面爆破的质量标准.

表3 光面爆破的质量指标及评价标准Table 3 Quality indexes and evaluation standards of smooth blasting

4 结 论

将井下爆破常用的Φ32mm／300g／35cm药卷集束使用，采用间隔悬吊装药结构，应用于广东省大宝山矿业有限公司330万吨／年铜硫采场的基建剥离工程最终边坡光面爆破中，孔残痕率为80%，坡面坡率1°，符合光面爆破的质量标准，达到了对露天采场最终边坡台阶平整、稳定的要求，是对光面爆破在露天采场最终边坡施工中的一次有益的尝试.

［1］汪旭光.爆破设计与施工［M］.北京：冶金工业出版社，2011.

［2］中国工程爆破协会.中国典型爆破工程与技术［M］.北京：冶金工业出版社，2006.

［3］于亚伦.工程爆破理论与技术［M］.北京：冶金工业出版社，2004.