预裂爆破在露天采场边坡管理中的应用

李成志

(江西都昌金鼎钨钼矿业有限公司,江西 九江 332600)

随着本露天采场采剥工作面的不断下降，其最终边坡高度已达30余m，因采场采用高陡帮设计，其最终边邦高度达252m，现有爆破参数及形式，因裂隙区范围较大，致使最终边坡裂隙交错、浮石、伞檐较多，随着附近区域爆破活动的进行，经过多次的爆破振动和长时间的风雨侵蚀，最终边坡围岩稳固性及稳定性较差，围岩存在脱落、失稳的风险，给下部生产作业埋下了极大的安全隐患。为此，采场永久边坡必须在爆破时就采取减震措施，为日后边坡管理打好基础。

1 区域地质

矿体围岩主要为二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩。花岗闪长斑岩成分以斜长石为主（约占50%），其次为石英（约占30%），黑云母（约占15%）及少量钾长石（5%）。二长花岗斑岩为灰白色，主要由石英、钾长石及少量黑云母、斜长石组成。矿石硬度系数f=20，平均密度为2.68t/m3。

2 预裂爆破参数选择

因预裂孔施工位置为最终边坡，其场地受到最终平台宽度的限制，相对来说120型潜孔钻机外形尺寸较小、移动灵活，其对场地有更好的适应性，所以采场预裂爆破选用120型潜孔钻机施工。

2.1 预裂孔线装药密度公式采用按露天矿山修订后的公式进行计算

其公式为：

保证不损坏孔壁的线装药密度

保证形成贯通相邻炮孔裂缝的线装药密度

通过以上公式在实践中的运用，又总结出了线装药密度和孔距、孔径及岩石的抗压强度的关系，其线装药密度公式为：

Δ线—线装药密度，g/m；r1—炮孔半径，mm；[R压]—岩体的抗压强度，MPa；a—钻孔孔距，cm；D—炮孔直径，mm。

2.2 预裂孔孔距a

2.3 填塞长度l1

根据以上公式，计算出钻孔在不同孔距时的线装药密度：

表1 不同孔距情况下线装药密度

在实践中，实际装药量会比公式（3）中的装药量大1.02-1.1倍。因爆破工程理论是经验知识，它决定了爆破方案必须通过不断的试验才能摸索出适合特定项目的爆破方案，因此，通过试验，再根据爆破效果进行参数的修正与调整，确定了如下参数。

表2 钻孔相关参数

2.4 缓冲孔

为减小主爆区对受保护边坡的破坏作用，在预裂孔与主爆区之间设置一排缓冲孔，以达到保护边坡的目的。

表3 缓冲爆破孔的相关参数

2.5 主爆区孔网参数

主爆区沿用现有爆破形式及孔网参数

表4 主爆破区域钻孔相关参数

2.6 起爆网络设计

起爆网络：预裂孔采用同时起爆的形式，先于主爆区炮孔100ms起爆，主爆区为了减小爆破震动对周围环境、设备设施的影响，施工中采用逐排布孔，逐孔微差起爆方式进行起爆。

图1 预裂爆破炮孔参数示意图

3 结语

露天采场在144m平台分别采用孔距为1m及1.3m参数组织了4次预裂爆破作业，处理边坡3000余㎡，其预裂面较为完整，上部边坡面有少量开裂，但未产生倒角现象，效果较好。

因考虑到成本因素，我们进行了预裂孔孔距为2.5m的预裂爆破实验，其主要存在以下问题：

①距坡顶线约2m范围内边坡开裂严重，且存在倒角现象；②对预裂孔质量要求很高，因预裂孔孔距达到了2.5m，其他炮孔因孔距过大，已无法提供补偿措施，坡面更容易起伏不平。③因岩石硬度较大且预裂孔装药量较小，坡底易出现底根现象。

露天采场通过多次试验，共组织了1.5万㎡预裂爆破工作，我们已基本掌握了预裂孔孔距在1.5m以下的预裂爆破参数，接下来我们将重点进行孔距在2.5m左右的预裂爆破参数定型、定量工作。目前，我们通过增加超深段药量、仪器校准等方法，已基本消除底根现象，坡面平整度也基本符合要求，但其坡顶倒角现象还没有得的明显改善，这将是我们下一步努力的方向。