台阶爆破岩根和大块二次处理的一种新方法

马三振 代治国 樊 涛 蔡国成 廖慧懿 张韶玉

(前进民爆股份有限公司栾川分公司)

台阶爆破是大型露天矿山常用的开采方式，爆破后形成整齐的边帮、平整的底板、岩石破碎均匀对后期铲装、运输及下一次台阶爆破都意义重大。但由于影响爆破质量多种因素的存在，爆破往往达不到理想效果，导致产生大块、岩根甚至底板大面积抬高等问题。岩根就是露天台阶爆破后残留在台阶底部,超过下部台阶水平的岩体部分；大块是爆破后局部岩石未被破碎为理想块度大小，不利于铲装、挖运工作，需要进行二次处理的岩块[1-2]。露天台阶爆破时,有无岩根和爆破大块率是衡量爆破质量优劣的一个重要指标。岩根与大块孔二次处理时的特点是炮孔浅、倾斜布置、装药量少、填塞质量难以保证，采用混装炸药车直接装药，药量难以控制，工作效率低，采用碎石料进行填塞，无法保证填塞质量，导致爆破飞石危害增加，给施工带来安全隐患。因此，探索设计一种简单的、易操作的适合于爆破后岩根和大块二次处理的装药与填塞方式显得尤为迫切。

1 工程概况

某露天金属矿山采用中深孔台阶爆破开采，台阶高度为10 m，穿孔深度为10～13 m，穿孔设备为CS165E型潜孔钻机。爆区炮孔采用底部连续柱状装药，碎石料和岩粉充填。经过长期的爆破施工总结发现，由于地质环境的特殊性和不确定性、爆破参数设计不合理、炸药爆炸能量不足、施工组织不利等因素，爆破后出现大块和岩根的几率很大，调整爆破设计参数和施工组织方式可以减少但不能避免。岩根和大块大大降低了采装运输作业，增大设备投入,增加设备故障和机件磨损，降低劳动效率，施工组织困难，同时影响下一次台阶穿孔作业[3-4]。

目前，该矿山台阶岩根及大块二次处理装药与填塞方式和主爆区方法一样，但主爆区炮孔为垂直孔、深度大，而岩根及大块二次处理炮孔多为浅眼且为倾斜孔布置，平均深度为2～3 m，炮孔倾斜角度为30°左右，每孔装药量一般为2～4 kg，不仅施工操作困难，并且人员劳动量大、工作效率低、炮孔装填质量不理想，后期爆破飞石危害难以控制[5-7]。见图1、图2。

图1 台阶爆破后产生的岩根

图2 岩根和大块炮孔二次处理装药现状

2岩根和大块处理新方式

2.1 设计思路

鉴于上述岩根孔和大块孔给现场装药和填塞带来的问题，紧紧围绕问题找方法，组织调查讨论，积极献言献策，总结现场施工经验，最终确定通过创新装药方式和改进填塞方法为突破口。

设计制作一种易于岩根孔和大块孔装药的小袋子，可以有效控制装药量，利于施工，通过把炸药装进小袋子再放入炮孔的方式，节约时间和人力投入，提高施工效率。

改变现在的直接使用岩粉和碎石料炮孔填塞的方式，通过制作一种易操作的、与炮孔直径相当的柱状填塞结构进行炮孔填塞，便于操作且能确保填塞质量。

2.2 材料选择与制作

本着材料的取材方便、有一定耐拉力和承重能力、成本低廉及操作性好的考虑，结合实际，决定采用原材料包装袋(编织袋)作为主要材料，这样既环保，又做到废物利用。

编织袋规格为50 cm×100 cm，材质为PP颗粒和聚丙烯，装药小袋子设计规格为20 cm×100 cm，缝包机型号为GK9-2型。制作过程为把编织袋从中间一分为二，沿开口边缘折叠，使用手持缝包机将中间切口封包密实。见图3。

图3 制作工具

2.3 现场实施

现场操作过程：把起爆具装入小袋子，利用输药软管将设计药量装入小袋子；将装好药量的小袋子放入炮孔；把岩粉装入编织袋人工卷成与炮孔直径相当的柱状填塞物放入炮孔，利用竹竿将其送入填塞位置。见图4。

图4 岩根及大块二次处理装药过程

3 结 语

根据岩根及大块二次处理的特点，对岩根及大块炮孔装药与填塞方式进行改进，设计一种适合于岩根和大块装药与填塞的小袋子及填塞结构。实践表明，该方法操作简便，针对性地解决了岩根和大块二次处理时装药量难于控制、施工操作繁琐、填塞质量不佳的现状。新方法使现场施工操作工序更加合理，人员劳动量大大减小，施工效率显著提高，避免了爆破飞石的产生，减少了施工中的安全隐患。为同等条件下露天采场岩根及大块二次处理炮孔装药与填塞提供了宝贵的实践经验。