浅析露天采矿边坡控制性爆破施工技术

戴新华 于天阳

扎鲁特旗扎哈淖尔煤业有限公司 内蒙古扎鲁特旗 029100

露天采矿爆破施工中，成本控制、边坡控制等均非常关键。爆破成本的控制，对于整个采矿成本的有效控制具有推动效应。故此，在爆破施工准备前期，要求全面运用爆破技术方法，包括装药结构、炸药选择、堵塞方式以及整个爆破网络等。与此同时，爆破过程并非完全依照预期来进行，往往还会出现很多影响采矿场边坡安全与稳定的不利因素。比如像常见的一些爆破后缺陷，边坡结构、岩土性质、深孔爆破后产生的震动等。

1 影响露天爆破的原因

露天爆破作业受到的制约因素是多方面的，针对各方面的特别之处，主要从以下几个方面分析：

第一，没有依据规定测验爆破器材。在自然现象的影响下，工业产品通常会在生产、运输和储藏的过程，被外界的温度、干湿程度以及光照条件等因素影响，从而发生物理性质、化学性质的变化，进而影响到产品内部，导致其原有的性质发生改变，从而影响产品的存放以及使用效果。因此，必须在使用产品之前进行检验，检验其是否符合各项标准，例如导爆管的外观、传爆的可靠性及速度，电雷管的外观、电阻以及毫秒延期时间、电流的串联情况以及爆力等。如若发现问题，需立即处理，避免影响后期使用。

第二，参数设计不当。在进行爆破工作之前，要掌握施工的钻探情况，并对现有设备进行检验，在此基础下做好调查工作，深入了解爆破点及周边地区的地质条件，以便及时掌握突发状况。遇到复杂的地质条件，依照科学规定和标准，设置合理参数，从而提高爆破工作的安全性。

第三，边坡不稳定。比如，在施工的过程中，要考虑到爆破操作的安全隐患，在处理过程中严格按照现有的开采原则进行。

2 露天深孔台阶爆破技术

2.1 微差爆破技术

微差爆破作用原理包括：（1）应力波叠加作用；（2）增加自由面作用；（3）岩块相互碰撞作用；（4）减少爆破震动作用；（5）控制爆堆形状作用。微差时间的选择主要与岩石的性质，阻力线，减震要求和起爆设备有关，金露天矿中常用的微差间隔时间取值硬岩石采用较小的值，软岩可以选择较大的值。

2.2 光面爆破技术/预裂爆破技术

露天开采到最终境界时，爆破工作涉及保护边坡稳定性的问题。在爆破过程中，生产规模越大，露天爆破岩石量和炸药的使用量就越大，对边坡的稳定性造成的影响也更为严重，因此，我们必须通过合理的爆破技术减少对边坡的破坏。光面爆破和预裂爆破是一种简单易行的技术措施，除确定孔距、装药密度、不耦合系数等参数外，更需要在施工过程中严格控制钻孔、装药和堵塞操作。

2.3 留渣挤压爆破

留渣挤压爆破是在爆破前保留一定厚度的爆渣，对爆破进行挤压，使破碎的岩块产生破碎和挤压，形成再次破碎，阻碍岩体裂隙的发展，延长爆破的作用时间，由此达到提高炸药能量利用率，使爆渣块度均匀，减少大块根底的目的。由于不要求爆破后清除堆渣，可以连续地进行爆破，减少了停产等待、爆破设备转移等时间，提高生产效率。但是，留渣挤压爆破也存在以下几个问题：（1）一般情况下会有隆起现象存在，当隆起较大的时候，会影响挖掘机的安全运行；（2）看不清岩性和地质条件，给设置孔网参数增加困难；（3）单耗较清渣爆破有所增加。所以在爆破过程中为了解决这些问题要尽量做到：第一，减少渣体的堆放时间；第二，延长最后一排孔的起爆时间，增加岩石的位移；第三，增加第一排孔的装药量，每排增加；第四，严格测量验收工作，确保底盘抵抗线满足设计要求；第五，根据爆堆的松散程度，及时调整留渣的厚度，保证第一排孔的爆破质量。

2.4 强化穿孔作业管理

确定合理孔网参数，提高爆破炮孔质量。穿孔质量的好坏直接影响到爆破效果，加强穿孔作业管理，是保证爆破成功的前提。穿爆工作由采矿技术人员专管，根据爆区岩性结合采装设备类型，确定合理的孔网参数进行设计，并监督钻工严格按设计施工，确保孔向（自由面）、孔位、孔深达到要求。采取爆前系统验收制度，对不合格或废孔的，不计产量并要求补钻。爆破炮孔质量得到较大保障。

2.5 优化选择起爆网络

起爆网络设计非常重要，炮孔起爆顺序的确定更为关键，其合理性对爆破效果有着直接影响，因此每次爆破都要根据实际情况来选择最优的起爆方式。对松软的风化岩及泥岩，使用逐排孔内微差起爆，由于此类岩石爆破不易产生大块与根底，采装工作对爆破要求不高，装药及网络布设操作较简单，方便工人施工。碳酸锰矿石因对大块率要求高，原生岩较坚硬，采取斜线顺序起爆，提高炮孔的临近系数，以增大孔距、缩小抵抗线的爆破技术，增大爆破漏斗角，开创弧形爆破界面，增强了反射拉伸应力波作用，加强岩石的破碎程度，改善爆破质量，此起爆网络爆堆集中且平缓，块度均匀，破碎较好，不产生根底，便于采装作业。对于露天边坡的爆破，采取位于边坡界线处，采用小孔距、多钻孔、少装药，实行预裂控制爆破，先起爆预裂孔，后按自由面方向顺序逐排孔内微差起爆，减少主爆区爆轰波与爆震对边坡岩层破坏，确保了边坡的完整稳定。

2.6 边坡控制性分析

露天采矿工程在爆破作业时的大体参数，包括炸药量、岩石坚固系数等。如上，简言之，边坡控制性爆破，早期的勘查、计划、数据统计与分析很有必要，也是近几年国内煤矿企业普通采用的一种综合模式。通过测算分析出单位炸药量与待爆破矿区岩石坚固性的关系，然后即可按照硝铵炸药的标准来配置炸药量并优化炸药结构。

3 结语

简而言之，爆破作为露天采矿的主要过程，至关重要，对台阶爆破的研究应不断深入，提高爆破技术，确保露天采矿工程安全、持续进行。