临界深孔控制爆破数值计算模拟及控制爆破技术应用

摘    要：义海公司大煤沟露天矿位于柴达木盆地北缘东部，达肯大板山东南，行政区属青海省海西州大柴旦镇管辖。采用井工和露天联合开采F1、F2煤层，受地形影响影响，露天矿爆破时在临近井工矿工业广场时，需要采用控制爆破技术，以保护工业广场内的建筑物及井筒，因此考虑安全经济效益，对爆破参数进行计算数值模拟，并通过现场施工进行验证。

关键词：露天开采;控制爆破;孔深;单孔装药量

大煤沟煤田位于柴达木盆地北缘东部，达肯大板山东南，行政区属青海省海西州大柴旦镇管辖。井田面积3.75平方公里，开采侏罗纪大煤沟组F1、F2煤，所采煤炭资源是自1958年以来小煤矿土法采过的残存资源。井工矿为三条斜井双翼片盘开拓，走向长壁后退式采煤法，综采放顶煤生产工艺。露天开采为一深凹小型露天矿，采用单斗挖掘机-汽车运输开采工艺。露天采场紧邻井工矿三条斜井。为保证井工矿工业广场及三条斜井安全，在临近井筒附近位置爆破时，需采用控制爆破技术，并对爆破参数进行科学计算数值模拟。

一、根据公式及爆破安全距离确定单段爆破最大装药量（以70m位置为例）

式中：R-为爆破点至副井井筒的距离，取70m; V-為一般砖房的安全振动速度，取2.3cm/s;α-为爆破地震波随距离衰减系数，取近距离系数2.0;K-为与岩石性质、地势高低、爆破方法和爆破条件有关的系数，取250。

计算的单段爆破最大药量为302.675kg。

二、根据单段爆破最大药量计算爆破规模（以4m×4m间排距为例）

单孔爆破岩石体积为：abH=4×4×10=160m3

单段爆破孔数：N=302.675÷56=5.405≈5个孔

单段爆破总装药量：Q=56×5=280kg

单段爆破规模：160×5=800m3

根据实际情况，选用毫秒爆破，每段起爆不超过5个孔，单孔装药量不超过56kg，每段装药量不超过280kg，孔外毫秒延期起爆。为防止爆破震动对工业广场建筑物造成破坏，爆破采用掘沟预裂爆破来控制爆破震动效果。

在爆破施工前，预先在距离建筑物一定距离轮廓线上开掘一道缓冲沟，缓冲沟深度5m以上，在坡脚轮廓线上预先打一排预裂孔，距预裂孔2.5m位置打一排缓冲孔，距缓冲孔4m位置开始打主爆孔，与普通爆破相比，掘沟爆破能较小爆破震动50%以上，减少爆破震动对井筒造成的损害，减小对建筑物破坏影响，有利于控制爆破影响，掘沟预裂爆破炮孔布置示意图如图1所示。

图1掘沟预裂爆破炮孔布置示意图

三、数值模拟及其效果

根据深孔爆破计算数值模拟，以爆破安全距离确定单段爆破最大装药量，进而计算出单段爆破规模，防止爆破震动造成紧邻建筑物损坏，以科学合理方式设计爆破参数，控制爆破规模，减小爆破对被保护对象有害效应，严格控制单段起爆的装药量，控制好起爆顺序，做好必要的安全防护措施，使爆破的声响、震动、飞散物、冲击波等有害效应、被爆体倾倒方向、破坏区域以及破碎物的散坍范围在允许范围以内，在露天矿控制爆破技术值得推广应用。

作者简介：姬超1988-），男，河南汝州人，工程师，现工作于义海公司大煤沟煤矿从事技术管理工作。