阿舍勒铜矿大孔侧崩采矿爆破后冲控制途径

高黎

（新疆哈巴河阿舍勒铜业股份有限公司 哈巴河 836700）

1 引言

阿舍勒铜矿深部采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法，炮孔为垂直下向孔，炮孔直径160mm，深度35m，孔距3.5m，排距3m。大孔爆破后因爆破后冲造成未爆破区第一排孔口处岩体垮塌，从孔口向空区形成一个大斜面，严重影响到装药安全。造成爆破后冲的因素有很多，本文从爆炸破坏机理来探讨爆破后冲的形成原因与作功过程，提出解决途径。

2 岩体爆破破坏机理

2.1 爆炸应力波作用机理

岩体介质内炸药爆炸，对岩体产生冲击荷载，这个荷载在岩体内的引起质点应力与应变的变化，以波动的形式向四周传播，当应力波达到岩体边界（自由面）时，波阻抗发生变化，应力波发生反射和透射，由压应力变为拉应力，形成拉伸波，当拉应力大于岩体的单轴抗拉强度，会造成岩体的断裂。

2.2 爆生气体气楔作用机理

岩体炸药爆炸，瞬间生产大量气体，达到原体积的800 倍，体积的瞬间膨胀，对炮孔岩壁形成急剧升高的压力，压缩粉碎周围岩石，并使周围岩体介质变形位移，产生拉应力，由于质点受到周围岩体的阻碍不平衡，会产生切应力。两种力同时作用岩体，造成岩体产生纵横交错的裂隙，爆破生成的高压气体像楔子一样侵入这些裂隙，使裂隙增大，若爆生气体压力足够大，则撕裂岩体，做抛掷运动。

3 爆破后冲产生机理

阿舍勒大孔装药采取间隔装药，间隔为1m 黄沙，每段装药长度为1m，直径为160mm，每段装药都紧贴孔壁，单段装药近似为球形药包。药包爆炸时候，由爆炸中心产生同心圆式的应力波，对爆炸中心四周围岩产生压应力。应力波传播到达临空面，由于通过临空面传播介质由岩体变为空气，阻抗大大减少，压力波发生反射变为拉应力波，对岩石产生拉应力。由于岩石抗拉强度远远小于抗压强度，造成岩石由临空面开始片剥，脱离岩体，并在高压爆生气体作用下，这一作用更加加强，高压气体使岩石内部裂隙增多、增大，岩石抗拉强度进一步减小，发生破碎，生成小块，岩石碎块飞掷。

当向前的临空面距离药包中心较远时，压力波圈在岩体里传播半径增大，对后面岩体压力会增大，作用时间变长，会损伤后面未爆岩石，生成裂隙。特别后排炮孔空腔也算一种小临空面，压力波到达后排炮孔，也会造成炮孔壁岩石发生拉伸，产生裂隙、片剥，形成贯通缝隙，发生后排炮孔堵塞、变形，甚至后排岩体脱落垮塌。

4 爆破后冲控制途径

从分析看，爆破后冲的主要原因为应力波向临空面传播的路径过大，造成爆生气体膨胀压力得不到及时卸载，遂对后排孔产生作用，造成后排岩体破裂。降低抵抗线可以解决这个问题，但是装药是临边作业，要求每次装药第一排孔距离空区边缘不能太近。所以解决爆破后冲要从调整爆破装药和调整孔网参数入手。

（1）大孔爆破每次崩矿步距为2排7m，可以减小第二排的抵抗线，并且减弱装药来解决这个问题。根据实验，第二排抵抗线由原来的3.5m 变为3m，装药间隔由原来的1m变为1.5m，未爆区垮塌现象明显改善。

（2）通过调整雷管段位，改变临空面方向甚至增加临空面，能分散爆炸的冲击压力，使岩石受到的冲击压力有更大范围卸载，并且冲击压力作用时间也会减少，这样就能保护后排未爆岩石。现实应用中，采用同排炮孔中间孔先起爆，两边孔依次对称起爆的“v”形起爆方式，这样为后响炮孔增加一个自由面，爆炸冲击力一部分向侧面分散。

5 结语

爆破后冲对采场破坏极大，经常会造成未装药孔孔口处岩体垮塌、滑落，下一炮无法装药，需要进行大孔补孔处理。本文分析爆破后冲发生机理，从分散冲击压力和减少冲击荷载作用时间两方面下手，对抵抗线和微差顺序进行优化，并在采场爆破中进行测试，得到很好效果。