抚顺东露天矿爆破效果不良的原因分析及预防措施

姜汉磊

（抚顺矿业集团东露天矿，辽宁 抚顺 113003）

爆破作业后产生的根底、硬帮等不良后果对采装电铲的安全作业和装车效率影响巨大。进入2020年以来，东露天矿207、109、煤5 等采区在采掘过程中相继出现爆破根底、硬帮等爆破不良问题，最大的根底长度超过100 m，高度超过3 m，严重影响电铲采装安全，制约电铲装车效率发挥，每班装车回数受到一定影响，甚至出现过电铲中断生产事故的发生。因此，尽快找出爆破不良产生的原因，制定出切实可行应对措施，消除爆破不良对电铲安全、高效作业的不利影响，已是摆在专业技术人员面前的一项必须攻克的难题。

1 抚顺东露天矿穿爆工序中存在问题

东露天矿穿孔作业由采剥段穿孔队承担，使用穿孔设备为YQ-150A 型回转钻机和SWDD-165 钻机2 种，在册钻机台数10 台，其中YQ-150A 钻机7台，SWDD-165 钻机3 台。钻孔验收工作由矿质量监察科承担。东露天矿爆破作业外包给毅山爆破公司，该公司负责爆破设计的制定，爆破作业施工及产生根底、硬帮、大块等爆破不良后果的处理工作。

1.1 钻孔工序存在问题

1）逐孔验收无法保证。东露天矿使用钻机10 台，包机组7 个，在钻机完好情况下，理论上每班可以有10 个采区会进行钻孔作业（钻机发生临时性的内外障或紧急工程需要时，包机组可以临时调往另1 个闲置钻机作业，此时2 个钻机都会产生作业量）。质量监察科验孔人员白班作业，负责验孔工作人员仅有2 人，因此要保证每天完成7～10 个采区都做到逐孔验收验孔是无法完成的（东露天矿采场约12 km2，台阶多达16 个，水平高差130 m，坑下采场只能靠步行，1 d 内无法实现对7～10 个采区进行逐孔验收）。因此验孔工作只能采用抽查方式，抽查钻机，抽验钻孔。抚顺东露天矿地表水系丰富[1]，受地表水系补给，台阶含水量偏大，塌孔、废孔现象十分普遍。

2）补孔作业执行不到位。质量监察科现场验收钻孔后，给穿孔队下发验孔单，对检查过程中验出孔深不合格钻孔扣除钻孔延米量，性质恶劣的按照验孔制度进行追加处罚。验收过程中，执行制度偏重于对钻机作业量的扣罚，但对出现不合格钻孔进行补孔作业的要求执行还不到位。

3）钻孔与爆破作业接续。东露天矿钻机作业按照穿孔延米量计算工资。因此，有时采区爆破量充足情况下，计划员为了保证钻机延米作业量需求，也会要求爆破公司设计人员进行点孔，备打钻孔，此部分炮孔往往爆破需求不是很紧迫。东露天矿在册10 台钻机，包机组7 个，每天同时穿孔作业的采区有7～10 个。毅山爆破公司有4 个爆破小组，去除正常轮休，基本可以保证每天3 个小组作业。此种状况下，有的钻孔区域在钻孔结束后会有几天无法爆破的现象出现。特别是提前打备孔区域，有时待爆时间会更长。如果待爆台阶含水大，钻孔极易造成塌孔，爆破后爆破质量难以保证。

4）成孔困难区域穿爆破作业配合不当。东露天矿台阶含水量大，存在钻孔成孔困难区域。如北帮E5800～E6500 区间（上部为回填4#地面湖区域）和E8200～E9000 区间（上部为回填耿家街地面湖区域）的绿土台阶，西区E5800～E6300 区间坑底的掘沟区域（东露天矿南帮西区还未到界，目前已成为高达100 m 的大坡面，南帮坡面汇水都汇集到坑底，坑底富矿含水量大）。这些区域钻孔，基本上全孔都为水孔，成孔率低，成孔后钻孔后塌孔速度快，如果爆破不及时，瞎孔占比大。冬季作业时，水孔存在时间长，还易发生冻孔现象，如果爆破作业时透不开炮孔，炮孔也会成为瞎孔。矿规定钻孔完毕后爆破作业必须在3 d 内完成，如超过3 d 不爆破，出现瞎孔，责任由爆破作业单位承担。但在上述区域，有时会出现钻孔后量孔合格，1～3 d 内出现塌孔甚至瞎孔。

1.2 爆破工序存在问题

1）模式化制定爆破设计。东露天矿在西路天矿爆破作业基础上总结出一套经验数据[2]（钻机使用YQ-150A 型钻机和SWDD-165 钻机2 种，钻孔直径为150 mm 和165 mm）。毅山公司设计人员在做爆破设计过程中基本都依照此经验数据参数进行爆破设计。但随着开采深度增加，特殊地质条件区域增多，多种因素对爆破作业质量影响逐渐显现。例如E6500～E7500 区间含绿土台阶含泥灰岩夹层区域，由于泥灰岩硬度远远大于绿土，此时按照经验参数爆破，单耗偏小，爆破后易出现根底；绿土与富矿交界台阶，由于上部绿土硬度比下部富矿硬度大，爆破后台阶上部易出现大块。在有特殊地质条件影响区域爆破，依然机械化的照搬经验数据制定爆破设计，造成下爆破作业后产生爆破根底和大块等不良爆破效果经常发生。

2）爆破现场操作不当。根据现场作业实际情况分析，爆破施工过程中对爆破质量影响比较大的工序主要集中在水孔装药和水孔填塞2 个环节：①含水炮孔装药过程中药包装不到孔底情况：按照规程装水孔时需要使用炮杆辅助装药，但在相对较大规模爆破作业时，由于使用炮杆装药效率相对较低，有的施工人员不愿使用炮杆作业，因此炮孔装堵及炸药装不到底现象时有发生，装药人员不检查不到位直接填塞爆破后炮孔承担爆破面积易产生根底；②填塞物料质量差问题:东露天矿爆破填塞一般使用钻机钻孔吹出岩渣进行填塞，但在冬季，钻机钻水孔吹出岩渣由于寒冷一般都形成冻块，此时作业人员用含有冻块岩渣填塞含水炮孔，填塞物料遇到孔内水时，物料融化成泥浆，填塞压力不够，爆破时易产生冲炮，产生冲炮区域爆破后容易产生根底[3]。

3）前次爆破作业平盘残留根底。按照东露天矿与毅山爆破签订协议，爆破后产生根底如果机械设备能够处理情况下，由采剥段出设备，毅山爆破公司出人员指导设备处理,因此在处理根底作业时往往存在一定扯皮现象。有时没设备，有时没有指导人员，因此造成前次根底往往得不到及时处理。东露天矿采用铁道运输系统，线路移设作业由工务段承担，遇到爆破根底影响线路移设时，工务段会出动推土机对影响线路移设的铁道线路下部区域根底进行处理，但对平盘遗留根底不做处理，因此平盘根底往往就遗留下来得不到处理。平盘留有根底时，下一幅电铲采掘作业遇到根底时，即使采掘带已经爆破，但是电铲受限于采装规格，也得随平盘遗留爆破根底形状跨过前次遗留爆破根底，即采掘后遗留根底增加1 个采掘带的宽度[4]。

2 预防措施

2.1 钻孔工序预防措施

1）采用验孔与爆破作业结合验孔模式，一作业，一验孔。减少验孔频次，增大单次验孔数量，节约验收人员行走时间。按照每天爆破作业基本保持在3处的作业规模，提前1～2 d 对待爆区域集中验孔。这样每天需验孔采区理论上可减少到3 处，减少原有验孔模式监察人员验收采区数量，减少变换采区检查所需的步行距离，增加了单个采区验孔作业时间，可以实现对钻孔的逐孔验收。杜绝因抽检造成不合格钻孔漏检的情况发生，减少爆破作业时不合格钻孔对爆破质量的影响[5]。

2）质量监察科重新修订钻孔验收制度，重点对执行补孔作业程序进行补充说明。验出不合格钻孔时，验收人员要向穿孔队下发验孔通知单，作业单要标明不合格钻孔数量和位置，穿孔队要按照通知单要求及时组织补孔作业。补孔后质量监察科要进行二次验孔。验收制度中增加对补孔作业的处罚条款，对执行补孔作业不负责人员进行处罚。督促作业人员增强责任心，自觉按照修订制度落实好补孔工作，提高补孔作业质量。

3）生产技术科、采剥段认真做好穿孔、爆破接续计划。计划员要做到准确掌握各自采区爆破存量，将各自采区爆破计划报至生产股长;生产股长根据各采区爆破存量剩余情况平衡钻机作业和爆破作业，确定穿孔、爆破作业采区先后次序，并报生产科制定计划实施。除工程作业临时需求外，钻机、爆破作业要严格执行计划要求,确保钻机有用效率发挥到爆破作业需求最紧迫采区，杜绝爆破需求不紧迫采区打备孔现象出现，减少人为因素造成钻孔待爆破时间过长现象发生[6],特别在含水台阶要最大限度压缩穿孔、爆破作业接续时间，降低含水钻孔塌孔影响，达到提升爆破质量目的。

4）制定《特定区域钻孔爆破作业管理规定》，规定钻机在特定区域钻孔作业过程中，如果发现水大，成孔困难，成孔后如果有塌孔危险时，钻机司机要按照规定将现场情况向现场技术管理人员汇报。现场技术人员根据现场钻孔塌孔级别，联系毅山爆破公司及时爆破作业。毅山爆破公司负责人员不得扯皮推诿，要积极配合钻孔队组织爆破作业。需要采用特殊爆破作业手段时（成孔特别困难区域，有时需要钻孔每钻成1 个孔要立即装药，装药人员要在现场等待钻孔人员作业，随打孔随装药，爆破工作量和作业时间会拉长），毅山爆破公司也要按照规定无条件配合，不得无故推诿。2 家单位按照规定，互相配合，最大限度提高水大区域钻孔成孔率，从源头控制水大区域爆破根底、硬帮的产生[7]。

2.2 爆破工序预防措施

1）建立影响爆破作业质量特殊地质条件区域档案。根据不良爆破效果分析记录，对过往爆破作业过程中遇到的对爆破作业质量产生影响的特殊地质变化区域进行记录、标记（由于勘探精度限制，局部不连续分布的硬度增大岩层和小的节理、构造无法在地质图上显示。但此种特殊地质条件往往在现场爆破作业过程中对爆破作业质量影响较大）。根据档案记录，遇到地质变化区域爆破时，爆破设计要要按现场实际地质条件制定，不可照搬经验数据制定爆破设计。如在岩石硬度增大区域爆破设计过程中要采用提高炸药单耗的措施减少根底产生；绿土富矿接茬区域设计过程中要适当缩小孔网参数或补打辅助钻孔来减少爆后上部大块的产生问题等。建立特殊区域爆破记录档案[8]，使爆破设计人员对坑下各区域地质特点心中有数，避免机械式照搬经验数据做爆破设计。

2）加强对现场作业人员的安全规程教育和操作技能培训。遇到含水钻孔装药时，作业人员装药作业要严格执行规程要求，使用炮杆将药包送入孔底并用炮杆压住药包，待填塞物与药包接触后，再慢慢抽出炮杆。现场负责人要认真做好验收指导工作，杜绝操作不当造成水孔装药卡堵情况发生。针对水孔填塞物料质量不合格情况，矿安排汽运段在冬季为爆破作业单位提供经过筛分贫矿，粒度保证在20～30 mm 范围内。符合填塞物料粒度要求，确保水孔填塞作业质量得到保证。

3）修订《爆破作业管理细则》，进一步明确平盘留有根底时，采剥段和外委爆破公司须承担的处理根底责任。机械设备可处理根底由采剥段组织推土犁或破碎锤处理。需二次爆破大的根底由外委爆破公司重新钻孔爆破处理。同时在细则中增加对根底处理不及时责任人和责任单位的处罚项目，以经济手段提高相关作业人员思想认识，从制度上促进平盘遗留根底问题得到解决。

3 结语

通过穿爆环节各项优化措施的实施，爆破后根底、硬帮、大块频繁发生的势头得到有效扭转。统计数据显示，2020 年下半年对比上半年爆破质量问题发生率降幅度达到70%以上，爆破根底、大块发生规模控制在机械设备可处理范围内，没有需二次爆破作业处理的大的爆破质量问题发生。节约二次爆破钻孔、炸药和人工费用约53 万元。电铲采装效率提高显著，全矿日均装车回数突破190 回，取得安全、经济效果显著。