露天爆破知識匯總

露天礦不良爆破現(xiàn)象產(chǎn)生的原因與對策

露天采礦中臺階采剝、掘溝等工程，一般采用深孔爆破法對礦巖實施破碎，根據(jù)作業(yè)空間，礦巖地質(zhì)特性、采裝運輸設(shè)備條件等特點，選擇合理的布孔方式、爆破參數(shù)、裝藥構(gòu)造、爆破網(wǎng)絡(luò)、起爆方法及起爆順序等來到達(dá)好的爆破效果。但在實際生產(chǎn)中，受諸多因素影響，常出現(xiàn)爆破后沖、根底、大塊、傘檐以及爆堆形狀不合要求等不良爆破現(xiàn)象，嚴(yán)重影響采、裝、運工作效率及施工平安，下面分別分析這些不良爆破現(xiàn)象產(chǎn)生的原因并提出解決方法。

一、爆破上翻及后沖現(xiàn)象

在露天采掘臺階爆破施工中，后排孔后沖上翻是常常遇見的現(xiàn)象，尤其在多排孔爆破時，后沖在未爆臺階坡面上產(chǎn)生的巖體裂隙及后排孔上翻的礦巖堆積在未爆臺階頂面，均會給下一次爆破工作帶來很大的困難。產(chǎn)生爆破后沖上翻的主要原因是多排孔爆破時，前排孔底盤抵抗線過大，炮孔填塞高度過大，一次爆破排數(shù)過多，爆破參數(shù)及起爆方法選擇不當(dāng)。解決的方法是：

1、控制前排孔底盤抵抗線不得超過臺階高度，加強(qiáng)爆破前根底的清理，減少前排孔根部爆破阻力，起爆時前排孔為后排孔創(chuàng)造好的爆破自由面。

2、根據(jù)設(shè)計臺階高度，合理布孔，可采用間隔裝藥構(gòu)造并減少后排孔裝藥量。如有可能，在采掘設(shè)備條件許可時適當(dāng)增加臺階高度，從而促進(jìn)后排孔起爆時的水平運動，而不是出現(xiàn)漏斗和后沖上翻現(xiàn)象。

3、采用多排孔微差爆破時，針對不同礦巖，選擇最優(yōu)的排間微差間隔。對于大區(qū)間微差爆破，后排孔爆破條件顯然與前排孔不同，其夾制作用較大，并且前排孔爆破應(yīng)力波和爆生氣體對后排孔的爆破影響也很大，如果排間微差間隔過短，前排孔不能在期望的時間向臺階自由面移動，那么后排孔會由于抵抗線過大出現(xiàn)后沖或上翻。前后排孔的起爆間隔按抵抗線計算應(yīng)在12-16ms/m較為合理，而后排孔應(yīng)逐段增加

時間間隔，一般為10%較為理想，需根據(jù)具體情況在爆破實驗中探索，以取得良好的爆破效果。一般來講，臺階高度越短，臺階移動時間就越長，排間微差間隔的增加尤其必要。

4、采用傾斜深孔爆破方法，以減少后排孔底盤抵抗線。

二、爆破根底現(xiàn)象

爆破根底的產(chǎn)生，不僅嚴(yán)重影響施工質(zhì)量，而且處理根底會增加單耗，平安風(fēng)險也大。根底產(chǎn)生的主要原因是：底盤抵抗線過大、超鉆深度缺乏、臺階坡面角太小、工作線沿巖層傾斜方向推進(jìn)等。為了克制爆破根底現(xiàn)象，主要可采取以下措施。

1、保證足夠的超鉆深度，鉆孔完成后采取有效的護(hù)孔措施，裝藥前認(rèn)真測量孔深是否滿足設(shè)計要求，裝藥確保入底，以提高孔底爆破威力。超鉆深度一般按經(jīng)歷值確定，礦巖越鞏固或鉆孔直徑及孔網(wǎng)參數(shù)越大，取值越大；反之礦巖松軟、節(jié)理發(fā)育或孔徑及孔網(wǎng)參數(shù)越小取小值或不取超深，甚至超深負(fù)值。

三、爆破大塊

露天爆破后出現(xiàn)大塊是最常見的一類爆破不良現(xiàn)象，大塊率增加嚴(yán)重影響了礦山的鏟、裝效率及施工平安。大塊的產(chǎn)生由多種原因造成，主要產(chǎn)生在以下區(qū)域：①邊排孔和臺階坡面之間；②炮孔充填物局部

③軟硬巖交接面局部；④堅硬礦巖。爆破中應(yīng)根據(jù)礦山鏟、裝、運設(shè)備選型及礦巖特性，采取技術(shù)措施控制大塊率。

1、臺階坡面的大塊

臺階坡面的大塊主要是臨近臺階坡面的一定圍，巖體受前次爆破作用的破壞，產(chǎn)生大量巖體裂隙，甚至被切割成較大的塊體，造成爆炸應(yīng)力波的反射作用消弱，致使后續(xù)爆破邊排孔爆破效應(yīng)限制在靠近藥柱的圍，難以抵達(dá)臺階坡面的塊體部，爆破作用僅將塊體從原巖體崩落并產(chǎn)生有限的擠壓破碎。另外爆生氣體也可能通過前次爆破形成的裂隙泄露而產(chǎn)生大塊，應(yīng)盡量減少后排孔的超爆現(xiàn)象。

臺階坡面大塊產(chǎn)生的另一個原因是抵抗線不均勻，由于臺階坡頂線不規(guī)那么，導(dǎo)致前排孔底盤抵抗線偏差較大，局部臺階底部可能產(chǎn)生過大的抵抗線，或由于臺階坡面角過小，在臺階上部產(chǎn)生過小的抵抗線，很容易使爆生氣體通過抵抗弱的臺階上部泄露而產(chǎn)生大塊。在施工中要嚴(yán)格控制前排孔抵抗線根本均勻，或注意調(diào)整裝藥量，另外臺階坡面角應(yīng)不小于75。，起爆前注意將根底清挖徹底。

2、臺階頂部的大塊

采用炮孔底部集中裝藥爆破時，孔口充填局部爆破作用相對較弱，這種裝藥構(gòu)造在空間分布的不均勻性導(dǎo)致臺階頂部產(chǎn)生較多大塊。臺階頂部產(chǎn)生大塊的另外一個原因是，臺階頂部一定深度受上一層臺階爆破的影響和破壞，形成裂隙切割頂部巖體，尤其是在超深不一致時危害更大，可造成爆生氣體泄漏或爆炸應(yīng)力波消弱在臺階頂部而產(chǎn)生較多大塊。為減少這類大塊可采取以下措施：

①采用小孔徑爆破，小孔徑相對應(yīng)是小的抵抗線、孔間排距和充填高度，此種方法限制了大塊的尺寸，同時炸藥能量分布相對更加均勻，大塊產(chǎn)率低，但會明顯提高鉆孔爆破本錢，可根據(jù)礦山采掘運輸設(shè)備選型情況合理運用。

②采用分段裝藥法，在炮孔填塞局部安置輔助短藥柱，這種藥柱的作用是輔助主藥柱破碎大量的孔口巖石，但藥量不應(yīng)太大，以免造成過大的空氣沖擊波、爆破飛石或切斷爆破網(wǎng)絡(luò)。該裝藥構(gòu)造的實質(zhì)是使炮孔炸藥能量重新分布。另外需注意的是，使用這種裝藥構(gòu)造短藥柱和主藥柱需同時起爆，如果主藥柱先于短藥柱起爆，短藥柱可能會隨充填物沖出孔外，如果主藥柱滯后于短藥柱起爆，短藥柱會引起孔口裂隙，使主藥柱無效釋放爆破能量。起爆時應(yīng)使孔導(dǎo)爆索同時引爆主輔藥柱，這樣使孔口即臺階頂部巖體在大爆破時同時被破碎。

如果以上措施仍然有大塊存在，就必須在正常布孔中設(shè)置輔助孔，目的是使炸藥能量均勻布在臺階頂部巖石中。應(yīng)用上述方法可有效控制臺階頂部及孔口充填區(qū)的大塊產(chǎn)率。

3、軟硬巖交界面的大塊

在同一爆區(qū)硬巖和軟巖的分界局部，爆堆表層可明顯看到大塊條帶，在爆破介質(zhì)明顯發(fā)生變化的局部，容易產(chǎn)生較多大塊。這是因為硬軟巖分界面相當(dāng)于自由面，對應(yīng)力波起到卸載作用，加上巖石軟硬程度的變化，使其碰撞破碎效應(yīng)減弱，因而產(chǎn)生較多大塊。在這些區(qū)域，可根據(jù)軟硬巖層的位置，合理調(diào)整鉆孔深度或增加輔助孔來改善爆破效果。

4、難爆礦巖的大塊

難爆礦巖是指巖體致密、堅硬，這類巖體在爆破過程中爆生氣體難以侵入易形成大塊。其次是爆轟氣體從難爆礦巖裂隙中泄露，體積較大的塊狀巖得不到有效破率而形成大塊，常可在爆堆大塊中看見黃褐色的原生面，而不是礦巖爆破后產(chǎn)生的新鮮斷面，后者引起的大塊很難從爆破技術(shù)上克制。而且臺階坡面、

頂面，爆破后沖現(xiàn)象、軟硬巖交界面、爆破參數(shù)不當(dāng)、起爆器材拒爆、跳段等產(chǎn)生大塊的不良現(xiàn)象在難爆礦巖區(qū)域表現(xiàn)得尤為突出，使得大塊率急劇增加，嚴(yán)重影響礦山的鏟裝效率，是露天礦爆破中遇到的最大難題。

在露天礦臺階爆破中，當(dāng)兩個相鄰炮孔藥包齊發(fā)時，沿藥包連心線方向應(yīng)力加強(qiáng)，連心線中點兩側(cè)那么出現(xiàn)應(yīng)力降低區(qū)，爆轟氣體過早的在連心線處釋放，結(jié)果導(dǎo)致大塊率增加。而露天礦長期的爆破實踐說明，在不改變孔負(fù)擔(dān)爆破面積的前提下，可通過調(diào)整起爆順序來減少抵抗線，同時增加孔距即通過增大炮孔密集參數(shù)以到達(dá)改善爆破效果的目的。

小抵抗線大孔距爆破原理是：①大孔距爆破使炮孔之間裂隙不過早貫穿，爆生氣體產(chǎn)物在相鄰炮孔間停留時間延長，徑向裂隙和環(huán)向裂隙得以充分?jǐn)U展；②小抵抗線可增強(qiáng)入射波、反射波的作用，增加裂隙開展；③可增大破碎角，為下一排孔形成弧形自由面，近似形成等抵抗線自由面，使沿抵抗線方向的應(yīng)力均勻傳播，從而減少大塊。小抵抗線大孔距爆破是在一定的布孔參數(shù)根底上，通過改變起爆順序來實現(xiàn)的，而三角形布孔能在巖體提供最優(yōu)的能量分布，同時起爆順序的調(diào)整程度較高。從國爆破技術(shù)資料看，露天礦爆破最正確的密集參數(shù)一般在3.5~5.0之間，國外多項選擇擇在3.5~45總之，對于難爆礦巖，可

采用在小抵抗線大孔距爆破原理和炸藥能量均布原理根底上，優(yōu)化布孔和起爆參數(shù)，提高炸藥單耗來降低大塊率。

除上述原因外，爆破參數(shù)選擇不當(dāng)，爆破器材質(zhì)量不過關(guān)引起的拒爆、跳段現(xiàn)象也是產(chǎn)生大塊的原因，可通過優(yōu)化爆破參數(shù)、改良爆破器材質(zhì)量等加以解決。

參考文獻(xiàn)：

1、王雪峰.露天爆破微差間隔時間及起爆的實驗研究。

2、煤礦爆破實用手冊，露天深孔爆破，煤炭工業(yè)2007

3、礦山研究院，國露天礦大區(qū)微差爆破技術(shù)調(diào)查報告1987;國外露天爆破技術(shù)簡介，1987

4、中國煤炭工業(yè)，露天采礦手冊.穿孔爆破

作者簡介徐全耀男,1995年畢業(yè)于礦業(yè)學(xué)院露天開采專業(yè)，現(xiàn)任XX能源公司準(zhǔn)東露天煤礦生產(chǎn)副礦

長。

4.1露天鉆孔爆破

主講：

露天鉆孔爆破就是在露天條件下,采用鉆孔設(shè)備,對被爆破體以一定方式、一定尺

寸布置炮孔。將炸藥置在恰當(dāng)位置，然后按照一定的起爆順序進(jìn)展爆破，實現(xiàn)破

碎、拋擲等目標(biāo)。

4.1.1深孔爆破

〔1〕通常將孔徑不小于50mm,孔深不小于5m的鉆孔稱為深孔。

〔2〕深孔爆破的炮孔形式一般分為垂直孔、傾斜孔和水平孔3種，炮孔布置形

式有三角形、正方形和矩形布置。主要參數(shù)如圖3-6所示。

〔3〕露天臺階深孔爆破的特點：

①機(jī)械化程度高、作業(yè)人員操作方便，勞動強(qiáng)度低。

②相對于淺孔爆破來說，其爆破規(guī)模大，作業(yè)效率高。

③相對于硐室爆破來說，產(chǎn)生的爆破有害效應(yīng)可得到控制，爆破塊度均勻，

大塊率低。

④小抵抗線寬孔距爆破技術(shù)的日益成熟，給深孔爆破的應(yīng)用又帶來了廣闊

的前景。

淺孔爆破

淺孔爆破法通常是指孔徑小于50mm,孔深小于5m的爆破法。

淺孔爆破法具有以下特點：

①所使用的鉆孔機(jī)械操作簡單，使用方便靈活。。

②易于通過調(diào)整炮眼位置及裝藥量的方法，控制爆破巖石塊度和破壞圍。

③每一次爆破規(guī)模較小，裝藥量少，對周圍環(huán)境所產(chǎn)生的爆破有害效應(yīng)較

小。

藥壺爆破

藥壺爆破是在炮孔底部先用少量炸藥分次把孔底擴(kuò)大成壺狀空腔，使其增加裝藥

量，擴(kuò)大爆破規(guī)模，增強(qiáng)拋擲效果，克制臺階底板阻力的爆破方法。

(1)藥壺爆破有以下特點：

①鉆孔工作量小，裝藥量較多，爆破效率高，一次爆破量大。

②藥壺爆破法最主要的施工技術(shù)在擴(kuò)壺。

③炮孔不應(yīng)布置在巖石破碎、裂隙發(fā)育的位置。

④一般適宜在中硬以下的巖石中進(jìn)展，而不宜在堅硬巖石中使用。

(2)擴(kuò)壺工作：

擴(kuò)大藥壺要進(jìn)展屢次爆破，一般第一次擴(kuò)壺裝藥量為50?100g以后按擴(kuò)壺

次序依次遞增。

①第一次擴(kuò)壺藥量基數(shù)為1。

②第二次擴(kuò)壺為1:2。

③第三次擴(kuò)壺為1:2:3。

④第四次擴(kuò)壺為1:2:4:7。

溝槽爆破

溝槽爆破具有工作面狹窄、爆破自由面小、爆破夾制作用大等特點，因此比一般

爆破的技術(shù)難度更高。

(1)溝槽爆破的鉆孔要求和考前須知

①事先充分了解溝槽的規(guī)格尺寸，在鉆孔時一定要保證這些尺寸滿足設(shè)計要求，不能出現(xiàn)任何欠挖。

②鉆孔時宜從溝槽開口〔或已開挖〕處開場，以保證鉆孔的孔距、排距、

傾角等參數(shù)滿足爆破要求。

③為便于施工并保證溝槽爆破的效果，溝槽中部宜鉆垂直孔〔如圖4-3所

示〕。

④邊孔只能沿溝槽的縱向移動，不得移出設(shè)計溝槽邊界。

⑤鉆孔超深應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計要施，不允許因任何原因增減鉆孔的深度。

⑥當(dāng)溝槽爆破中地下水豐富可參照4.3.2豎井爆破的有關(guān)要求進(jìn)展鉆孔作

業(yè)。

硐室爆破

硐室爆破是指把藥包集中放置在爆破而開挖的硐室或巷道中的一種爆破方

法。硐室爆破的藥包有集中藥包和條形藥包之分，按其爆破目的的不同可分為松

動爆破、崩塌爆破、拋擲爆破、定向爆破等幾種。

硐室開挖

硐室通常包括導(dǎo)硐〔或小井〕、橫硐和藥室3局部，其中導(dǎo)硐〔或小井〕

和橫硐是藥室與外界聯(lián)系的通道，主要是滿足爆破施工的要求；藥室是裝放炸

藥的場所，應(yīng)滿足裝藥的根本要求，因此要求較高。

硐室爆破的特點

①具有施工條件在缺乏大機(jī)械、電力供給缺乏時可大大縮短工期，加快工程進(jìn)度。

②可以省工，省搬運量，生產(chǎn)本錢低，效率較高，施工干擾少。

③碉室開挖困難，勞動條件差，一次用炸藥量多。

④爆破巖石塊度不均勻，大塊較多，二次破碎量大。

⑤受地質(zhì)地形條件影響大。

硐室爆破的主要爆破參數(shù)

(1)最小抵抗線

最小抵抗線是藥包中心到自由面的最短距離，它是硐室爆破藥包布置的核

心，它決定是采用單層藥包還是采用兩層或多層藥包布置方案。最小抵抗線W

與山體高度H的比值一般應(yīng)控制在W/H=0.6?0.8圍。

(2)單位炸藥消耗量

單位炸藥消耗量確實定方法有查表法、工程類比法和爆破漏斗試驗法等。

(3)爆破作用指數(shù)

它的大小決定了硐室爆破藥包漏斗的深度、拋擲方量和拋擲率、爆堆分布

狀況等。

(4)藥包間距〔集中藥包〕

通常取a=(0.8?1.2)W

(5)層間距

采用兩層或多層藥包布置時，山下兩層藥包中心之間的距離為層間距b，

通常取b=(0.9?1.0)(W上+W下)/2。

裝藥作業(yè)

①炸藥裝填必須在爆破技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)展。

②平碉裝藥運輸工具一般是手推車，小豎井那么是手推車與吊籃相結(jié)合。

③每個硐口或豎井口安排專人負(fù)責(zé)記錄進(jìn)入各藥室的炸藥品種和數(shù)量。

④無論是銨油炸藥、銨梯炸藥還是乳化炸藥，硐室爆破一般都是整箱〔袋〕

裝填。

⑤裝卸、運輸與碼放炸藥時應(yīng)輕拿輕放，手推車每次運輸炸藥不宜超過4

袋〔箱〕。

⑥當(dāng)硐室有積水時首先予以外排。

⑦裝藥過程中允許使用不大于36V的低壓電進(jìn)展照明。

⑧做好起爆體引出導(dǎo)線的理順和保護(hù)工作，引出導(dǎo)線可用廢舊風(fēng)管、竹筒、

塑料管或沙土包等予以保護(hù)。

⑨裝藥時現(xiàn)場負(fù)責(zé)人或硐長應(yīng)隨時進(jìn)展檢查。

填塞作業(yè)

①填塞位置。通常情況下在靠近藥室處、導(dǎo)碉穿插點和主導(dǎo)碉出口處設(shè)填

塞段。

②填塞長度確定后就可按斷面大小計算給出填塞工程量。

③填塞料主要采用硐室開挖的石碴。

④網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和排水措施。

起