中深孔爆破技术在露天石灰石矿的应用

邓敏

摘要：结合东方希望重庆水泥有限公司石灰石矿的生产实践，对中深孔爆破施工中的方案进行介绍，并从露天中深孔爆破方法特点出发，阐述了中深孔爆破技术定义、优点、基本参数以及分析当前矿山实际应用技术中遇到的问题和解决的办法。

关键词：露天石灰石矿；中深孔爆破技术原理；工艺；效果

一、前言：中深孔爆破是指，钻孔直径大于75mm、孔深大于5m的炮孔爆破技术（GB6722-2014爆破安全规程）。中深孔爆破是目前国内广泛采用的用于矿山剥离、采矿、水利工程及铁路开挖等工程的主要爆破方式。与传统的浅孔爆破法和预裂爆破法相比，中深孔爆破在保障矿山开采安全，提高生产效率方面有明显的优势。

二、工程概况介绍

东方希望重庆水泥有限公司位于丰都县湛普镇，2009年开始基本建设，计划2010年建设投产，设计5*5000吨，天熟料生产线，配套矿山有3个，分别是水泥灰岩矿山、砂岩矿山、页岩矿山。目前已全部投产，开采服务年限约20年。根据规划设计，达产后年开采石灰石矿500万方，约1350万吨矿石，该工程量为暂定工程量，实际工程量可根据工程熟料投产进度的需要进行调整，最终以实测量为准。石灰石的普氏f=4～8。矿岩产状复杂，受其影响岩层节理，裂隙及结构面很发育。东方希望石灰石矿主要的起爆方式为逐孔微差起爆网络。台阶高度为12m，孔深一般在13.5m～14.0m，局部有适当调整。孔网参数多采用（矿石）7.0m x 4.0m，岩石依据硬度不同分为6.5m×4.5m；7.0m×4.0m；7.5m×4.5m。多采用三角形布孔。爆破多采用多孔粒桉油炸药，遇到有水时采用乳胶基质，炸药单耗一般控制在0.17～0.18kg/t左右。

三、中深孔爆破技术的原理

中深孔爆破，通常把开挖区按深度分成若干高为8～15m的梯段，逐梯段进行爆破，称中深孔梯段爆破。在每—梯段，沿开挖自由面布钻一排或数排垂直、倾斜或水平的中深孔，前后排孔位可对应布置或相错成梅花形，用毫秒雷管控制进行爆破。

根据东方希望重庆水泥有限公司矿山现场现有工作面的情况以及其机器设备的性质即采用液压凿岩机钻孔，挖掘机进行工作面的清理，反铲、正铲装车这样一个工艺流程，爆破面为台阶高度15m，钻孔直径为150mm，孔深16.5m。孔网参数选择孔间距7.0m，排间距5.0m，底盘抵抗线4.0m，单耗为0.45Kg/m³。起爆网络的设计原则是单段药量，应满足爆破对周围环境及居民震动安全要求，则网络连接选取表面毫秒延期的逐孔微差爆破，有利于减震和保证爆破效果。

四、露天中深孔爆破施工工艺

结合现场的地质开采状况，并根据重庆市丰都县地区爆破器材的类型等因素，综合考虑制定爆破参数等如下：

①雷管的选取：选择国产第一毫秒系列塑料导爆管雷管作为网络雷管，起爆雷管采用瞬发电雷管。

②主要参数：

炮孔直径：≥150mm（根据矿区现有机械设备）

炸药种类：膨化硝铵炸药或混装乳化炸药

单孔炸药量：Q=q·a·b·H

③网络时差的确定：孔排间采取低段塑料导爆管雷管，构成接力网络，形成逐孔微差爆破。孔内药包为起爆药包，用双发高段塑料导爆管雷管引爆。

④钻孔：根据施工现场的实地了解，结合施工现场现有钻孔设备，及本次爆破的要求，本次爆破采用液压凿岩机钻孔（钻孔直径150mm）。在爆破效果上很大程度依赖与钻孔的质量，对于爆破的孔网严格，因而对钻孔的精度和孔间距的要求相对较严格。炮孔采用矩形布置，垂直钻孔。详见下图2-2露天浅孔布置和矩形布孔、梅花布孔）

⑤装药：装药前应检查炮区孔径、孔深、造孔角度、间排距是否达到爆破设计要求，经验收合格后方可进行装药。装药时应根据前排最小抵抗线调整装药。严格按照《爆破安全规程》实施装药，用2#岩石乳化炸药（条状药卷）作为起爆药包，膨化硝铵或其它类散装炸药形成连续性的装药结构。具体的装药结构详见下图2-3：

⑥堵塞：装药完成后应逐孔检查装药量是否达到设计要求，检查合格后方可进行堵塞。堵塞长度一般选择孔径的20～40倍，实际生产为保证安全，可取大值。堵塞时不得添入石块和可燃性物质。堵塞过程中底部采用编织袋封口，以避免填充物混入炸药。随时检查非电导爆管是否褶皱、损伤，如有损伤应立即停止堵塞，处理完合格后再进行堵塞。堵塞要以竹质或木质杆轻轻捣实，以保证堵塞长度和质量。

⑦联网方式：爆破网络为孔间微差接力网络，即排间采用稍微高段延期雷管，孔间采用低段雷管接力传爆，形成逐孔微差走B爆形式。如图2-4、2-5：

五、中深孔爆破技术在该矿山中应用的效果

东方希望石灰石爆破主要采用中深孔台阶爆破，充分发挥中深孔台阶爆破的优点：

（1）破碎质量好，破碎块度符合工程要求，基本上无不合规格的大块，无根底，爆堆集中和具有一定松散度，能满足铲装设备高效率装载的和破碎要求。

（2）有效降低爆破的有害效应，减少后冲、后裂和侧裂、降低爆破地震、噪声、冲击波和飞石的危害。

（3）改善爆破技术经济指标，提高每延米爆破量，降低炸药单耗，并在改善破碎质量的前提下，使钻孔、装载、运输和机械破碎等后续工序发挥高效率，使其工程的综合成本达到最低。