露天深孔台阶爆破中塑料导爆索在水孔中的应用

赵林

摘 要： 随着爆破技术和爆破设施的日益提高与发展，露天深孔爆破技术的优越性已经被人们所认识和重视，以致该技术被广泛应用于矿山剥离、采矿、水利工程、铁路开挖等相关工程领域。为避免拒爆现象的产生，露天矿山在生产过程中一直在寻求传爆可靠的导爆管起爆网路。导爆索起爆网路虽然具有传爆可靠性高，自身抗折损能力强等优点，但其成本较高，且难实现多排孔微差起爆，一般仅作为辅助起爆网路，主要用于矿山台阶靠近最终边帮的预裂爆破或光面爆破，不适合矿山台阶多排孔生产爆破。

关键词： 露天深孔台阶爆破;塑料导爆索;水孔

【中图分类号】TD235.4     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.26.246

深孔爆破的效果取决于多方面的因素，孔网参数的确定、爆破器材的选择、施爆岩体的地质构造及施工质量的好坏都能影响深孔爆破的结果，而受大气降水和地下水影响造成的深孔积水问题也是爆破技术人员经常面临的难题。露天矿深孔爆破是露天矿山开采的重要生产环节，是矿山生产组织的中心。我国大型矿山现普遍采用大孔径牙轮钻机穿孔，实现了大区、多排微差深孔爆破，对孔网参数、装药结构、充填方法、起爆顺序、微差间隔时间进行了较深入的研究，台阶深孔爆破技术得到了较大的发展，爆破技术的发展大幅提高了矿山生产的综合生产效率。

1 深孔积水来源及其对爆破施工所带来的影响

1.1 深孔积水来源。深孔积水一般来源于大气降水、地下承压水和捕尘水。1） 大气降水。大气降水产生的地表径流流入炮孔或渗入地下岩层裂隙充入炮孔，成为雨季深孔积水的主要来源。2） 地下承压水。地下承压水是造成节理裂隙发育地段深孔积水的长期和主要来源，其水量大，影响较严重。3） 捕尘水。穿孔作业过程中为避免产尘危害周围工作人员健康，常常会进行湿式除尘。这种作业方式所产生的深孔积水量不多，对爆破装药的影响不大，主要是影响炸药的选择。

1.2 深孔积水对爆破施工所带来的影响。1） 影响爆破器材的选择。深孔积水必须采用防水性的乳化炸药进行装药，不得采用不防水的硝铵炸药，同时还得采用防水性较好的数码电子雷作为起爆器材，不得采用电雷管作起爆器材（ 水孔中电雷管脚线易破损造成短路） 2） 影响施工。有水炮孔在进行炸药装填时如果直接丢入空中，在孔内水深3 米以下时，炸药高速接触水面时会导致药卷下部变形膨大而卡在水面附近，这样一来，底部无药，爆破后会形成根底，同时也会影响后排孔的爆破效果。在孔内水面很高的情况下，将药卷自由丢入孔中，由于炸药密度略大于水，在快速装药时极有可能导致药柱之间脱节，非电起爆时，断药如超过殉爆距离则会造成拒爆，进而影响爆破效果。3） 造成对炮孔的损孔。在风化变质千枚状岩层进行穿孔时，如炮孔长时间处于水的浸泡之中，在装填炸药时，极有可能因水的原因导致炮孔损坏而造成断药，进而因部分炸药拒爆而恶化爆破效果，遗留爆破隐患。另外水的长时间浸泡还会降低炮孔的有效深度，造成爆后遗留根底，在孔口很烂，水量很大或暴雨季节时极易导致废炮。

2 露天深孔台阶爆破中塑料导爆索在水孔中的应用

2.1 合理选择起爆方式。起爆方式的选择对爆堆分布状态、爆堆块度的均匀程度等产生较大影响，通过斜线起爆、V 型起爆等方式，优化了实际孔距与实际抵抗线情况，通过这种宽孔距爆破形式，进一步提高破碎岩石的效果，但是V 型起爆方式的顶尖炮孔可能比同段位的炮孔起爆时间早，而该孔受到较大夹制作用，产生根底、大块等现象，通过V 型张角，可较好改善这一问题，即梯形起爆。

2.2 含水深孔装药。露天采矿的深孔爆破技术通常采取短间隔延时起爆方式，有关设计的起爆网路，必须确保每个孔都能实现自由崩落。每个炮孔之间、排与排之间的延迟时间，主要为了后排爆破具有一定自由面，按照每米最低抵抗线延迟为15ms 为标准，合理确定最佳延迟时间。通过选择恰当的延时间隔，可获得良好爆破效果，减少飞石可能性，并给后排的岩石爆破提供充足的向前移动时间，确保后排爆破顺利进行。压气排水装置是用充气胶囊封住孔口，排水管穿过胶囊伸入孔底，充气管输高压空气入孔内积水面之上，積水在压力作用下经排水管流至孔外，将积水排干。应用炮孔排水车进行排水炮孔排水车是一种新型高效露天炮孔排水设备，排水孔径150mm，残水深度不超过250mm，排水扬程25m，排水效率150L/min，排水效果较好。露天矿深孔一般在10m以上，采用毛竹或杉木棍压药时，要想装填到位，长度必须得同孔深相近，这么长的工具要想竖起决非易事。在深孔积水较多时，会因水的浮力造成压药困难，且千枚状岩层水炮极有可能会因反复地送提压药工具而造成炮孔损毁或报废。

2.3 针对断药如超过殉爆距离则会造成拒爆，进而影响爆破效果情况，目前采用“鱼钩钓鱼式”吊装乳化，药卷到孔底后将吊绳扯出;在鱼钩钓鱼式吊装乳化基础上再采用导爆索将药卷进行串联，重点还是底部2-3米（因底部炮孔经过水浸泡有泥浆导致无法殉爆）串联后可有效减少底部炸药拒爆，降低根底。每两排炮孔中间布置一根主干线导爆索，多排孔爆破时，多根主线导爆索簇并联在激发装置上;在每根主干线导爆索上分别安装延期继爆管，控制继爆管后各主干线之间的微差时间间隔，同时保证靠近自由面的前排主干线继爆管比后排主干线继爆管段位低1～2个级别。各主干线导爆索两侧的两排炮孔通过各自孔内的支线导爆管与主干线导爆索簇并联;每排炮孔内布设支线导爆管、导爆管雷管和药包。将同排相邻的每1～3个炮孔分为1个小组，同排各组炮孔内的导爆管雷管按照1～2个段位的延期时间进行微差累加控制同排各组炮孔之间的微差时间间隔，每根主干线导爆索控制的两排炮孔中，靠近自由面的前排炮孔比对应的后排炮孔低1～2个段位，以控制两排炮孔间的微差时间间隔。该起爆网路采用导爆索作为传爆主干线，可增强主干线传爆的可靠性;采用导爆管作为入孔支线可减少导爆索的使用量，较导爆索起爆网路成本低，其配备的导爆管雷管较延期继爆管成本低、段位级别多，因此，导爆管导爆索耦合起爆网路具有传爆可靠，经济合理，能够实现规模较大的矿山台阶多排孔微差爆破。

当前露天矿为了适应矿山设备大型化、安全发展的要求，深孔爆破技术正向着精准化、规模化、大孔距小抵抗线爆破技术、爆破施工机械化和安全高效化的方向发展。理论分析该起爆网路适用于单次爆破量较大的矿山台阶多排孔微差爆破。

参考文献

[1] 刘毅成.岩石爆破理论与技术新进展[M].北京：冶金工业出版社，2018.

[2] 金骥良，顾毅成.工程爆破实践[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2018.