露天采矿边坡控制爆破施工技术分析

宋士博

（贵州久远祥和爆破工程有限责任公司，贵州 贵阳 550025）

露天采矿爆破施工过程中，边坡的稳定性会受到爆破的重大影响。如果边坡本身的稳定性不好，就会出现一定的危险，甚至会导致采矿人员的生命安全受到威胁，因此，需要对边坡稳定性进行严格的控制，同时，边坡高度和质量也要随着不断增加的采矿深度进一步提高。现阶段露天采矿施工过程中在施工方案方面存在着诸多不合理的问题，例如：设计的爆破方案并不合理、不能充分的保证钻孔质量、不合理设置爆破参数等，这些问题对露天采矿施工效率都有一定的影响，因此，在实施爆破工作之前，需要有效的控制边坡稳定性，这样才能有效的降低意外事件发生的机率，才能顺利的实施露天采矿边坡控制性爆破施工。

1 现阶段我国露天矿山爆破工作中存在的诸多问题

分析我国现阶段露天矿山爆破工作的现状，结合矿山的实际情况分析爆破过程中可能出现的实际问题，并且制定科学合理、有效的解决方法。如果不能及时有效的解决露天矿山爆破过程中存在的诸多问题，就极有可能对爆破四周的地质情况产生重大的影响，甚至会造成爆破周围区域产生严重的污染问题。

1.1 选择露天矿山的地理位置上存在着一定程度的安全隐患

首先，如果选择的露天矿山地理位置不恰当，就会在一定程度上存在诸多的安全隐患。如果没有事先对矿山四周的地理环境进行详细的调研，所选择的露天矿山地质就不能满足实际要求。现阶段我国很多矿山在开采之前，并没有对四周的地质环境进行详细的了解和勘察，例如有些露山矿山甚至建立在村庄或是采石场等附近，这些区域的露天矿山在进行爆破的过程中，若出现大规模飞石现象会直接危害到周围的环境[1]。开采露天矿山的爆破施工，要结合露天矿山实际的选择地址对具体的施工方案进行确定。例如：露天矿山的地址如果处于地形位置很高的地方或是四周的土地相对稀松，在爆破的过程中就会导致四周地质出现松动的现象，甚至出现泥石流等重大地质危害，因此，需要对露天矿山四周的自然环境详细的、全面的调研和把控，才能制定相应的爆破方案和确定相应的爆破措施。现阶段我国有很多的露天矿山企业为了对成本费用进一步降低，对矿山四周的地质环境没有进行具体的分析，只是依据以往的爆破经验实施爆破施工，这样导致不能对爆破施工的安全性进行有效的控制。因此，露天矿山爆破管理的一个重要内容是详细的、全面的调研露天矿山四周的地质和自然环境，特别是要针对碎石的分布情况进行详细的把握，这样才能最大程度的避免出现由于爆破的巨大威力导致碎石乱飞问题，对四周村庄和居民的生命财产安全造成威胁的现象[2]。

1.2 不重视后期爆破工作管理，整体工程不具备系统性

露天矿山的整个爆破过程中不仅包括前期调研矿山四周的环境，还包括选择施工过程中使用到的爆破技术，以及后期爆破工作管理，这些工作形成一个完整的爆破系统。后期的爆破工作主要是对工程的牢固情况进一步检查，例如确定在多少米范围内进行爆破，多少米安全距离之外才不会受到爆破飞石损害。另外，爆破作业时还需要进行爆破地震波的监测，明确爆破振动的安全距离。为了进一步降低露天矿山存在的安全隐患，可以在爆破以后定期在矿山安全距离内对地质波动情况进行检测，如果检测结果显示稳定即为安全状态。

1.3 有效的处理和控制露天采矿边坡爆破工作中出现的盲炮问题

盲炮主要出现在露天采矿边坡爆破的大块位置，例如：盲炮部位的底部抵抗线过大、台阶根部、未堵塞废孔四周和临空面。根底是盲炮最容易出现的一个位置，例如：盲炮部位爆孔超深不足、台阶岩体底部、中间部位较大的孔网参数台阶底部、台阶根部偏大的底部抵抗线等[3]。

2 分析露天采矿边坡控制爆破施工的具体策略

2.1 对露天采矿边坡爆破方案进行科学合理的选择

现阶段对露天采矿工程中边坡安全控制爆破大致分为两大类的措施。第一大类，对主爆破区所使用的爆破方案进行调整，使得主爆破区的爆破对边坡所产生的不良影响进一步降低。例如：对主爆破区从临空面方向进行调整、对主爆破区的单响最大药量进行调整、对起爆顺序和时差进行调整、改用低爆速炸药等。第二大类，采用具有特殊性的爆破控制措施如预裂、光面、缓冲爆破等，直接保护那些即将出现边坡的岩体。

在实际露天采矿边坡爆破施工中，第一大类的控制措施需要详细的、全面的考虑到露天矿山整体施工进度的计划安排。

（1）爆破工作在临空面方向在一定程度上受到台阶工作面推进方向的影响，也就是说，爆破振动最大方向是临空面的反方向，在实际爆破的过程中，要尽量避免所要保护的边坡处于临空面的背面。

（2）一次起爆所使用的炸药量直接影响着爆破振动的大小，一般情况下所使用的单响炸药量越大所造成的振动危害程度越高，因此，在爆破过程中必须严格进行爆破振动的安全验算，使最大单响药量控制在标准范围内。

图1 空气间隔装药结构示意图

（3）对起爆顺序和时差进行调整的本质是对实际爆破过程中后响炮孔的临空方向和最大起爆炸药量进行合理的改变，从而达到进一步降低对边坡的危害的目的。另外，从理论角度进行分析，爆破振动造成的危害是通过能量波的方式对边坡上的岩体造成损害的，因此，对起爆顺序和时差的合理控制，能够把波干涉原理利用起来相互抵消能量波出现的波峰和波谷，从而达到进一步降低爆破振动的目。但是对起爆顺序和时差的合理控制，需要通过专业的试验和精准的计算才能完成设计，故在正式爆破施工前进行试爆是一个比较便捷的方式。

（4）在条件允许的情况下考虑使用振动危害相对较小的低爆速炸药爆炸形式。

在铁路、公路、水利等各类边坡爆破施工中较多的使用到第二大类措施中的光面和预裂爆破。露天矿山边坡和铁路、公路、水利等工程相对比，在工程量方面有着较大的差距，且露天矿山边坡一旦矿山闭坑就完成了自身的使命，和铁路、公路、水利等各类边坡相比服务年限短的多，尤其是随着近些年来露天矿山普遍使用的分期、陡帮开采等开采方法，在一定程度上又大大的缩短了露天矿山边坡所需要服务的年限，因此，露天矿山边坡爆破利用第二类控制爆破的形式生成边坡的时候又有不同的特点，主要是不会和其他工程一样严苛的要求整体施工的进度和成本以及边坡质量。大多数情况下，第一大类控制爆破的措施不会对施工成本进一步增加，但是却对边坡的整体稳定性有着直接的、不容忽视的影响，因此，在对露天矿山进行爆破的过程中要充分的给予重视，且应用必须到位。第二大类控制爆破的措施会大大的增加施工成本，特别是使用光面爆破，具有大难度、高要求、慢进度、高成本的特点，在实际露天矿山爆破中并不会广泛的使用，大多数情况下只在爆破地段的地质条件极为特殊或是边坡要求特殊的情况下使用；露天矿边坡爆破施工中经常把预裂爆破和缓冲爆破联合起来使用，这样相对于光面爆破来说能够显著的降低施工成本，所形成的边坡也能满足一定的特殊要求；如果露天矿山所处区域基岩较稳定以及所需要不超过10年的边坡服务年限，则使用缓冲爆破产生的边坡就能是矿山对边坡服务要求得到满足。例如：河南平顶山某露天铁矿的边坡是采用缓冲爆破的形式产生的，已经使用了12年依然能够满足施工对边坡稳定性和安全性的要求。缓冲爆破具有施工进度快、成本低的优势，能够广泛的应用到具有服务年限短、岩体稳定性好特点的露天矿山边坡实际施工中。

根据以往露天采矿边坡爆破实际施工经验，要对边坡爆破工作的安全性和质量进一步管控，必须结合露天矿山施工现场的实际情况，坚持因地制宜的原则，对实际使用的爆破方法进行科学合理的选择，然后对实际爆破方案进行不断的完善和优化。大多数情况下，露天矿山边坡需要遵循以下原则和步骤确定实际爆破方案[4]：

（1）对露天矿山所在区域的地质情况进行调查和研究，分区管理露天矿山各平台的爆破工作，对爆破影响到的边坡区域进行明确，边坡需要满足各影响区岩石稳定性、初步设计提出来的要求等。

（2）爆破规划的制定要分区进行，规划中要对推进爆破工程和采掘面的计划进一步明确，要科学合理的制定控制边坡爆破方案和备用方案。

（3）对爆破不同区域方案中涉及到的具体参数进一步明确，试爆的安排要尽早，这样才能对爆破方案的实用性、爆破参数的合理性、需要改进的方面等进一步的控制。

（4）实施爆破方案的选择和制定要遵循保守的原则，在对执行保守爆破方案的效果确认以后才能够对没有严格要求边坡的边角区进行其他方案的小规模试验，试行效果只有通过专家评定以后才能在类似地质条件岩石的爆破中得以推广使用。

（5）实施爆破工作之前，要对露天矿山爆破现场的地质条件进行详细的调查，并对爆破施工的效果和振动情况进行严格的检查，结合实际的岩土含水量和节理裂隙发育等地质实际情况对施工参数进行明确，并结合施工工程的实际情况，进行合理的调整。

2.2 边坡爆破的装药结构

采用预裂爆破和光面爆破形式的时候，为了使爆破效果达到预期，需要在实际爆破工作中使用不耦合装药方式，不耦合装药方式能够起到进一步降低爆破药柱与孔壁的接触、进一步减少不良影响的作用。岩体在部分震动波的作用影响下会受到拉力进一步影响，极易出现贯通劈裂缝隙。在实际施工过程中，可以利用空气间隔装药技术减少这一现象。具体施工方法是：利用胶带，采用间隔的形式，在导火索上绑扎预裂药柱，然后吊入孔中。另外，持续增加的爆破炮孔深度会导致不断增加炮孔深部岩石土体的初始应力，大幅度的增加孔底的夹制作用。实际爆破施工中，为了进一步降低夹制作用，要结合炸药的实际特性在底部装药，合理的增加孔底炸药的数量，且控制好装药长度[5]。

3 结束语

露天采矿施工过程中，离不开爆破施工技术的使用，边坡的稳定性会受到爆破的重大影响，如果边坡稳定性不好，就会出现一定的危险，为了把边坡爆破施工技术的作用充分的发挥出来，维护好边坡的稳定性，不仅需要科学合理的制定相应的爆破方案，还需要根据矿山的实际情况科学合理的制定装药方案，这样才能确保爆破效果更好，才能为采矿工作的顺利实施提供保障基础，才能推动我国矿产事业的可持续性发展。