露天矿山台阶靠帮并段中缓冲爆破技术的应用

摘要：永久边坡靠帮并段缓冲爆破研究工作，采用缓冲爆破主要是减小主爆炮孔的后冲和地震效应，控制超爆，保护边坡的稳定;预留道路台阶缓冲爆破主要通过缓冲爆破降低爆破后冲对边坡的破坏作用，减少边坡浮石，避免边坡出现反倾。

关键词：靠帮并段;缓冲爆破;孔网参数;装药结构

露天矿山开采中，最终边帮靠帮并段的爆破作业对边坡的稳定性影响较大[1-3]。如何控制爆破震动对最终边坡的破坏，提高边坡稳定性，延长最终边坡的服务年限，尤其改善边坡岩性较差區域的靠帮并段爆破效果，是众多矿山正在面临的一大课题。珲春紫金珲春紫金露天矿年采矿规模为825万吨/年，岩石硬度普氏系数为8-15，上部区域岩石硬度较低，开展预裂爆破穿孔作业施工难度较大，效率低，爆破效果较差，为解决岩性较差区域的靠帮并段爆破问题，提高永久性边坡的稳定性，组织开展了缓冲爆破技术在靠帮并段中的实验与应用。

1. 缓冲爆破技术原理分析

爆破作业主要利用炸药爆炸瞬间释放的大量能量对被爆体做功，达到一定的工程目的。关于炸药爆炸破岩的机理，目前主要有3种，即冲击波拉伸破坏理论、爆炸气体膨胀压破坏理论及冲击波与爆炸气体联合作用理论。其中被广泛认同的是冲击波与爆炸气体联合作用理论。随着爆破技术和相邻学科的发展，爆破理论的研究也越来越实用化、系统化[4-6]。

缓冲爆破通过缩小孔网参数，减少单孔装药量及采用不耦合装药，降低炸药能量释放大小及强度，在最终边帮形成破碎带和破裂面或增加缓冲层厚度以使炸药爆炸释放能量的在传播过程中衰减来实现保护边坡的工程目的，利用缓冲爆破技术可以有效地减小主爆炮孔的后冲和爆破振动效应，控制超爆，减少对保留岩体的损伤，维护边坡的稳定[7-8]。

2. 试验优化工作及效果

永久边坡靠帮并段缓冲爆破共组织了三次缓冲爆破试验，爆破效果较好，达到了靠帮并段缓冲爆破的要求，边坡稳定性较好。试验区域台阶高度为12m，正常爆破孔网参数为3.5×4.5m，超深1.5m，缓冲爆破爆破参数如下：

1）在距边坡线2m左右处开始布置缓冲孔，一般布置3排左右的缓冲孔，减少爆破震动对边坡的破坏，减小预留边帮松动的范围，保证形成的边坡坡面角符合设计要求，同时边坡稳定性达到安全要求。

2）优化缓冲孔孔网参数与线装药密度，通过理论计算获得缓冲孔区域的孔网参数及线装药密度，缓冲孔整体药量相对主炮孔药量的一半，孔网参数为主炮孔的0.7倍，通过爆破后分析缓冲爆破后预留边帮松动范围，爆堆中矿岩块度，台阶坡面角等进一步调整孔网参数，优化确定了缓冲孔孔网参数为第一排缓冲孔为主炮孔的0.6-0.7倍，第二排缓冲孔为第一排缓冲孔的0.8-0.9倍，最后一排缓冲孔为第二排缓冲孔的0.7-0.8倍，缓冲孔的线装药密度为主炮孔的0.4-0.5倍，同时，根据靠帮台阶的岩性情况，对于局部岩性较差的区域，进一步缩小孔网参数，降低线装药密度，降低爆破震动。

3）增大炮孔倾角，将爆破倾角由正常炮孔的75优化为80，采用竹皮子捆绑药包装入孔内，控制缓冲孔装药密度，降低穿孔与装药的施工难度。

4）优化超深参数，主炮孔超深继续按照普通爆破超深1.5m进行穿孔，缓冲孔孔深根据坡面角与布孔位置准确计算，采用无超深或低于0.5m的超深。

5）在经济效益方面，优化后的缓冲爆破施工工艺较预裂爆破施工难度降低，施工进度加快，爆破成本大幅下降，保证了边坡稳定性。

3. 结论

通过露天矿山上部岩性较差区域开展靠帮并段的缓冲爆破实验及应用，逐步优化了适合该矿山的缓冲爆破爆破参数及穿孔参数，在距边坡线2m左右处开始布置缓冲孔，一般布置3排左右的缓冲孔，缓冲孔孔网参数为第一排缓冲孔为主炮孔的0.6-0.7倍，第二排缓冲孔为第一排缓冲孔的0.8-0.9倍，最后一排缓冲孔为第二排缓冲孔的0.7-0.8倍，缓冲孔的线装药密度为主炮孔的0.4-0.5倍，优化炮孔穿孔倾角由正常炮孔的75优化为80，优化了超深参数，主炮孔超深继续按照普通爆破超深1.5m进行穿孔，缓冲孔采用无超深或低于0.5m的超深。提高了缓冲爆破质量及穿孔质量与效率，降低了爆破对最终边坡的破坏，减少预留边帮松动的范围，提高了最终边坡的稳定性。

参考文献

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[2]周建敏，汪旭光，龚敏，赵明生，陶铁军.缓冲孔对爆破振动信号幅频特性影响研究[J].振动与冲击，2020，39（01）：240-244+280.

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