露天矿山爆破振动影响因素研究分析

李 昆

（贵州久远祥和爆破工程有限责任公司，贵州 贵阳 550025）

在对露天矿山爆破施工中影响爆破振动的原因进行分析时，发现其中的影响因素是非常多的，要从原理上对其进行计算，实现对爆破工程的优化设计，保证数据整体的有效性。通过对导致露天矿山爆破振动影响因素的分析，优化施工流程，解决其中的安全问题，从而进一步保证露天矿山爆破的安全性。

1 露天矿山爆破振动的影响因素

（1）岩体结构面和不均质性的影响。由于矿山地质条件是非常复杂的，其中的岩体性质也不同，存在节理和断层等自然结构，还有一方面是岩石中的矿物，在一定程度上决定了岩石的物理力学性质。因此，矿物颗粒粗细和坚固性在一定程度上决定了岩石的爆破程度以及破碎难易程度。在具体的爆破中，岩体非常容易在爆破作用下出现沿岩体的原生裂隙面，如果不对其进行有效处理，还会出现错动或裂开[1]。

岩体结构面对爆破的作用也是非常大的，并且这种结构还会导致爆破漏斗的形成。所以在具体的露天矿山爆破中，需要对结构面类型、产状和药包间的相互位置关系等内容进行整合，预防这些情况对爆破效果的影响。

（2）断层对爆破效果影响。在对断层的特点进行分析时，发现其对爆破效果的影响一般取决于断层和张开裂隙宽度等位置关系上。断层和张开裂隙对于爆破来说，其属于一个完整的自由面，可以阻断炸药爆炸中所产生的振动波进行有效传播，避免爆生气体对露天矿山爆破效果的影响。一般情况下，在炸药爆破作用范围内，其中还存在断层和张开裂隙等情况，如果不对其进行有效处理，就会对爆破漏斗的大小带来影响，造成安全隐患的发生。

（3）孔网参数和爆破网络的影响。在对孔网参数进行设计时，需要满足炸药单耗的选定值，并且还需要尽量应用各炮孔爆炸能量，让其在整个爆区可以均匀分布。在此过程中，还会涉及确定合理底盘抵抗线、堵塞长度与排距等多种参数，如果不对这些参数进行有效处理和计算，就会导致安全事故的发生。此外，还需要利用自由面，不断提高炮孔利用率。例如，露天的深孔梯段微差爆破，一般会采取V形起爆等方式，主要是为了扩大自由面，不断强化爆炸能量的利用率，更好地改善爆破效果。在此过程中，还可以采用微差爆破技术，选择能够满足两排炮孔间介质进行运动，预防在堵塞段中出现大块，保证相关参数的合理性和准确性。

（4）起爆方式的影响。在对露天矿山爆破振动中的起爆方式进行创新时，发现反向起爆较正向起爆的方式，其爆炸能量利用率是非常高的，并且爆炸在岩石中还会产生冲击波，能够在自由面反射回介质。除此之外，爆轰气体还会对岩石静态作用以及强度带来影响，并且反向起爆入射波和反射波叠加完成后，对岩石质点的实际运动速度和情况进行分析，发现其高于正向的起爆方式，其中质点运动方向和裂纹扩展方向等也非常有利于岩石的破碎。因此，在露天矿山爆破中，需要选择有效的起爆方式。

2 露天矿山爆破施工的关键内容

（1）钻孔。正常情况下，爆破的施工是由专业和具备爆破资质的相关作业单位负责的，并且在钻孔作业前，需要积极组织专业技术人员对相关的施工现场进行勘测，实现对爆破参数地合理设定，结合其中所设定参数，对炮孔进行布置，对炮孔的方向和深度进行具体的标注，主要是为日后的钻孔作业提供更多的条件和标准。

在具体的钻孔中，技术人员还要保证钻孔位置的准确性，并且实际的钻空位置和布孔位置之间的误差应小于20m，当钻到预先设定好深度时，才可以按照要求停止钻孔作业，并且还需要对孔内的碎石进行清理。等到钻孔作业完成后，施工人员还需要对所钻孔位的深度和位置进行综合性检验，主要目的是确保孔内中没有杂物。如果在检验过程中，发现了其他的问题，一定要采取措施及时对其中所存在的问题和孔洞进行综合性修复，并且必要的时候还要进行补孔作业，并且在此作业中，要时刻注意钻机工作性能，如果出现了钻头损坏等情况，需要及时对其进行更换，提高钻孔质量，保证施工的安全性。

（2）装药。施工人员在开展炸药填充作业的过程中，要想保证此部分内容的工作质量，需要确定孔内中是否存在积水现象，如果其中存在少量的积水，施工人员要采取措施将其中的水分吹干后，才可以进行装药作业。如果孔洞中的积水较多，就需要选取防水炸药进行施工，并且在装药的过程中，要严格对装填炸药量进行控制，要由经验丰富的爆破员，按照预先设定的炸药量进行装填，主要目的是预防其中出现装填过多的情况。最后，还要加强对炸药装填高度的控制，在保证爆破施工安全性的基础上，开展此部分施工工作，如果在装填过程中存在堵塞等现象，要提前对炮孔进行处理，然后对其进行装填，优化施工流程。

（3）堵塞。在完成炸药装填作业后，施工人员需要应用黏土或者是砂石料对炮孔进行填塞，保证堵塞密实度。同时，在堵塞工作中需要注意对堵塞长度的控制，一定要严格按照施工方案设计进行堵塞作业，进而保证爆破施工的安全性。

（4）注意网络敷设和起爆。除了上述内容外，注意网络敷设也是爆破施工中的主要内容，所以施工人员要在了解具体的施工内容后，对现场的爆破网络进行规划和连接。在连接作业完成后，要进行相关的检查工作，及时发现网络连接过程中的问题，采取措施对网络进行合理化的敷设。因此，在对网络进行敷设时，要积极确保连接的正确性，不断提高爆破施工的安全性能，并且在开展起爆作业的过程中，还要保证所有人员都要在安全范围之内，再次对起爆网络进行复查之后，由专人发布爆破指令，所有人员按照指令进行操作。

3 露天矿山爆破振动的优化措施

（1）完善露天矿山爆破振动监测系统。由于一些露天矿山爆破的开采区域离周边的居民比较近，要想确保居民生活的安全性和爆破工作的安全性，需要避免爆破振动对周围居民造成损害，最好对爆破振动进行综合性监测，完善监督机制。实现对爆破振动的监测，可以通过制定合理的监测方案来实现。

图1 爆破振动监测仪器及系统示意图

在开展振动监测工作时，需要从以下几个内容出发：①结合现场施工条件，可以通过开展一些试爆试验，在掌握和了解爆破振动波的特性上，结合振动波传播规律，实现对现场爆破条件的整合，完善测试机制，对其中的测试数据进行整合，可以应用指导爆破设计方案，对爆破参数进行合理选择。②采取措施对爆破作业过程中的重点进行防护，实现对爆破施工全过程的监测，可以结合爆破振动监测数据，及时调整和优化爆破参数，实现对重点防护对象的安全状况进行综合性评价。

由于爆破振动波的强度会受到距离增加的影响，按指数规律衰减，故需保证测点的均匀分布，注意控制测点距离。此外，在进行爆破振动监测时，要按照要求布置重复测点，在不同的地貌和地形条件下，对监测点进行有效布置。

（2）加强对装药过程地管理。为了保证露天矿山爆破的有效性，降低爆破振动，需要加强对装药过程地管理。装药过程中要轻拿轻放，应用木质，或者是竹质的炮棍，将相关的药包放置合理到位。在装药的过程中如果发生了卡药，需要应用竹棍将其疏通，不可以使用铁制工具，严禁使用钻孔机具对炸药的位置进行有效调整。在装入起爆药包的过程中，不能够捣、拉和拽药包，并且填塞炮孔的过程中，还需要应用粘土和细沙，不可以使用碎石对其进行填塞，禁止无填塞爆破。

（3）爆后的检查和评估。部分学者主要从力学的作用原理出发，对地质和地形条件相似的参数进行分析，明确爆源不同方向，掌握其中的振动衰减规律，明确地震作用对实际施工情况的影响。露天矿山爆破施工中应用高精度的雷管，实现对每孔的单独起爆的目的，更好地消除几个炮孔重叠起爆等情况，从而预防其他因素对露天矿山爆破振动的影响。加强对起爆技术地合理应用，采取措施将其中的单段药量控制在最小值，主要目的是降低爆破所产生的振动，不断减少地面和地面建筑物本身的震动和晃动，更好地避免爆破振动对人们生活和生产的影响。因此，在爆炸后，需要开展爆后检查工作，要由爆破员在起爆后规定等待时间之后，对爆破现场进行检查，如果发现其中存在安全隐患，需要及时对危险区域进行警示，及时发现爆破现场中的安全问题。此外，在爆炸后，还需要进行安全性的评估工作，为日后施工方案的调整提供条件，减少对周围居民的影响。

（4）爆破作业现场设置安全警戒。露天矿山爆破工作中的设置安全警戒，不仅可以更有效地防止爆破事故的发生，还能够对爆破现场进行保护，在确认安全警戒合理性的基础上，才能够起爆，并且在爆后检查中要确认无盲炮等安全隐患后，才可以按照相关的要求的撤除安全警戒。

在此过程中，施工人员还需要注意对警戒范围的控制，可以由工程技术人员结合《爆破安全规程》中的爆破设计，对警戒范围进行确定，该范围的确定需要结合爆破振动安全验算和爆破飞石安全验算结果，将爆破振动和爆破飞石影响范围进行有效控制，即将最小安全的允许距离进行合理化警戒。如果其中存在重点保护对象或特殊地形地貌，要适当的放大警戒范围。例如，某工程通过相关试验发现，在同一次爆破中，爆破的振动速度的垂直向分量，并不是总是最大，所以在评价爆破振动所带来破坏的时候，不可以单一选取爆破振动速度的垂直分量对其进行判断，需要综合考虑建筑物所处的位置振动速度各项分量来看。

4 结语

现如今，爆破施工已经成为我国工程建设中的主要内容，并且其已经逐渐形成了完善的施工工艺，所以要想保证露天矿山爆破施工效率，控制爆破振动，需要严格按照爆破施工工艺流程进行操作，确保爆破施工的有效性和安全性。