露天深孔爆破盲炮研究综述

李雪车

（中国神华能源股份有限公司哈尔乌素露天煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

露天深孔爆破已广泛应用于露天矿剥离开采、工业场地平整、港口建设、公路建设等领域，然而，由于各种不确定因素的影响，盲炮会引发安全事故。盲炮对爆破效果的影响主要表现在产生大块率、降低机械挖运效率、增加二次爆破量、延误工期等方面。盲炮一般很难发现，盲炮中残留的炸药一旦引爆，可能造成伤亡事故，增加安全隐患。

一、深孔爆破概述

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。其是指在事先修好的台阶(梯段)上进行钻孔作业，并在钻好的深孔中装入延长药包爆破。深孔爆破破碎质量好，破碎块度符合工程要求，基本上无不合规格的大块，无根底，爆堆集中且具有一定的松散度，满足铲装设备装载要求。

深孔爆破必须满足不同开挖工程的技术要求，即要全面改善爆破质量，又要改善爆破技术经济指标，降低工程总成本。全面改善爆破质量是指破碎质量要好，破碎块度符合工程要求，基本上无不合格大块，无根底，爆堆集中，具有一定松散度，能满足产装设备高效率装载要求；另外，能降低爆破有害效应，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。改善爆破技术经济指标是指提高爆破量，降低炸药单耗，并在改善破碎质量前提下，使钻孔、装载、运输和机械破碎等后续工序发挥高效率，使其工程成本达到最佳。

（一）特点

1.爆破的岩石块度均匀，可根据挖装机械铲斗容量调节孔网参数，大块率保持在3%～5%左右，有利于机械化综合施工，生产效率高。2.深孔爆破对岩石路堑作用力较均匀，破坏范围小，爆堆形状合理。3.可配合深孔爆破采用光面爆破、预裂爆破开挖路堑边坡，改善工程质量，增加边坡稳定性。4.减少炸药用量，降低成本。6.由于深孔爆破单位耗药量小，且爆炸能量较均匀分布在岩体各处，所以爆破时无论地震强度、飞石距离或空气冲击波的影响范围都比一般爆破小，因而安全技术好。

（二）钻孔形式

钻孔一般分为垂直钻孔和倾斜钻孔，其中，倾斜钻孔在爆破效果方面较垂直钻孔有较多优点，但在钻凿过程中的操作复杂，在相同台阶高度情况下倾斜钻孔比垂直钻孔长，而且装药时易堵孔，给装药工作带来一定困难。在实际工程中，垂直钻孔的应用较倾斜钻孔要广泛得多。1.垂直深孔。优点：其适用于各种地质条件；钻凿垂直深孔操作技术比倾斜深孔容易；钻孔速度快。缺点：爆破岩石大块率比较多，常留有根坎；梯段顶部经常发生裂缝,梯段坡面稳固性差。2.倾斜深孔。优点：布置的抵抗线较均匀,爆破破碎的岩石不易产生大块和残留根坎；梯段较稳固，梯段坡面易保持；爆破软质岩石时，能取得高效率；爆破堆积岩石形状较好，而爆破质量并不降低。缺点：钻凿倾斜孔技术操作复杂，易发生钻凿事故；坚硬岩石中不宜采用；钻凿倾斜孔的速度比垂直孔慢；延米方量少。

二、露天深孔爆破盲炮产生的原因

（一）爆破器材质量不合格

爆破工程中使用不合格的爆破器材，将直接导致拒爆现象，从而产生盲炮。1.炸药直径小于临界直径，导致传爆过程中断；2.炸药变质，如炸药保质期已过，炸药在储存和运输中受潮或在孔内受潮，从而改变其爆破性能，不能用雷管引爆或传爆过程中断；3.雷管起爆能不足以引爆药包；4.导爆管雷管延时不精确。此外，使用不同厂家或批次的爆破器材也可能导致盲炮。

（二）爆破网路被损坏

由于爆破网路的破坏，致使爆破过程中断，常产生盲炮，爆破网路受损原因较多。1.在爆破施工中，由于重物挤压、尖石切割、人为破坏等原因使导爆管或雷管损坏，无法引爆孔内炸药或造成爆破网路中断；2.在深孔爆破中，通常采用延时爆破，孔内一般采用段别高且延时时间长的导爆管雷管，孔外一般采用段别低且延时时间短的导爆管雷管作接力管。孔内外导爆管雷管段别选择不当，可能出现先爆孔引起的爆炸应力波先于导爆管传播到后排炮孔，产生的飞石会切断或拉断爆破网路，导致后炮孔拒爆形成盲炮；3.在爆破网路连接中，常出现错连、漏接、连接质量差等问题，未采取防止雷管射流及飞片击伤导爆管的措施，致使爆破网路破坏，造成大面积拒爆产生盲炮；4.当有两个或两个以上的爆破区时，由于未协调好相互间的起爆顺序及时间，致使先起爆区域产生的飞石破坏其他爆破区域的爆破网路。

（三）装药结构不合理

装药结构直接影响炸药传爆状态，不合理的装药结构会造成炸药传爆过程中断，产生盲炮。1.装药结构设计不合理。在轴向不耦合装药结构设计中，不耦合系数过大，导致装药间距超过殉爆距离。2.装药过程中发生堵孔，导致装药结构发生变化，造成装药间距过大，超过殉爆距离。堵孔原因包括：(1)在水孔中，由于炸药在水中下降缓慢，装药过快易堵孔；水孔内水面因装药上升，孔壁上的松石被冲入孔中间，造成堵孔。(2)炸药块度过大，卡孔后达不到设计位置。(3)装药时，将炮孔口处的浮石带入孔内或将孔内浮石带至中间造成堵孔。(4)一些炸药卡在孔内某个位置，达不到设计装药位置，继续装药导致堵孔。3.装药过程中的过度捣实会导致炸药性能的变化，也会中断传爆过程。4.同一炮孔内爆速相差较大的炸药会使炸药传爆过程不稳定，导致传爆过程中断。

（四）起爆方式不合理

由于沟槽效应的存在，爆轰波在传播中必须克服岩石夹制效应，特别是正向起爆爆轰波在传播中受到更大的岩石夹制，爆轰波能量会衰减，当其衰减到一定程度时，孔内炸药不会完全引爆，造成盲炮。

（五）结构面的影响

当岩体结构面较发育且岩性较软时，如风化岩中常发育泥化夹层面，先引爆的前排药包将对后排岩体产生强烈扰动，易造成围岩沿断裂面发生大位移，造成炮孔错位。若前后排药包延时时间间隔过大，致使后排柱状药包在雷管起爆前会错断，中断局部药柱的传爆，发生局部拒爆。此外，在裂隙非常发育的区域钻孔可能会产生乱膛，或当爆破区域存在溶洞时，炸药可能进入乱膛或溶洞内，未被传爆而产生盲炮。

（六）裂缝的影响

自然形成及爆破形成的裂缝对盲炮的产生有一定影响。有研究表明，最先起爆的炮孔产生的作用力通过裂缝向同一裂缝中的其他炮孔传播，传播速度为219～475m/s。假设台阶爆破炮孔排距为3m，作用力以219m/s的最小速度传播，传至后排炮孔的时间为13.7ms。而毫秒延时爆破网路中的孔间延时一般大于等于25ms，说明该作用力在裂缝传播下，后排炮孔在起爆前已到达。若先起爆炮孔产生的作用力足够大，同一裂缝中相邻炮孔在裂缝处的炸药可能会被压缩，密度会增加，从而产生盲炮。

三、露天深孔爆破盲炮的识别与处理

盲炮一般不会被发现，应仔细检查。爆破中如有飞石、填塞物抛掷等，说明可能发生盲炮。爆破结束后，进入爆区检查，若发现爆堆宽度小于预期、后冲异常、爆堆峰谷异常、爆堆向抛空一侧倾斜、爆堆上部和内部有大块等，可能发生盲炮。电子雷管的逐渐普及，为盲炮识别提供了新的思路。电子雷管延时准确，分析网路的设计延时是否与实际炮孔起爆时间相对应，判断是否有盲炮。通过对爆破振动波的测量，确定炮孔的实际起爆时间。

在实际工程中，应及时处理盲炮。处理步骤为：1.检查爆破网路是否损坏。2.测量最小抵抗线是否变化。3.当爆破网路完整且最小抵抗线不变时，可选择重新连接起爆；当爆破网路完整，最小抵抗线发生变化时，应验算安全距离，并在连接起爆前增加警戒范围。4.当爆破网路损坏，无法重新连接起爆时，盲炮一般采用诱爆法、打平行孔法(平行孔与盲炮距离不小于孔径10 倍)、用水冲洗法(非抗水炸药)、高压气流排除法等。若盲炮无法重新起爆，可采用高压气流排除法，该方法简单可行，安全可靠。如不能及时处理或处理未完成，应记录盲炮数量、炮孔方向、装药量、起爆药包位置、处理方法及意见，安排专人监护，并在下一个工作日及时处理，或现场交接清楚，由下一班继续处理。盲炮处理由爆破工程技术人员提出方案，经单位主要负责人批准后，由经验丰富的爆破人员作业。

四、露天深孔爆破盲炮的预防措施

（一）技术措施

1.检查爆破器材质量。装药前，仔细检查炸药是否过期受潮等、导爆管雷管管壳是否变形或有明显损坏、导爆管是否有穿孔，确保所用爆破器材质量合格。

2.保证爆破网路质量。装药时，要检查所用雷管的段别是否正确。通常，孔内使用高段别雷管；装药、填塞等工序交叉作业时，不得用脚踩导爆管或在导爆管上放置重物，以免损坏导爆管，影响爆破网路的传播；网路连接时，导爆管应沿雷管径向用胶布等均匀捆扎在雷管管体的主要装药部位。为防止雷管射流及飞片损坏导爆管，导爆管应尽量分开，并捆扎不少于5层。在重要工程中，采用复式网路或交叉复式网路可提高网路可靠性，同一厂、同一批次的雷管应在同一网路中使用。

3.规范装药操作。装药前，清除炮孔1:3 处浮石，用炮棍洗孔。装成品乳化炸药时，应在前一节炸药就位后再装下一节炸药。水炮孔安装时，要用炮棍将炸药送至底部，然后再安装下一节炸药，防止堵孔。若堵孔必须进行处理。当起爆药包未装入炮孔前，可用木质炮棍捅透装药，疏通孔；起爆药包装入炮孔后，严禁直接捅压起爆药包，应由现场爆破技术人员提出处理方法。在岩溶地区或岩体节理(裂隙)发育地区进行爆破时，必须注意装药，若在装药中发现装药长度比正常短，应考虑是否遇到溶洞或裂隙。

4.选择合理的起爆方式与顺序。露天深孔爆破一般采用反向起爆，这样既能有效避免传爆不完全的现象，又能提高爆破效果，降低大块率。当炮孔较深、装药长度大时，可考虑多点起爆，以提高爆破质量及爆破网路的可靠性。连接爆破网路时，应观察爆破区域的地形，一般从低处起爆，避免高处起爆产生的爆堆及飞石破坏低处爆破网路；若有两个或两个以上的爆区，应根据爆区间的位置关系确定起爆顺序，避免飞石对爆破网路的破坏。

5.使用电子雷管。工程爆破正逐步向精细化、科学化、数字化方向发展。电子雷管具有精度高、延时设置灵活等特点，使用电子雷管可提高爆破网路的可靠性，降低盲炮概率。

（二）管理措施

1.安全教育培训。在露天深孔爆破工程中，人是引起盲炮的重要因素。为了尽量减少人为因素，对可能接触盲炮的各级安全管理领导及现场工作人员进行全面的安全教育，从思想上认识盲炮的危害，消除侥幸心理，按具体分工进行有针对性的培训，并定期考核安全教育与培训的效果。通过培训，使技术人员了解盲炮产生的原因，掌握盲炮预防措施、识别、处理技术，推广新材料、新工艺，不因成本低、操作简单而继续使用已淘汰或即将淘汰的材料及技术；使钻机、挖掘机司机消除侥幸心理，在钻进或开挖运输前认真检查新工作面内是否有残孔、残药，发现后及时标记并通知现场管理人员。

2.加强施工现场管理。根据项目的具体情况建立健全管理体系。爆破施工前，要求现场爆破技术人员了解爆区地质条件和周围环境等，确定可行的爆破方案，并向作业人员进行技术交底；爆破施工中，安全员应各司其职，认真工作，发现违章指挥、违章作业时应及时制止，并按规定进行教育和处罚。起爆前检查爆破网路，不仅要检查是否错连、漏连现象，还要检查孔内外雷管段别是否使用错误，特别注意禁止夜间施工；爆破施工后，爆破技术人员不得存侥幸心理，必须进入爆破区域仔细检查是否有盲炮，一旦发现盲炮，应及时排除，若无法及时排除需做出标记，并指定专人看守直至盲炮排除。