朱先艳

（大冶有色金属有限责任公司铜山口铜矿，湖北 黄石 435122）

铜山口铜矿先后经过铜山口矿小露天、Ⅱ号矿体北扩阶段。现为Ⅱ号矿体北扩工程。露天开采采用汽车回返式开拓运输，自上而下组合台阶开采，深孔爆破作业。设计采选综合能力990Kt/a，实际则为1100Kt/a～1320Kt/a。露天边坡岩体主要为碳酸盐岩、火成岩。矿体是矽卡岩。铜山口铜矿床是接触交代高—中温热液矽卡岩型矿床，有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号矿体，矿体产于+140.37m～—538m，Ⅱ号矿体北扩最终境界边与居民最近距离是87.6m，爆区与固定边坡最近距离是28.6m，露天坑底标高-52m，东南部开采垂直高192m，南部开采垂直高137m，形成了高陡边坡。2009年7月30日，铜山口村向铜山口矿提交了一份《关于爆震影响的报告》，表述露天采场作业爆破严重地干扰了该村民的正常生活，威胁人身财产安全，造成该村房屋漏雨、倾斜、开裂，村民反映强烈。为保证和谐环境及采场正常生产，避免矛盾纠纷升级、防止生产安全事故的发生。针对以上两个问题，采取露天采场爆破减震措施，达到爆破安全规程要求。

1 原设计爆破参数与效果

北扩露天爆破的岩石主要为白云质灰岩、火成岩、矽卡岩。采用孔内分段间隔装药，孔内、孔间微差爆破，爆破参数：台阶高度11m～13m；炮孔直径255mm～258mm；炮孔超深1m～1.5m；底盘抵抗线5m～6m；孔距4.5m～5m；排距4.1m～4.5m；炸药单耗q：白云质灰岩、火成岩0.5kg/m3～0.55kg/m3、矿石0.72kg/m3；单孔装药量Q孔最大装药≤360kg，下部药量≤180kg。孔内采用上、下两段间隔装药，下部装药量为单孔总装药的3/5～2/3，上部装药量为单孔总装药量的2/5～1/3，下部药柱中装的两发8段毫秒导爆管雷管和一个起爆具，上部药柱中装的两发9段毫秒导爆雷管和一个起爆具，上、下两段药柱之间充填炮泥1.5m～2m；上部充填到孔口，充填长度保证≥6m。起爆网路和起爆方式：孔内上下药柱导爆管延伸到孔外，孔间串联5段毫秒导爆管雷管，孔外接力起爆网路，起爆器起爆。

炸药爆炸时释放的巨大能量，以波形式对炸药周围的介质引起扰动。随着距离增加。逐渐衰减为地震波。它是一种弹性波。在爆破近区（药包半径10倍～15倍）传播是冲击波；在爆破中区（药包半径15倍～500倍）传播是应力波；在爆破远区传播是地震波。炸药爆炸时释放能量只有转化为10%地震波。地震波在介质中传播的体波和沿地面传播的面波。造成岩石破坏主要是体波作用，造成地震破坏主要是面波作用。本次爆破震动监测的主要仪器采用成都中科动态仪器有限公司生产的IDTS-3850爆破震动仪记录分析系统。爆破震动监测得到的测试数据，按萨氏公式分垂直速度和水平速度两种情况先进行二元线性回归。垂直速度的爆破震动传播规律的萨氏公式，回归相关系数高，结果较好地反映了爆破震动垂直质点震速在铜山口铜矿北扩台阶爆破中岩层和地质条件下随着比例药量变化的衰减规律。

v为爆破震速峰值cm/s；Q为爆破段药量kg；R爆心至测点距离m。

经实测爆破效果缺点：孔内下部药包先起爆，因底盘抵抗线大，大量起爆时其夹制性较大，产生强烈的爆破震动效应。相邻段的地震波主震相产生严重的叠加，第五段时间间隔小，波形易产生干扰叠加，加剧了爆破地震波的危害作用。

2 减震措施

影响爆破震动强度因素主要有：总药量、最大齐发段爆破药量、爆源重心至保护物直线距离、地形地质水文工程条件、地质构造、岩性、爆破自由面、场地的几何形态、传播介质、微差间隔时间、不耦合、孔网参数、起爆顺序、起爆网路、振动频率、建筑物结构、预裂爆破、光面爆破等。根据影响因素，采取以下减震措施。

2.1 严控某段最大药量

露天深孔爆破振动频率在10Hz～60Hz,一般民用建筑物爆破震速峰值2cm/s～2.5cm/s，永久性岩石高边坡8cm/s～12cm/s。最小v=1.6cm/s，按公式（1）计算得出下表1

表1 深孔爆破用药量

2.2 增加相邻和孔内爆破间隔时间

据爆破地震波中应避免相邻段主震相相干扰叠加的原则，适当增加1倍相邻和孔内的爆破间隔时间，一般相邻段的药包起爆延时标称时间差应为100ms～150ms较为合适，是50ms倍数。

2.3 改变孔内爆破顺序

以前孔内下面是8段先爆，上面是9段后爆，孔外是5段微差；现改为孔内下面是9段先爆，上面是5段后爆，孔外是8段微差。

2.4 清尽爆堆矿岩和单排孔遂孔爆破

当炮孔抵抗线过大或使用松动爆破，地震效应特别强烈。所以每次爆破前要清尽上一次爆堆矿岩和根底，以免形成挤压爆破，而产生强烈的爆破地震效应。还详细校核每孔的底盘抵抗线，底盘抵抗线过大的炮孔要先清理根底，特别注意在临近民房的爆区进行单排孔逐孔爆破。

2.5 临近境界台阶边坡时采用预裂爆破和光面爆破

采用小孔径炮孔。爆破地震效应与炮孔直径的平方成正比。因此台阶爆破改用潜孔钻钻凿110mm炮孔直径，能有效降低爆破地震效应。

3 试验实施

若v=1.6cm/s，R=87.6按公式（1）计算Q=164.77kg

试验地点：+38m平台，白云质灰岩，台阶高度11.76m；炮孔直径255mm～258mm；炮孔超深1.24m；底盘抵抗线5m～6m，孔距5m，单排，孔内下面是9段，上面是5段，孔外是8段。每孔装药量300kg，下部装药量为160kg，上部装药量为140kg。每次9个孔，试验4次，IDTS-3850爆破震动仪；从爆区到附近采场周边房屋的路径上布置12个测点，其10#、11#、12#三个测点是布置在采场周边最近的村庄房屋墙面上。

4 爆破效果

采场周边村庄房屋墙面的上10#、11#、12#三个监测点所得的监测结果表明，首响段的垂直震动速度范围从小于0.86至0.962cm/s。垂直最大震动速度为1.420cm/s和1.417cm/s，速度小于民用建筑物爆破震速。

5 结论

铜山口铜矿采取减震措施，控制某段最大药量160kg，改变孔内爆破顺序，清尽爆堆矿岩和单排孔遂孔爆破，临近境界台阶边坡时采用预裂爆破和光面爆破，有效降低爆破地震效应，对采场周边村庄房屋和边坡没有破坏作用，不会干扰了该村民的正常生活，建立了和谐社会环境，保证矿山正常生产秩序。