李相相

摘要：预裂爆破是矿山开采中较为常见的一种爆破控制技术，其利用相邻炮孔内炸药爆轰时瞬间产生的应力和爆破产生高压气体的气楔作用，使得岩石沿相邻炮孔的轴线形成一条裂缝，从而避免或减少预裂爆破孔表面松散岩体的破坏作用，提高边坡的稳定性。基于此，文章以菜露天矿为例，结合该矿山的地质及岩体特征条件，对预裂爆破技术的实践应用进行分析，取得了显著效果。

关键词：预裂爆破技术;矿山施工;露天开采

一、前言

矿藏开采是提高国民经济快速发展的基石，由于钻爆法的高效、低成本，其成為岩土工程领域中岩体开挖最为常用方法，而在岩体开挖过程中由于爆破振动对保留岩体的影响，围岩、边坡的稳定性己成为工程中不可忽视的因素。因此，预裂爆破少量的炸药使用非耦合，在开始爆破前的主要爆破孔要形成一条具有一定宽度，可以反映出应力波的预裂缝，削弱应力波的矿山边坡破坏性能力。爆破后还可以呈现外形扁平，表面光滑，减少超欠挖量，以及单独使用预裂岩体开挖面积和储量，开挖面积表面预裂爆破应力波的反射，并预留岩体应力波的传播大大减少，同时，也使矿山地质变化效果大大降低，从而有效保护储备矿区岩体和建筑物。对于采矿工程施工来说，它将减少总剥离量，增加采矿量，并带来巨大的经济效益。

二、工程应用概述

某矿山是集合铁、稀土等大型金属露天矿山，生产规模较大，并且是一个较为重要大型矿山。分东西两个采场，均己进入露天开采的中后期。该矿区属高原丘陵地带，目前此矿山以形成“U”型槽谷人地形、海拔700m-llOOm，矿区整体呈西南高、东北低、剥蚀型高原矿山地质地貌类型多。针对露天矿区开采形成的高陡边坡稳定性的影响，通过分析预裂爆破的技术参数和效果，进行实时监测，确保采场边坡的安全高效开采。

三、预裂爆破技术参数确定

预裂爆破参数的合理确定，是取得矿山良好预裂爆破效果的前提。然而，预裂爆破的重要参数及其影响因素很多，如孔径、孔距、炸药性能、线装药密度、装药结构、岩体的组织及构造等，根据该矿山的地质资料显示，可知此矿山地质岩体段属于白云岩，而白云岩的抗压强度从《矿山岩石力学》查到[B]=78-245mpa，《根据露天矿爆破》总结的预裂破爆参数经验公式，可算出不耦合系数K=1+18.32[B]-0.26， 则K=3 .4-4.2，符合各矿采用的不耦合系数，一般为2.4-5的范围。根据此段矿山地质条件可取不耦合系数为4。因此，该矿山的预裂爆破技术参数确定如下：

（l）钻孔直径：由于矿山缺乏所需专用设备，只好采用生产钻孔机来钻预裂孔，而矿山工程采用KT7潜孔钻机，其孔径φ=lOOmm。

（2）钻孔间距：a-19.50（k-l）-0.523，其中φ=lOOmm，

K=4. a=19.5×100（4-1）-0.523-1866mm符合孔间距为钻孔直径的10倍-13倍要求。并取钻孔间距a-1.8m。

（3）线装药密度：ρ=78.5φ2K-2p;其中φ=lOOmm，K=4，p炸药密度为0.933克/cm3，则p=1322.9克/m。预裂爆破装药密度变化范围为0.6Kg/m-3.5Kgm，而p=1.3229Kg/m也满足需要。

（4）预裂孔深：由于此地段台阶高度H=10m，根据矿山地质条件并确定预裂孔深度H=11.5m，其误差不能超过±0.3m。

（5）预裂孔排列：由于受平台宽度的限制，预裂孔布置成垂直孔。

（6）装药结构：预裂爆破技术要求炸药在孔内均匀分布，因此装药不耦合。由于底部夹持较大，不容易形成所需的裂纹。因此，通常有必要增加孔底的电荷密度。一般底加量2.5倍。

（7）孔口堵塞长度：为了保证高压爆炸气体，需要良好的孔口堵塞。堵塞长度较短，而装药太高，可能会导致孔变成漏斗。堵塞时间过长，充电过低，顶部很难形成完整的预裂。堵塞长度和炮孔直径有关，通常并取直径为12倍-20倍，因此取2.5m，并且孔口1.5m不装药，不堵塞。

（8）引爆方式与引爆时差：本次预裂爆破采用导爆索引爆，预裂孔超前主爆孔的引爆时差为lOOms。

四、预裂爆破效果评价及注意事项

矿山边坡的稳定性受地质条件的影响较大，也受爆破方法和技术因素的制约。因此，如何在爆破施工中更好地保护边坡稳定是一个关键问题。一般根据裂缝的宽窄，新壁面的平整程度留下的孔痕百分率以及减震效应的百分率来衡量预裂爆孔的效果。而在本次矿山预裂爆破作业后，岩体裂缝的宽度、预裂面的平整度、岩壁表面的孔痕率以及预裂后的减震效应均符合上述质量要求，但还需注意以下几点事项。

（1）注意预裂与爆破连线问题。预裂药包的结构形式较多地采用间隔装药，导爆索引爆。当预裂孔与开挖区爆破孔在一次放炮内起爆时，为达到预裂效果，预裂应先响于开挖区。预裂所用的导爆索爆速为6000-7000m/s，是爆破区所用传爆管爆轰速度2000m/s的3倍。若预裂与爆破区相连雷管选用不当，预裂过早起爆所产生的飞石在爆破区内传爆管传爆之前将传爆管砸坏，将造成爆破区哑炮。

（20注意预裂孔角的变化。在预裂孔角度≠90度时，钻机开孔沿钻杆轴向施加压力，分解为水平力、垂直力。在钻头接触地面时，水平方向阻力小，钻杆有向水平力方向移动的趋势，钻杆受卡瓦约束。因钻杆外径小于卡瓦内径，在水平力作用下，钻杆轴线偏离原来的轴线位置，使钻杆壁向水平力方向紧靠卡瓦内壁，从而使预裂孔角度在开孔时将变缓，新卡瓦开孔角度变缓约0.5度;而磨损严重卡瓦的开孔角度变缓可达1.5度。由于上述原因，在调整钻机预裂角度时，应比设计角度调陡1度-2度。

参考文献：

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