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露天采矿控制性爆破施工技术分析

2023-01-14曾玉莹于世杰

山西冶金 2022年3期
关键词:控制性炮孔震动

曾玉莹, 于世杰

(1.河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司, 河北 唐山 063701;2.河北钢铁集团司家营研山铁矿有限公司, 河北 唐山 063701)

通过科学的技术措施可以有效控制好爆炸的范围和规模,确保爆破后的坍塌范围、倾倒方向和飞石等达到预期目标,这就是控制性爆破,它在确保施工安全方面起到了重要作用。当前有诸多问题存在于露天采矿边坡爆破中,这对爆破施工方案的实施起到了很大影响,急需找到存在的问题和解决之策,让边坡稳定性得到保证。

1 露天矿山边坡爆破常见问题

1.1 设计的爆破方案不够合理

在露天矿山采矿中,确保边坡稳定性最为关键,它受到很多因素的影响,比如边坡岩体的走向、完整性等,而这些因素又会直接影响到边坡控制性爆破施工的开展。建矿初期需要认真考察边坡岩体情况,找到其与实际情况的不同,如果在后期施工中没有将其体现出来,地质情况勘探不到位会体现在矿山后续生产中,这会影响边坡爆破安全性。

1.2 钻孔质量不佳

有很多因素可以影响露天采矿边坡控制性爆破施工质量,比如炮孔长度、边坡角度等,同时这两个因素也是影响露天矿山钻孔质量的主要原因。因此,一定要保证好钻孔质量,一旦岩体出现裂隙,会直接影响到爆破施工质量,由此出现边坡漂移等问题[1]。

1.3 缺乏合理的爆破参数

炮孔间距、炮孔直径等也会直接影响爆破质量,需要将爆破参数设置好,一旦设置不合理,会导致边坡出现不平整。

2 露天采矿边坡控制性爆破施工技术

2.1 斜孔爆破

分析斜孔爆破效果,有等长抵抗线分布于深孔全长,爆破后孔中产生的是大而均匀的矿岩,有很少的矿岩留于根底,易形成台阶坡面角,坡面平整度较好,利于后续开展穿孔爆破等工作,钻机设备和台阶坡顶线间形成了较大的空隙,利于相关人员和钻机设备安全,因此斜孔有着更为明显的优势。当前常用的钻机方式有两种,它们分别是牙轮钻机和潜孔钻机,对牙轮钻机来说,它的穿孔和爆破效果较好,但是只能采用垂直穿孔方式;对于潜孔钻机而言,它的穿孔和爆破效果不明显,但是其打斜孔效果较好。如果条件允许,可以在头排大抵抗线处将垂直炮孔和倾斜炮孔方式结合起来使用,以此来抵抗头排大抵抗线;将垂直炮孔设置在后排炮孔处,这样穿孔和爆破的综合效果就不会受到影响,爆破质量更佳[2]。

2.2 装药结构

对于边坡爆破施工来说,装药方式可以应用不耦合式,以此来减少爆破药柱和孔壁的接触,用这样的方式来降低爆破施工对孔壁周围岩石的影响,确保边坡和预留部分的安全性,保证爆破效果。在震动波的作用下,其相邻孔壁岩石在拉力作用下容易出现预留缝隙。针对该种情况,可以改变装药技术,采用轴向空气间隔分段装药方式,若是预裂装药施工,可以用胶带将预裂药柱间隔绑在导爆索上。爆破孔洞的加深会影响到岩石土体,加大其初始应力,增强洞低的夹制力,因此为了消除夹制力,爆破炸药位置的设置一定要合理,确保其处于离孔洞底部1~2 cm 以上的位置。

2.3 爆破方案

预裂爆破施工较为常见,它一般用于矿山保护层施工前,指的是按照边坡轮廓线爆破出一定宽度的裂缝,采用该种爆破主要是为了降低矿山边坡受到主要爆破地区的影响,确保预裂面的光滑。设计时可以在坡顶线处开凿出一排预裂孔,注意钻孔的角度,确保其倾斜角和坡面角度相符合,如果需要垂直钻孔爆破,可使用松动爆破技术,设置一排孔洞,让其处于重要爆破孔和预裂孔间,以此来起到缓冲作用,以此来避免影响到周边的边坡和固定边坡。如果要进行爆破施工,需要对施工现场进行仔细检查,尤其需要注意爆破效果、预裂爆破施工震动情况,结合岩土含水量情况,同时根据其节埋裂隙发育,将预裂施工参数和缓坡爆破施工参数设计合理,在具体施工中可以根据实际情况进行不断优化调整[3]。

3 露天采矿边坡爆破施工控制措施

3.1 选择合理的爆破方案

边坡爆破施工质量要得到保证,需要对爆破施工中存在的一些问题进行深入分析,然后针对这些问题找到解决之策,这样爆破施工质量才能得到保证,施工安全性也能得到更好的保证。前期在选择爆破方案时一定要保证科学性和合理性,因为它直接决定了施工质量。对于边坡安全控制来说,其爆破措施一般有两种,一种是调整主爆破区方案,这样可以将边坡受到的爆破施工影响降低,调整时可以根据具体施工情况来进行,对主爆区的最大单响药量,要进行科学调整或是对临空面方向进行调整。此外,还可以采用缓冲爆破、预裂爆破等技术,通过这些技术开展爆破施工可以在最大程度上保护边坡的岩体。施工单位在具体施工中,还需要选择合适的施工方案,对于一些先进的爆破技术不要照搬照抄,应选择使用最适合的。施工如果选择调整主爆区爆破方案方式,需要科学、合理地安排好施工进度,对前期的工程施工情况应有着充分的把握,确保施工方案的合理性。台阶工作面的推进方向会直接影响到爆破作业临空面方向,因此临空面方向就是爆破震动的最大方向,要想保护好边坡需要保证施工中不要背对爆区。爆破施工中会有巨大震动产生,会直接影响到边坡,因此需要合理控制好震动,及时调整单响药量。此外,还需要调整好起爆时差,以此来改变爆破过程中的最大爆药量,同时也为了改变响炮孔的临空方向[4]。

3.2 采用预裂爆破技术和分段装药技术

爆破效果的实现,可以通过在施工中应用光面爆破和预裂爆破技术来实现,装药方式可以采用不耦合式,以此降低孔壁和爆破药装的接触,减轻其产生的影响,爆破产生的震动波会产生拉力影响到岩石,导致岩体产生裂缝。分段装药技术的应用,可以有效防止产生裂缝,在具体施工中可以应用胶带隔离药柱,将药柱绑在导火索上。施工中炮孔深部岩石土体初始应力会随着炮孔深度的增加而增大,这需要通过夹制作用来抵抗,可以适度加大装药,通过科学控制好装药长度,避免边坡受到爆破施工的影响。

3.3 采用爆破降震技术

爆破效率的提高离不开科学、有效地检测爆破边坡稳定性,通过检测可以很好了解施工中的参数,及时对爆破震动造成的影响情况清楚的了解,通过检测结果开展一系列科学的降震措施。控制性边坡爆破一般采用炸药方式进行爆破,使用较大量的炸药,因此会有很大风险存在于爆破中,需要提前安全防护措施做好,重点控制好药量。只要采用科学的爆破措施,就可以将震动降低,确保爆破工作的顺利开展[5]。

4 结语

边坡爆破施工时,需要对爆破施工方案进行科学、合理的选择,对工程施工情况进行全面、认真地考虑,结合施工现场的资源和地质情况将设计方案制定好。这样可以避免发生安全事故,同时也利于更好地优化和完善当前的施工技术水平,将施工人员安全意识增强,让施工作业的安全最大程度得到保证,以此来促进我国煤矿行业的不断发展。

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