摘　要：本文某露天礦開采的實(shí)例，進(jìn)行了預(yù)裂爆破設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工，對(duì)爆破參數(shù)選擇及爆破施工進(jìn)行了詳細(xì)分析，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和價(jià)值性。該方法在露天礦開采的運(yùn)用，效果明顯，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較好，值得推廣和運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：預(yù)裂爆破；爆破參數(shù)；爆破施工 
1.概況
某露天礦是全國(guó)大型黑色冶金礦山之一，礦區(qū)南北長(zhǎng)５.５公里，東西寬０.４~１公里，面積為４.６平方公里， 總占地面 積為１３.１５平方公里。屬前震旦紀(jì)鞍山式沉積變質(zhì)鐵礦床，由黑背溝區(qū)、鐵山區(qū)和黃柏峪區(qū)構(gòu)成，其中以鐵山區(qū)為最大。礦體由太古界安山群含鐵石英巖中的３個(gè)鐵層組成，屬于單斜構(gòu)造。鐵礦層走向西北，傾向南西，傾角４０度~５５度。地表露出 全長(zhǎng)３４００米，工業(yè)礦段總長(zhǎng)２９００米。３個(gè)鐵礦層的平均厚度為４０. １８ 米，其中以第三層為最大，儲(chǔ)量占全區(qū)的８２.６％。 礦石品位：磁鐵貧礦石鐵量 ３１.８２％，磁鐵富礦石鐵量５０％。該礦生產(chǎn)的鐵礦石低磷、低硫， 有害元素 極低，是冶煉鑄造生鐵、球墨鑄鐵的最好原料。 南芬露天鐵礦累計(jì)探明儲(chǔ)量為１２.９１億噸，到１９８５年末，保有儲(chǔ)量為 １１.１億噸，其中工業(yè)礦量８.４億噸，遠(yuǎn)景礦量２.７４億噸。礦床距地表較淺， 構(gòu)造簡(jiǎn)單，適合于露天開采。該礦裝備有１２０噸、１７０噸電動(dòng)輪汽車，７.６立方米、１１.５立方米電鏟和４５Ｒ、６０Ｒ牙輪鉆等先進(jìn)設(shè)備。 年剝離量為２８２３萬噸，采礦石７９７.８萬噸，是目前我國(guó)單體礦山年產(chǎn)量最高的礦山。
2.爆破參數(shù)選擇
2.1　鉆孔參數(shù)
預(yù)裂孔使用XHR351鉆機(jī)施工，孔徑為100mm。主爆孔使用Φ200 mm牙輪鉆孔施工。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工數(shù)據(jù)的歸納總結(jié)，該露天礦露天臺(tái)階開采中，設(shè)計(jì)預(yù)裂孔孔距一般為1 m，主爆區(qū)孔間距為3~3. 5 m，主爆孔的排間距為3 m，這些參數(shù)在爆破施工中取得理想的爆破效果。按邊坡設(shè)計(jì)坡比測(cè)算預(yù)裂孔鉆孔深度和傾角，其實(shí)際值根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)爆破施工合理性確定。
2.2　裝藥參數(shù)
預(yù)裂爆破的線裝藥密度經(jīng)驗(yàn)公式都是根據(jù)大量的現(xiàn)場(chǎng)爆破數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)歸納推演出來的，可有效的指導(dǎo)預(yù)裂爆破前的試驗(yàn)工作。但對(duì)一個(gè)具體的礦山而言，由于巖石特性、地質(zhì)構(gòu)造方面存在著差異，經(jīng)驗(yàn)公式無疑有它的局限性，另外，影響爆破質(zhì)量的因素很多，經(jīng)驗(yàn)公式只是相對(duì)而言的。
針對(duì)該礦的巖石特性，應(yīng)用6個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算線裝藥密度，并分別與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)比結(jié)果表明，經(jīng)驗(yàn)公式△線=0.36n0.6n0.2[σ壓]0. 6用于堅(jiān)硬巖石的預(yù)裂爆破線裝藥密度核算，其誤差相對(duì)較小，且它不隨巖石硬度增大而呈線性增加，因此，某露天礦臺(tái)階式露天開采預(yù)裂爆破主要是參考該經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算藥量，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行修正。其預(yù)裂爆破設(shè)計(jì)見圖1。

圖1　某露天礦預(yù)裂爆破爆孔布置
使用32 mm藥卷，預(yù)裂孔徑D為10，n取值為0. 32，由上述公式計(jì)算出預(yù)裂孔的線裝藥密度為320~410 g/m，以二級(jí)巖石乳化炸藥為準(zhǔn)，其他炸藥用能量系數(shù)換算。
3.爆破施工
3.1　預(yù)裂孔施工
(1)測(cè)量放樣。測(cè)量放樣是根據(jù)邊坡設(shè)計(jì)的坡比確定鉆孔的開口位置。由于設(shè)計(jì)高程和實(shí)際開口位置的高程不一定相符，必須根據(jù)開口高程和鉆孔角度確定開口位置。
(2)鉆孔角度控制。預(yù)裂孔鉆孔的傾角和方位角影響預(yù)裂爆破的超深，直接影響預(yù)裂爆破的效果。
(3)預(yù)裂孔裝藥。按照設(shè)計(jì)線裝藥密度，間斷將Φ32×200二級(jí)巖石乳化炸藥和導(dǎo)爆索一起綁在長(zhǎng)竹片上裝入孔內(nèi)。預(yù)裂爆破裝藥只須堵塞孔口段。預(yù)裂孔孔口堵塞長(zhǎng)0. 8~1. 1 m，預(yù)裂孔底部1m范圍內(nèi)加藥量2. 5倍，頂部1 m范圍內(nèi)藥量減半。預(yù)裂孔裝藥結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　預(yù)裂孔裝藥結(jié)構(gòu)示意
3.2　主爆孔施工
主爆孔孔底距壁面過小，爆破會(huì)對(duì)終采邊坡造成破壞，過大會(huì)留下巖坎，須二次處理，經(jīng)過多次試驗(yàn)，確定主爆孔距預(yù)裂壁面2. 5~3 m。
(1)孔距和排距。通過試驗(yàn)，確定露天礦臺(tái)階式開采中孔距3. 5 m，排距為3. 0~3. 5 m。
(2)孔的深度。為確保下一臺(tái)階的完整和下一平臺(tái)終采邊坡的預(yù)裂鉆孔施工，又必須盡量少留巖坎，主爆孔的深度只鉆到下一梯段高程，不超深。其傾角確定原則為：預(yù)裂孔與其相鄰的那一排主爆孔的孔口水平距離至少保有3 m，孔底水平距離至少保有2. 5 m。主爆孔排與排之間的鉆孔傾角可不完全相同。
(3)主爆孔的裝藥。采用不耦合裝藥，Φ200的孔徑裝Φ120乳化藥卷，不耦合系數(shù)為1. 67，單耗一般取值0. 35~0. 45 kg/m3，孔網(wǎng)參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)爆破施工經(jīng)驗(yàn)和爆破效果進(jìn)行調(diào)整。
3.3　爆破網(wǎng)絡(luò)
孔內(nèi)用雙導(dǎo)爆索起爆，孔間用導(dǎo)爆索搭接，單響藥量小于150 kg，主爆孔內(nèi)用MS10段非電雷管引爆，整個(gè)爆破網(wǎng)絡(luò)用MS1、MS2、MS3、MS4、MS5、MS6等等聯(lián)接。其網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。

圖3　爆破起爆網(wǎng)絡(luò)示意
4.應(yīng)用效果
近幾年來，預(yù)裂爆破技術(shù)在某露天礦臺(tái)階式開采中的應(yīng)用取得了較為理想的效果：
(1)應(yīng)用預(yù)裂爆破雖增加預(yù)裂孔穿孔工作量，但保證預(yù)留邊坡一次成型，同時(shí)減少臨近主爆孔的穿孔工作量，總的穿孔工作量增加不大，另外減少了邊坡二次處理工作量及費(fèi)用；
(2)保留邊坡半孔率最高達(dá)97%，最底也能達(dá)到89%，超欠挖控制在±15 cm左右，最終邊坡達(dá)到一次成型；
(3)爆破效果良好，減少了挖裝機(jī)械的油耗和備件磨損，直接經(jīng)濟(jì)效益較為可觀；
(4)減少了預(yù)留邊坡受炸藥猛度的影響，增強(qiáng)了邊坡的安全穩(wěn)定性，有效降低露天礦山臺(tái)階下降后高邊坡潛在的安全隱患。
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