孫野

摘要：分析研究邊坡控制性爆破施工技術(shù)的必要性，詳細闡述了邊坡控制性爆破施工技術(shù)在爆破參數(shù)、爆破施工流程等方面的設(shè)計方案。以某露天礦山為例闡述了實施爆破前的地質(zhì)地貌的勘測工作，在獲得其地層巖性構(gòu)成情況具體數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，實施了設(shè)計方案，并對爆破過程進行測試和分析。實踐證明，采用邊坡控制性爆破施工技術(shù)，進行露天礦山工程邊坡控制性爆破施工，可以實現(xiàn)邊坡不同位置的同步、同規(guī)模爆破，確保施工質(zhì)量的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：露天礦山工程；邊坡施工；控制性爆破；技術(shù)研究

0? ?引言

在礦山工程開發(fā)建設(shè)過程中，往往需要進行大規(guī)模的露天巖體開挖[1]。從提高工作效率的角度出發(fā)，為了能夠最大限度地保證工程進度和預(yù)期的安全、質(zhì)量目標，使得礦山開采項目的經(jīng)濟效益得到進一步提升[2]，爆破施工技術(shù)成為了巖體開挖工程應(yīng)用較為普遍的施工方法之一。

1? ?研究邊坡控制性爆破施工技術(shù)的必要性

露天礦山的爆破施工會對邊坡的穩(wěn)定性造成不利影響，不僅會給礦山開采工程帶來一定的安全隱患[3]，同時也會降低礦山開采的效率。為了解決這一問題，采用適當措施對爆破施工過程進行有效控制極為必要[4]?，F(xiàn)階段微差爆破和不耦合裝藥都是較為常見的控制手段。除此之外，增設(shè)預(yù)裂縫也是較為常見的降低爆破振動對邊坡巖體損傷的方式之一[5]。

但是上述方法在控制精度方面仍存在進一步優(yōu)化的空間。為此，我們開展了露天礦山工程邊坡控制性爆破施工技術(shù)研究，并通過測試的方式分析驗證了該項技術(shù)在礦山開挖工程中對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生的積極作用。

2? ?邊坡控制性爆破施工技術(shù)設(shè)計方案

2.1? ?爆破參數(shù)的設(shè)計

2.1.1? ?潛孔鉆機的選用

實現(xiàn)對邊坡控制性爆破施工質(zhì)量的有效控制，對爆破參數(shù)進行合理設(shè)計是極為必要的[6]。在預(yù)裂爆破階段，將CM351型履帶式高風壓潛孔鉆機和T35、T40型履帶式頂錘式潛孔鉆機設(shè)置為爆破孔及緩沖孔的鉆孔裝置[7]。

2.1.2? ?布設(shè)緩沖孔和填裝炸藥

對于緩沖孔的設(shè)計，其間距在2.0m以上，其孔徑以90mm為宜。緩沖孔與預(yù)裂孔的排距也在2.0m以上。采用?70乳化炸藥作為爆破材料，對緩沖孔進行連續(xù)裝藥處理。

結(jié)合礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)的硬度及其振動傳導(dǎo)性能，可對緩沖孔的孔徑進行適應(yīng)性調(diào)整[8]。當?shù)V山地質(zhì)結(jié)構(gòu)的硬度較高、振動傳導(dǎo)性能較低時，可以適當增大緩沖孔的孔徑；當?shù)V山地質(zhì)結(jié)構(gòu)的硬度較低、振動傳導(dǎo)性能較高時，可以適當縮小緩沖孔的孔徑。通過這樣的調(diào)整，可最大限度保障邊坡區(qū)域不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)取得相同的爆破效果性。

2.1.3? ?布設(shè)預(yù)裂孔和填裝炸藥

對預(yù)裂孔進行設(shè)計，其間距為0.80m，孔徑為90.0mm。在具體實施階段，填裝乳化炸藥作為爆破材料，并在孔底放置2倍的加強藥量，裝藥密度在325～425g/m，以確保其爆破性能。在距離孔口1m的位置，充填炮泥或巖粉予以堵塞。其孔徑的調(diào)整原因和調(diào)整方法，與緩沖孔相同。

2.1.4? ?布設(shè)爆破孔和填裝炸藥

在布設(shè)爆破孔時，其間距和排距分別設(shè)置為4.20m和3.60m。爆破孔的孔徑控制在110.0～120.0mm區(qū)間范圍內(nèi)。在具體實施階段，采用乳化炸藥作為爆破材料，對爆破孔進行連續(xù)裝藥。為了最大限度保障裝藥的精準性，降低由于炸藥量的差異出現(xiàn)爆破效果異常的問題，炸藥采用人工裝填方式，并利用木棍或竹棍對炸藥進行搗實處理。采用巖屑或黏土對爆破孔的封口處進行堵塞，以此避免出現(xiàn)炸藥外漏等情況。填裝的炸藥量，執(zhí)行單耗炸藥量0.5～0.6kg/m3的標準。

按照上述方式，對邊坡爆破施工的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)計，并在實施階段進行有效控制，可從根本上改進爆破效果、提高施工質(zhì)量。

2.1.5? ?預(yù)計爆破效果

實施爆破時，設(shè)置多個檢測點進行檢測并進行數(shù)據(jù)分析。預(yù)期每個檢測點之間在X、Y、Z三個方向的振動速度的差值不大于0.30m/s；每個檢測點之間在X、Y、Z三個方向的矢量合速度的差值不大于0.15m/s。

2.2? ?爆破施工流程的設(shè)計

在對邊坡的控制性爆破施工參數(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)上，在具體施工過程中，充分考慮了爆破之后脫落大體積巖體對露天礦山工程邊坡產(chǎn)生的二次振動作用，因此在爆破施工過程中引入了解小工序。邊坡控制性爆破施工流程如圖1所示。

由圖1可知，邊坡控制性爆破施工流程的具體步驟，共分為8個階段。

在施工準備階段，需要準備施工所需的材料、設(shè)備，對待爆破的露天礦山環(huán)境進行地質(zhì)勘探，為爆破階段各個爆破點炸藥使用量的設(shè)計提供可靠基礎(chǔ)。在設(shè)計布孔和測量定位兩個階段，主要是按照前述設(shè)計方案中的設(shè)置的參數(shù)，確定爆破孔及緩沖孔的鉆孔位置。

在對巖體進行靜態(tài)破碎處理后，利用機械對破碎進行解小。這樣做的目的是避免造成大規(guī)模的巖石脫落，避免對周圍邊坡的穩(wěn)定性造成破壞。對于解小的破碎巖體結(jié)構(gòu)，具體的解小標準以邊坡的高度為基準進行控制。當邊坡的高度在10.0m以下時，解小后的巖體結(jié)構(gòu)應(yīng)在20.0m3以下；當邊坡的高度在10.0m以上時，解小后的巖體結(jié)構(gòu)應(yīng)在10.0m3以下。之后再使用挖掘機將其運送至裝料臺，完成對邊坡控制性爆破施工之后的處理工作。

按照上述所示的方式，即可實現(xiàn)對邊坡爆破施工質(zhì)量的穩(wěn)定控制，最大限度保障爆破效果與預(yù)期目標一致。

3? ?設(shè)計方案的實施和檢測分析

根據(jù)前述邊坡控制性爆破施工技術(shù)設(shè)計方案，以某露天礦山為例，在進行地質(zhì)地貌勘測和分析的基礎(chǔ)上，采用實施了該設(shè)計方案，然后進行了爆破檢測和分析。

3.1? ?地質(zhì)地貌的勘測

3.1.1? ?地質(zhì)勘測

經(jīng)勘測發(fā)現(xiàn)，該露天礦山的地質(zhì)為構(gòu)造侵蝕、剝蝕中的丘陵地貌，尤其是巖溶地貌特征最為突出。從前期地質(zhì)勘察的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，山體溶洞結(jié)構(gòu)發(fā)育較為明顯，而山體外層是溶洞結(jié)構(gòu)最主要的集中區(qū)域，這是影響爆破施工最主要的因素之一。

在受風化及溶洞的影響作用下，山體表面有大量衍生的豎直和水平次生裂隙，使得巖體外部的強度相對偏低。在爆破施工過程中，因受到振動而發(fā)生塌落的概率相對較大。

3.1.2? ?地貌勘測

在地質(zhì)勘測和分析的基礎(chǔ)上，對該礦山的地貌進行勘測與分析。該礦山與現(xiàn)有高速公路緊鄰，山體呈現(xiàn)陡峭趨勢。爆破施工區(qū)域的地面標高在+141～+158m區(qū)間范圍內(nèi)，具有一定的起伏，且地表起伏范圍相對較大。在礦山周邊環(huán)境中，農(nóng)作物、灌木等植被比較豐富。

3.1.3? ?勘測結(jié)果

經(jīng)過對該露天礦山地質(zhì)地貌的勘測，獲得了其地層巖性構(gòu)成情況的具體數(shù)據(jù)，如表1所示。

3.2? ?測試與分析

根據(jù)表1所示該露天礦山地層巖性構(gòu)成情況的具體數(shù)據(jù)，運用邊坡控制性爆破施工技術(shù)開展爆破施工，通過具體的測試結(jié)果，分析和驗證邊坡控制性爆破施工技術(shù)的控制效果。

3.2.1? ?測試方法

在爆破區(qū)域設(shè)置了10個測試點，對應(yīng)的編號分別為1-1～1-10，在此基礎(chǔ)上，對X、Y、Z向振動速度進行矢量合成，確定爆破振動矢量合速度，以此分析該項技術(shù)的控制效果。

3.2.2? ?測試結(jié)果

按照上述測試方法對爆破區(qū)域的10個測試點進行了測試并進行了記錄，得出的測試結(jié)果如表2所示。

3.2.3? ?分析測試結(jié)果

根據(jù)表2所示的測試結(jié)果，對邊坡控制性爆破施工技術(shù)的實際應(yīng)用效果進行分析。從表2可知，X方向的振動速度基本穩(wěn)定在0.45～0.75m/s區(qū)間范圍內(nèi)。最大值位于1-8測試點，其與最小值1-9測試點的差值為0.315m/s；Y方向的振動速度基本穩(wěn)定在0.48～0.77m/s

區(qū)間范圍內(nèi)，最大值1-5測試點與最小值1-2測試點的差值為0.292m/s；Z方向的振動速度基本穩(wěn)定在0.44～0.70m/s區(qū)間范圍內(nèi)，最大值1-6測試點與最小值1-5測試點的差值為0.266m/s。從上述分析可知，施行邊坡控制性爆破施工技術(shù)，在X、Y、Z三個方向的振動速度之差穩(wěn)定在0.30 m/s的范圍以內(nèi)，符合設(shè)計方案的預(yù)期。

在分析X、Y、Z三個方向振動速度的基礎(chǔ)上，對其矢量合速度進行分析。從表2可知，X、Y、Z三個方向的矢量合速度始終穩(wěn)定在0.60～0.74m/s區(qū)間范圍內(nèi)，最大值1-8測試點與最小值1-2測試點的差值為0.136m/s，該差值小于設(shè)計方案0.15m/s的預(yù)期。

由此可以得出結(jié)論：采用邊坡控制性爆破施工技術(shù)進行露天礦山工程邊坡爆破施工，可以實現(xiàn)邊坡不同位置的同步、同規(guī)模爆破，可以確保施工質(zhì)量。

4? ?結(jié)束語

在礦山開采過程中，爆破是必不可少的施工內(nèi)容之一。如何保障爆破的精準性，成為備受關(guān)注的施工技術(shù)。

本文提出的露天礦山工程邊坡控制性爆破施工技術(shù)，充分考慮了炸藥量及其作用范圍，以及礦山地質(zhì)構(gòu)成屬性特征等因素，對邊坡不同位置實現(xiàn)同步、同規(guī)模爆破，保障了爆破振動傳播的基本一致。

通過對露天礦山工程邊坡控制性爆破施工技術(shù)的設(shè)計與研究，希望能夠為礦山爆破施工提供有價值的參考。

參考文獻

[1] 唐小再，劉桐，何濤，等.基于數(shù)值模擬的漿砌塊石大橋爆

破拆除優(yōu)化研究[J].煤礦爆破，2023，41（2）：20-27.

[2] 張伍，張忠杰，肖傳玉，等.橫通道爆破施工條件下水平耦

聯(lián)隧道動力響應(yīng)研究[J/OL].人民長江，2023，06（12）： 1-10.

[3] 王超.毫秒延期爆破技術(shù)在喀斯特巖溶地區(qū)特大高邊坡施

工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)（中英文），2023，52（11）： 66-70.

[4] 段寶福，于昭文，徐偉善，等. PE管道的爆破振動響應(yīng)規(guī)

律及灰色關(guān)聯(lián)度分析[J/OL].工程爆破，2022，3（6）：1-11.

[5] 李尚.一種新型環(huán)保高效炸礁施工工藝—水下CO2氣體膨

脹裂巖施工簡介[J].珠江水運，2023（9）：23-25.

[6] 周祥洋，汪日生，胡盼強，等.麗水機場配套工程臨近高速

公路復(fù)雜環(huán)境控制爆破技術(shù)實踐[J].建筑安全，2023，38（5）：

36-40.

[7] 楊景峰，冀玉豪，康蘭方，等.引水隧洞爆破開挖對臨近隧

道振動的影響及控制[J].河南城建學院學報，2023，32（2）：1-8.

[8] 劉家明，張俊儒，王智勇，等.硬質(zhì)地層下近接隧道爆破振

動影響分區(qū)及動力響應(yīng)研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2023，60（2）：

125-137.