集束藥卷在露天采場(chǎng)最終邊坡光面爆破中的應(yīng)用

袁 新 華

廣東十六冶建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510515

露天采場(chǎng)是一個(gè)大型邊坡工程，邊坡的穩(wěn)定在露天礦的安全生產(chǎn)中占有重要地位，光面爆破是邊坡控制爆破的常用方法，通過控制爆破能量的釋放，有效地控制破裂方向和破壞范圍［1］，使邊坡平整和穩(wěn)定.在我公司承建的廣東省大寶山礦業(yè)有限公司330萬(wàn)噸／年銅硫采場(chǎng)的基建剝離工程中，將Φ32 mm小藥卷綁扎成集束藥卷替代Φ110mm藥卷實(shí)施光面爆破，在＋973～＋961臺(tái)階及其它臺(tái)階的中深孔爆破施工中取得了良好的效果.

1 被爆體概況

＋973～＋961臺(tái)階為廣東省大寶山礦業(yè)有限公司330萬(wàn)噸／年銅硫采場(chǎng)基建剝離工程的擴(kuò)幫工程，位于銅硫礦床下盤，是我公司承建該工程的第一個(gè)剝離臺(tái)階，圍巖為中分化花崗巖，f系數(shù)6～8.臺(tái)階的西半坡為陡峭懸崖，懸崖下方為裝礦站和索道運(yùn)輸線，必須控制爆破的振動(dòng)以防巨石滾落及減少對(duì)邊坡巖石的破壞和惡化作用.

2 技術(shù)參數(shù)

炮孔采用潛孔鉆鉆孔，鉆孔直徑D＝140mm，爆破臺(tái)階的高度H與露天采場(chǎng)的臺(tái)階高度相同，H＝12m，炮孔超深h＝1m.

最小抵抗線W光、孔距a光、線裝藥密度q光及單孔裝藥量Q光由式（1）～（4）計(jì)算［2］，不耦合系數(shù)由式（5）計(jì)算［3］.

式（1）中，K—計(jì)算系數(shù)，一般為15～25，這里取K＝15，D—鉆孔直徑，D＝140mm.

式（2）中，m—炮孔密集系數(shù)，一般為0.6～0.8，這里取m＝0.7.

式（3）中，K光—計(jì)算系數(shù)，中風(fēng)化花崗巖的K光一般為180～360，這里取K光＝360.

式（4）中，L—炮孔長(zhǎng)度，α為臺(tái)階坡面角，設(shè)計(jì)的臺(tái)階坡面角為63°.

式（5）中，D—鉆孔直徑，d藥—藥卷直徑，光面爆破均采用不耦合裝藥，且不耦合系數(shù)以2～5為宜.

3 選擇藥卷規(guī)格及懸吊裝藥結(jié)構(gòu)

常用的 Φ110mm／4000g／40cm 藥卷，每米藥卷的裝藥量達(dá)10000g，遠(yuǎn)大于光面爆破對(duì)線裝藥密度（1134g／m）的要求，且不耦合系數(shù)為140／d藥＝140／110＝1.27，不能滿足光面爆破對(duì)不耦合系數(shù)的要求.

若采用Φ90mm／3000g／40cm的藥卷，不耦合系數(shù)為140／d藥＝140／90＝1.56，且線裝藥密度也達(dá)不到光面爆破的要求.這種藥卷在炮孔中的形態(tài)如圖1所示.由圖1可見，由于藥卷的徑向與炮孔的徑向不同，爆破時(shí)爆轟波會(huì)反復(fù)沖擊孔壁，對(duì)炮孔和邊坡造成破壞，不能形成平整、穩(wěn)定的邊坡.

圖1 Φ90藥卷裝藥示意圖Fig.1 Schematic diagram of cartridge chargingΦ90

采用集束藥卷可克服藥卷的徑向與炮孔的徑向不同所帶來的弊端.集束藥卷的制作方法是，將小藥卷用扎帶綁扎，再用繩索將集束藥卷間隔懸吊，并以導(dǎo)爆索傳爆（圖2），集束藥卷在炮孔內(nèi)的裝藥示意圖，如圖3所示.由圖3可見，采用這種方式裝藥，炮孔與藥卷的徑向在同一軸線上，爆轟波不會(huì)對(duì)炮孔和邊坡造成破壞，有可能形成平整、穩(wěn)定的邊坡.

圖2 Φ32mm×3集束藥卷綁扎示意圖Fig.2 Schematic diagram of cluster cartridge bundle Φ32mm×3

圖3 Φ32mm×3集束藥卷裝藥示意圖Fig.3 Schematic diagram of cluster cartridge charging Φ32mm×3

在實(shí)際操作中，選用廣東宏大增化民爆有限責(zé)任公司生產(chǎn)的Φ32mm／300g／35cm乳化藥卷，其性能指標(biāo)列于表1.將三卷乳化藥卷連同導(dǎo)爆索用扎帶綁在一起，形成一個(gè)集束藥卷，用繩索每隔30 cm串聯(lián)一個(gè)集束藥卷，這種集束藥卷的不耦合系數(shù)為140／d藥＝140／（32×3）＝1.46.實(shí)際的線裝藥密度為1048g／m，比計(jì)算值1134g／m略小，實(shí)際單孔裝藥量15.3kg，實(shí)際光爆層厚度2m.爆破結(jié)果表明，采用這種集束藥卷，能保證中深孔爆破所需的足夠爆力，是在不耦合系數(shù)小于2的情況下進(jìn)行光面爆破的大膽嘗試.

表1 Φ32mm／300g乳化藥卷的性能指標(biāo)Table 1 Performance index of emulsification cartridge Φ32mm／300g

采用集束藥卷間隔懸吊裝藥爆破的孔網(wǎng)參數(shù)列于表2.

表2 實(shí)際光面爆破的孔網(wǎng)參數(shù)Table 2 Parameters of hole network in actual smooth blasting

集束藥卷間隔懸吊裝藥的爆破質(zhì)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)列于表3，由表3可見，集束藥卷間隔懸吊裝藥爆破的各項(xiàng)指標(biāo)，符合光面爆破的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn).

表3 光面爆破的質(zhì)量指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Quality indexes and evaluation standards of smooth blasting

4 結(jié) 論

將井下爆破常用的Φ32mm／300g／35cm藥卷集束使用，采用間隔懸吊裝藥結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于廣東省大寶山礦業(yè)有限公司330萬(wàn)噸／年銅硫采場(chǎng)的基建剝離工程最終邊坡光面爆破中，孔殘痕率為80%，坡面坡率1°，符合光面爆破的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了對(duì)露天采場(chǎng)最終邊坡臺(tái)階平整、穩(wěn)定的要求，是對(duì)光面爆破在露天采場(chǎng)最終邊坡施工中的一次有益的嘗試.

［1］汪旭光.爆破設(shè)計(jì)與施工［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

［2］中國(guó)工程爆破協(xié)會(huì).中國(guó)典型爆破工程與技術(shù)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2006.

［3］于亞倫.工程爆破理論與技術(shù)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.