露天深孔爆破盲炮研究綜述

李雪車

（中國(guó)神華能源股份有限公司哈爾烏素露天煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

露天深孔爆破已廣泛應(yīng)用于露天礦剝離開采、工業(yè)場(chǎng)地平整、港口建設(shè)、公路建設(shè)等領(lǐng)域，然而，由于各種不確定因素的影響，盲炮會(huì)引發(fā)安全事故。盲炮對(duì)爆破效果的影響主要表現(xiàn)在產(chǎn)生大塊率、降低機(jī)械挖運(yùn)效率、增加二次爆破量、延誤工期等方面。盲炮一般很難發(fā)現(xiàn)，盲炮中殘留的炸藥一旦引爆，可能造成傷亡事故，增加安全隱患。

一、深孔爆破概述

深孔爆破是指鉆孔直徑大于75mm、孔深大于5m的炮孔爆破技術(shù)。其是指在事先修好的臺(tái)階(梯段)上進(jìn)行鉆孔作業(yè)，并在鉆好的深孔中裝入延長(zhǎng)藥包爆破。深孔爆破破碎質(zhì)量好，破碎塊度符合工程要求，基本上無(wú)不合規(guī)格的大塊，無(wú)根底，爆堆集中且具有一定的松散度，滿足鏟裝設(shè)備裝載要求。

深孔爆破必須滿足不同開挖工程的技術(shù)要求，即要全面改善爆破質(zhì)量，又要改善爆破技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，降低工程總成本。全面改善爆破質(zhì)量是指破碎質(zhì)量要好，破碎塊度符合工程要求，基本上無(wú)不合格大塊，無(wú)根底，爆堆集中，具有一定松散度，能滿足產(chǎn)裝設(shè)備高效率裝載要求；另外，能降低爆破有害效應(yīng)，減少后沖、后裂和側(cè)裂、降低爆破地震、噪聲、沖擊波和飛石的危害。改善爆破技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是指提高爆破量，降低炸藥單耗，并在改善破碎質(zhì)量前提下，使鉆孔、裝載、運(yùn)輸和機(jī)械破碎等后續(xù)工序發(fā)揮高效率，使其工程成本達(dá)到最佳。

（一）特點(diǎn)

1.爆破的巖石塊度均勻，可根據(jù)挖裝機(jī)械鏟斗容量調(diào)節(jié)孔網(wǎng)參數(shù)，大塊率保持在3%～5%左右，有利于機(jī)械化綜合施工，生產(chǎn)效率高。2.深孔爆破對(duì)巖石路塹作用力較均勻，破壞范圍小，爆堆形狀合理。3.可配合深孔爆破采用光面爆破、預(yù)裂爆破開挖路塹邊坡，改善工程質(zhì)量，增加邊坡穩(wěn)定性。4.減少炸藥用量，降低成本。6.由于深孔爆破單位耗藥量小，且爆炸能量較均勻分布在巖體各處，所以爆破時(shí)無(wú)論地震強(qiáng)度、飛石距離或空氣沖擊波的影響范圍都比一般爆破小，因而安全技術(shù)好。

（二）鉆孔形式

鉆孔一般分為垂直鉆孔和傾斜鉆孔，其中，傾斜鉆孔在爆破效果方面較垂直鉆孔有較多優(yōu)點(diǎn)，但在鉆鑿過(guò)程中的操作復(fù)雜，在相同臺(tái)階高度情況下傾斜鉆孔比垂直鉆孔長(zhǎng)，而且裝藥時(shí)易堵孔，給裝藥工作帶來(lái)一定困難。在實(shí)際工程中，垂直鉆孔的應(yīng)用較傾斜鉆孔要廣泛得多。1.垂直深孔。優(yōu)點(diǎn)：其適用于各種地質(zhì)條件；鉆鑿垂直深孔操作技術(shù)比傾斜深孔容易；鉆孔速度快。缺點(diǎn)：爆破巖石大塊率比較多，常留有根坎；梯段頂部經(jīng)常發(fā)生裂縫,梯段坡面穩(wěn)固性差。2.傾斜深孔。優(yōu)點(diǎn)：布置的抵抗線較均勻,爆破破碎的巖石不易產(chǎn)生大塊和殘留根坎；梯段較穩(wěn)固，梯段坡面易保持；爆破軟質(zhì)巖石時(shí)，能取得高效率；爆破堆積巖石形狀較好，而爆破質(zhì)量并不降低。缺點(diǎn)：鉆鑿傾斜孔技術(shù)操作復(fù)雜，易發(fā)生鉆鑿事故；堅(jiān)硬巖石中不宜采用；鉆鑿傾斜孔的速度比垂直孔慢；延米方量少。

二、露天深孔爆破盲炮產(chǎn)生的原因

（一）爆破器材質(zhì)量不合格

爆破工程中使用不合格的爆破器材，將直接導(dǎo)致拒爆現(xiàn)象，從而產(chǎn)生盲炮。1.炸藥直徑小于臨界直徑，導(dǎo)致傳爆過(guò)程中斷；2.炸藥變質(zhì)，如炸藥保質(zhì)期已過(guò)，炸藥在儲(chǔ)存和運(yùn)輸中受潮或在孔內(nèi)受潮，從而改變其爆破性能，不能用雷管引爆或傳爆過(guò)程中斷；3.雷管起爆能不足以引爆藥包；4.導(dǎo)爆管雷管延時(shí)不精確。此外，使用不同廠家或批次的爆破器材也可能導(dǎo)致盲炮。

（二）爆破網(wǎng)路被損壞

由于爆破網(wǎng)路的破壞，致使爆破過(guò)程中斷，常產(chǎn)生盲炮，爆破網(wǎng)路受損原因較多。1.在爆破施工中，由于重物擠壓、尖石切割、人為破壞等原因使導(dǎo)爆管或雷管損壞，無(wú)法引爆孔內(nèi)炸藥或造成爆破網(wǎng)路中斷；2.在深孔爆破中，通常采用延時(shí)爆破，孔內(nèi)一般采用段別高且延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)的導(dǎo)爆管雷管，孔外一般采用段別低且延時(shí)時(shí)間短的導(dǎo)爆管雷管作接力管。孔內(nèi)外導(dǎo)爆管雷管段別選擇不當(dāng)，可能出現(xiàn)先爆孔引起的爆炸應(yīng)力波先于導(dǎo)爆管傳播到后排炮孔，產(chǎn)生的飛石會(huì)切斷或拉斷爆破網(wǎng)路，導(dǎo)致后炮孔拒爆形成盲炮；3.在爆破網(wǎng)路連接中，常出現(xiàn)錯(cuò)連、漏接、連接質(zhì)量差等問題，未采取防止雷管射流及飛片擊傷導(dǎo)爆管的措施，致使爆破網(wǎng)路破壞，造成大面積拒爆產(chǎn)生盲炮；4.當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的爆破區(qū)時(shí)，由于未協(xié)調(diào)好相互間的起爆順序及時(shí)間，致使先起爆區(qū)域產(chǎn)生的飛石破壞其他爆破區(qū)域的爆破網(wǎng)路。

（三）裝藥結(jié)構(gòu)不合理

裝藥結(jié)構(gòu)直接影響炸藥傳爆狀態(tài)，不合理的裝藥結(jié)構(gòu)會(huì)造成炸藥傳爆過(guò)程中斷，產(chǎn)生盲炮。1.裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。在軸向不耦合裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不耦合系數(shù)過(guò)大，導(dǎo)致裝藥間距超過(guò)殉爆距離。2.裝藥過(guò)程中發(fā)生堵孔，導(dǎo)致裝藥結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，造成裝藥間距過(guò)大，超過(guò)殉爆距離。堵孔原因包括：(1)在水孔中，由于炸藥在水中下降緩慢，裝藥過(guò)快易堵孔；水孔內(nèi)水面因裝藥上升，孔壁上的松石被沖入孔中間，造成堵孔。(2)炸藥塊度過(guò)大，卡孔后達(dá)不到設(shè)計(jì)位置。(3)裝藥時(shí)，將炮孔口處的浮石帶入孔內(nèi)或?qū)⒖變?nèi)浮石帶至中間造成堵孔。(4)一些炸藥卡在孔內(nèi)某個(gè)位置，達(dá)不到設(shè)計(jì)裝藥位置，繼續(xù)裝藥導(dǎo)致堵孔。3.裝藥過(guò)程中的過(guò)度搗實(shí)會(huì)導(dǎo)致炸藥性能的變化，也會(huì)中斷傳爆過(guò)程。4.同一炮孔內(nèi)爆速相差較大的炸藥會(huì)使炸藥傳爆過(guò)程不穩(wěn)定，導(dǎo)致傳爆過(guò)程中斷。

（四）起爆方式不合理

由于溝槽效應(yīng)的存在，爆轟波在傳播中必須克服巖石夾制效應(yīng)，特別是正向起爆爆轟波在傳播中受到更大的巖石夾制，爆轟波能量會(huì)衰減，當(dāng)其衰減到一定程度時(shí)，孔內(nèi)炸藥不會(huì)完全引爆，造成盲炮。

（五）結(jié)構(gòu)面的影響

當(dāng)巖體結(jié)構(gòu)面較發(fā)育且?guī)r性較軟時(shí)，如風(fēng)化巖中常發(fā)育泥化夾層面，先引爆的前排藥包將對(duì)后排巖體產(chǎn)生強(qiáng)烈擾動(dòng)，易造成圍巖沿?cái)嗔衙姘l(fā)生大位移，造成炮孔錯(cuò)位。若前后排藥包延時(shí)時(shí)間間隔過(guò)大，致使后排柱狀藥包在雷管起爆前會(huì)錯(cuò)斷，中斷局部藥柱的傳爆，發(fā)生局部拒爆。此外，在裂隙非常發(fā)育的區(qū)域鉆孔可能會(huì)產(chǎn)生亂膛，或當(dāng)爆破區(qū)域存在溶洞時(shí)，炸藥可能進(jìn)入亂膛或溶洞內(nèi)，未被傳爆而產(chǎn)生盲炮。

（六）裂縫的影響

自然形成及爆破形成的裂縫對(duì)盲炮的產(chǎn)生有一定影響。有研究表明，最先起爆的炮孔產(chǎn)生的作用力通過(guò)裂縫向同一裂縫中的其他炮孔傳播，傳播速度為219～475m/s。假設(shè)臺(tái)階爆破炮孔排距為3m，作用力以219m/s的最小速度傳播，傳至后排炮孔的時(shí)間為13.7ms。而毫秒延時(shí)爆破網(wǎng)路中的孔間延時(shí)一般大于等于25ms，說(shuō)明該作用力在裂縫傳播下，后排炮孔在起爆前已到達(dá)。若先起爆炮孔產(chǎn)生的作用力足夠大，同一裂縫中相鄰炮孔在裂縫處的炸藥可能會(huì)被壓縮，密度會(huì)增加，從而產(chǎn)生盲炮。

三、露天深孔爆破盲炮的識(shí)別與處理

盲炮一般不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，應(yīng)仔細(xì)檢查。爆破中如有飛石、填塞物拋擲等，說(shuō)明可能發(fā)生盲炮。爆破結(jié)束后，進(jìn)入爆區(qū)檢查，若發(fā)現(xiàn)爆堆寬度小于預(yù)期、后沖異常、爆堆峰谷異常、爆堆向拋空一側(cè)傾斜、爆堆上部和內(nèi)部有大塊等，可能發(fā)生盲炮。電子雷管的逐漸普及，為盲炮識(shí)別提供了新的思路。電子雷管延時(shí)準(zhǔn)確，分析網(wǎng)路的設(shè)計(jì)延時(shí)是否與實(shí)際炮孔起爆時(shí)間相對(duì)應(yīng)，判斷是否有盲炮。通過(guò)對(duì)爆破振動(dòng)波的測(cè)量，確定炮孔的實(shí)際起爆時(shí)間。

在實(shí)際工程中，應(yīng)及時(shí)處理盲炮。處理步驟為：1.檢查爆破網(wǎng)路是否損壞。2.測(cè)量最小抵抗線是否變化。3.當(dāng)爆破網(wǎng)路完整且最小抵抗線不變時(shí)，可選擇重新連接起爆；當(dāng)爆破網(wǎng)路完整，最小抵抗線發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算安全距離，并在連接起爆前增加警戒范圍。4.當(dāng)爆破網(wǎng)路損壞，無(wú)法重新連接起爆時(shí)，盲炮一般采用誘爆法、打平行孔法(平行孔與盲炮距離不小于孔徑10 倍)、用水沖洗法(非抗水炸藥)、高壓氣流排除法等。若盲炮無(wú)法重新起爆，可采用高壓氣流排除法，該方法簡(jiǎn)單可行，安全可靠。如不能及時(shí)處理或處理未完成，應(yīng)記錄盲炮數(shù)量、炮孔方向、裝藥量、起爆藥包位置、處理方法及意見，安排專人監(jiān)護(hù)，并在下一個(gè)工作日及時(shí)處理，或現(xiàn)場(chǎng)交接清楚，由下一班繼續(xù)處理。盲炮處理由爆破工程技術(shù)人員提出方案，經(jīng)單位主要負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后，由經(jīng)驗(yàn)豐富的爆破人員作業(yè)。

四、露天深孔爆破盲炮的預(yù)防措施

（一）技術(shù)措施

1.檢查爆破器材質(zhì)量。裝藥前，仔細(xì)檢查炸藥是否過(guò)期受潮等、導(dǎo)爆管雷管管殼是否變形或有明顯損壞、導(dǎo)爆管是否有穿孔，確保所用爆破器材質(zhì)量合格。

2.保證爆破網(wǎng)路質(zhì)量。裝藥時(shí)，要檢查所用雷管的段別是否正確。通常，孔內(nèi)使用高段別雷管；裝藥、填塞等工序交叉作業(yè)時(shí)，不得用腳踩導(dǎo)爆管或在導(dǎo)爆管上放置重物，以免損壞導(dǎo)爆管，影響爆破網(wǎng)路的傳播；網(wǎng)路連接時(shí)，導(dǎo)爆管應(yīng)沿雷管徑向用膠布等均勻捆扎在雷管管體的主要裝藥部位。為防止雷管射流及飛片損壞導(dǎo)爆管，導(dǎo)爆管應(yīng)盡量分開，并捆扎不少于5層。在重要工程中，采用復(fù)式網(wǎng)路或交叉復(fù)式網(wǎng)路可提高網(wǎng)路可靠性，同一廠、同一批次的雷管應(yīng)在同一網(wǎng)路中使用。

3.規(guī)范裝藥操作。裝藥前，清除炮孔1:3 處浮石，用炮棍洗孔。裝成品乳化炸藥時(shí)，應(yīng)在前一節(jié)炸藥就位后再裝下一節(jié)炸藥。水炮孔安裝時(shí)，要用炮棍將炸藥送至底部，然后再安裝下一節(jié)炸藥，防止堵孔。若堵孔必須進(jìn)行處理。當(dāng)起爆藥包未裝入炮孔前，可用木質(zhì)炮棍捅透裝藥，疏通孔；起爆藥包裝入炮孔后，嚴(yán)禁直接捅壓起爆藥包，應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)爆破技術(shù)人員提出處理方法。在巖溶地區(qū)或巖體節(jié)理(裂隙)發(fā)育地區(qū)進(jìn)行爆破時(shí)，必須注意裝藥，若在裝藥中發(fā)現(xiàn)裝藥長(zhǎng)度比正常短，應(yīng)考慮是否遇到溶洞或裂隙。

4.選擇合理的起爆方式與順序。露天深孔爆破一般采用反向起爆，這樣既能有效避免傳爆不完全的現(xiàn)象，又能提高爆破效果，降低大塊率。當(dāng)炮孔較深、裝藥長(zhǎng)度大時(shí)，可考慮多點(diǎn)起爆，以提高爆破質(zhì)量及爆破網(wǎng)路的可靠性。連接爆破網(wǎng)路時(shí)，應(yīng)觀察爆破區(qū)域的地形，一般從低處起爆，避免高處起爆產(chǎn)生的爆堆及飛石破壞低處爆破網(wǎng)路；若有兩個(gè)或兩個(gè)以上的爆區(qū)，應(yīng)根據(jù)爆區(qū)間的位置關(guān)系確定起爆順序，避免飛石對(duì)爆破網(wǎng)路的破壞。

5.使用電子雷管。工程爆破正逐步向精細(xì)化、科學(xué)化、數(shù)字化方向發(fā)展。電子雷管具有精度高、延時(shí)設(shè)置靈活等特點(diǎn)，使用電子雷管可提高爆破網(wǎng)路的可靠性，降低盲炮概率。

（二）管理措施

1.安全教育培訓(xùn)。在露天深孔爆破工程中，人是引起盲炮的重要因素。為了盡量減少人為因素，對(duì)可能接觸盲炮的各級(jí)安全管理領(lǐng)導(dǎo)及現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行全面的安全教育，從思想上認(rèn)識(shí)盲炮的危害，消除僥幸心理，按具體分工進(jìn)行有針對(duì)性的培訓(xùn)，并定期考核安全教育與培訓(xùn)的效果。通過(guò)培訓(xùn)，使技術(shù)人員了解盲炮產(chǎn)生的原因，掌握盲炮預(yù)防措施、識(shí)別、處理技術(shù)，推廣新材料、新工藝，不因成本低、操作簡(jiǎn)單而繼續(xù)使用已淘汰或即將淘汰的材料及技術(shù)；使鉆機(jī)、挖掘機(jī)司機(jī)消除僥幸心理，在鉆進(jìn)或開挖運(yùn)輸前認(rèn)真檢查新工作面內(nèi)是否有殘孔、殘藥，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)標(biāo)記并通知現(xiàn)場(chǎng)管理人員。

2.加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理。根據(jù)項(xiàng)目的具體情況建立健全管理體系。爆破施工前，要求現(xiàn)場(chǎng)爆破技術(shù)人員了解爆區(qū)地質(zhì)條件和周圍環(huán)境等，確定可行的爆破方案，并向作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底；爆破施工中，安全員應(yīng)各司其職，認(rèn)真工作，發(fā)現(xiàn)違章指揮、違章作業(yè)時(shí)應(yīng)及時(shí)制止，并按規(guī)定進(jìn)行教育和處罰。起爆前檢查爆破網(wǎng)路，不僅要檢查是否錯(cuò)連、漏連現(xiàn)象，還要檢查孔內(nèi)外雷管段別是否使用錯(cuò)誤，特別注意禁止夜間施工；爆破施工后，爆破技術(shù)人員不得存僥幸心理，必須進(jìn)入爆破區(qū)域仔細(xì)檢查是否有盲炮，一旦發(fā)現(xiàn)盲炮，應(yīng)及時(shí)排除，若無(wú)法及時(shí)排除需做出標(biāo)記，并指定專人看守直至盲炮排除。