露天煤矿开采剥离爆破的研究和设计

【摘要】露天煤矿爆破是否良好，将直接影响到煤矿设备的完整和人员的安全。本文以具体工程为例，对露天煤矿开采剥离爆破技术进行了深入探究，以期为其他同类工程的实施提供一些有益的参考。

【关键词】露天煤矿；爆破；安全距离；安全技术；安全监督检查

该煤矿岩石性质为泥岩、粉砂岩或砂质泥岩，为提高施工速度，爆破区域在山体排洪沟两侧，岩体硬度f=3～8左右，施工环境如下：南北长4000米，东西长3200米，西靠高山，高山下有排洪沟，爆破区域已扩展到了西部，覆盖了排洪沟的南北方向段，爆区东边530米处有一变压器，磅房则位于爆区东边570米处，周围无其他建筑物及设施。

一、爆破方案

采用深孔、多排微差台阶爆破技术对岩体进行松动爆破。孔内选用高段毫秒延期雷管（380ms）孔外地表雷管选用低段毫秒延期雷管（50ms）。炸药使用总量227.96吨，导爆管雷管使用总量3318发。

1、穿孔设备：潜孔钻机穿孔，钻孔孔径Φ120mm。

2、爆破器材：普通毫秒延期导爆管雷管，2#煤矿许用乳化炸药作为起爆药包使用，多孔粒状铵油炸药作主装炸药，普通导爆管作导爆管传爆连接线和起爆大线，四通连接块作导爆管传爆装置，MFB-2000型起爆器。

3、布孔方式：梅花型布置。

4、爆破方案：装药结构为条形集中，连续装药，上下药包；起爆方向为正、反向起爆；起爆网路连接方式为串并联；起爆方式为电激发起爆；起爆时间间隔为同排不同段，分六个区域，且排间时间间隔为50ms。

5、爆破参数的选择：（1）孔径D为120mm；（2）平均孔深L为18m；（3）最小抵抗线W为6m；（4）孔距a为9m；（5）排距b为7m；（6）填塞长度L2为4m；（7）装药线密度为10kg/m；（8）炮孔数n为1594个；（9）单孔装药量计算：单孔装药量=装药线密度×装药高度（L-L2）+3kg（药包药量）=10×14+3=143（kg），实际单孔装药量取143kg；（10）总装药量计算：总装药量=单孔装药量×炮孔个数（n）=143×1594≈227960kg；（11）雷管消耗：每个炮孔中需要2发毫秒延期导爆管雷管，需要雷管n=3188发。地表雷管130发（120段）。共计3318发；（12）其他配件：导爆管5000m，连接块1000套。

二、安全距离计算

1、爆破振动安全距离

最大一次起爆药量1900kg，爆区与保护对象磅房以及变压器之间的距离400m和《爆破安全规程》要求的质点振动速度不大于2cm/s按下式进行验算：R=（K/V）1/aQm≈15×12≈180m。式中：R为爆破地震安全距离，m；Q为炸药量，kg；V为振动安全速度，2cm/s；M为炸药指数，取1/3；k，a为相关系数，K=200，a=1.7。经计算，爆破振动安全距离为180米，小于400米，故变压器和磅房是安全的。

2、个别飞石安全距离

由于爆区周围环境较好，由下式估算个别飞石的安全距离：r=K×20×n2×W=20×1.2×0.752×6=81米。式中：K为安全系数取1.2；n为爆破作用系数，取0.75（松动爆破）；W为最小抵抗线，取6。经计算，个别飞石的安全距离为81米，小于爆区到变压器以及磅房的距离，故变压器和磅房是安全的。

3、冲击波安全距离

一般松动爆破不考虑空气冲击波的安全距离，只考虑抛掷爆破时的空气冲击波的安全距离。由于本次爆破为松动爆破，故不考虑空气冲击波的影响。

三、安全技术措施

1、布孔与钻孔的质量保证

布孔由于工程爆破技术人员实施，保证布孔的精确度；钻孔过程中，钻孔人员保证成孔符合设计技术要求；工程爆破技术设计人员对钻孔进行过程控制，巡回检查钻孔质量，应最大限度的减少钻孔误差。

2、爆破现场控制

（1）警戒区域的界定：根据本文所计算的安全距离布置警戒范围，但个别飞石的最小危险半径不得小于《爆破安全规程》规定的数值。通过计算确定警戒范围一般控制在300米以外。警戒范围界定后，应在行人、车辆通道口处设置安全哨卡和警戒标志牌，明确爆破时间。

（2）操作安全：爆破器材的使用、搬运、运输应严格遵守《民用爆炸物品管理条例》和《爆破安全规程》GB6722—2003。作业单位安全员要履行职责实施监督管理，杜绝违章指挥，违章作业。在进行装药、填塞、联网时无关人员必须撤出炮区。严禁无关人员及车辆进入爆破作业现场。

（3）工艺控制

a、装药准备：检查环境安全条件，清除爆区地面有碍作业安全的物质和设施。清除孔口周边50cm范围内的浮渣，方便下道工序作业。对设计孔深测量核实，为装药提供准确依据。尤其对采空区上方或火区附近孔位按规程要求，要认真勘测。

b、装药：在炸药入孔前，技术人员要认真检查，核实临近自由面处成孔的最小抵抗线岩石结构和爆区地面的起伏变化形式。对这些易产生爆破飞石的特殊孔位，控制单孔装药量，或采取炮孔装药密度进行适当调整等措施做为主要技术控制手段，进行控制。

c、填塞：必须逐孔检查，核实堵塞长度是否满足设计技术要求，超装药量必须掏出。堵塞的细碎物料不得携带石渣，填料必须人工自由堆积填满，防止“孔段”堵塞。堵孔不得遗漏孔位。不得使用易燃物作为填塞物进行填塞。

d、联网：对所选用的起爆器材进行检查和测试，由主炮工在爆破设计人员的指导下实施操作。根据现场情况，按设计方案进行网络各接点连接，由主炮工或工程技术人员对网络连接情况进行全面检查。

e、安全警戒：按照规定的统一时间，对界定通道口哨卡进行封闭。警戒时间不宜过长，以免超时引起警戒“漏洞”，若不能保证按时完成起爆前的所有工作，起爆指挥员应明确延长的时间，以及时通知哨卡值勤人员。

f、起爆：由两名主炮工在爆破指挥员的指挥下完成起爆操作任务。爆破员到位前，爆破网络的主起爆线必须断开。遇有能见度差的大雾及暴风雨等恶劣气象条件时，禁止起爆。

g、炮后检查：起爆15分钟后进入炮区，检查有无盲炮及其他险情，起爆指挥员根据爆后情况决定警戒是否撤消，并发出指令。若有盲炮处理，必须严格遵守《爆破安全规程》GB6722—2003的相关规定。

四、安全监督检查制度

（1）炮孔检查制度：实行钻孔自检、爆破工程队抽检和施工技术组随机检查的三级检查制度；（2）装填作业监督制度：爆破工程队应在现场安全员专门监督下进行装填作业，以防止过量装药、错装和填塞达不到规定要求；（3）爆破器材使用监督制度：安全员要加强爆破器材的使用监督，防止私拿和被盗等丢失现象发生；（4）起爆网络检查制度：起爆网络连接完毕后，施工组应进行2次以上的检查核对，以提高准爆可靠性；（5）日常安全检查制度：安全员每次爆破均要在现场巡回检查，及时制止违章行为，消除一切不安全因素和事故隐患。

参考文献

[1]李克民，张幼蒂，傅洪贤.露天煤矿抛掷爆破参数分析[J].采矿与安全工程学报，2006（4）.

[2]傅洪贤，张幼蒂.露天煤矿中的爆破剥离技术[J].中国矿业，2001（2）.