摘要：科技在不断的发展，社会在不断的进步，在我国的矿山爆破控制技术中最常用的就是预裂爆破控制技术，它是一个特定的距离以及爆破的边缘布置一排预裂爆破孔，之前主要爆破钻孔爆破预裂孔，使矿山岩石爆炸，为了避免或大大减少主外预裂爆破孔表面松散岩体的破坏和作用，提高边坡的稳定性。结合息烽矿山地质、岩体特征条件，对预裂爆破技术进行了改进和应用，效果显著。
关键词：矿山工程；预裂爆破；露天；开采
引言
预裂爆破是利用相邻炮孔内炸药爆轰时瞬间产生的应力和爆破产生高压气体的气楔作用，使得岩石沿相邻炮孔的轴线形成一条裂缝，从而在以后的开挖中形成一个平整和稳定的面。多用于边坡开挖或其它需要保护性开挖的轮廓开挖。主要用于总出入沟的开挖和坑内台阶竖直钻孔爆破。钻孔直径d为64mm和76mm，坑内主要采用64mm的孔。孔深为4～12m，孔底用φ50mm、帮部用φ25mm或φ35mm的炸药，其偶合系数对64mm的孔为1.8或2.6，对76mm的孔为2.2或3.0。间距a和线装药密度q线均是先通过经验公式试选试爆，然后调整为合理值，且根据不同部位和地质条件随时进行调整。
1预裂爆破存在的问题
（1）主炮孔与相邻的预裂孔之间的距离掌握不准，凭经验确定布孔参数。距离大时，电铲采不到界；距离小时，爆破后冲过界，预裂孔起不到应用的作用。（2）与预裂孔相邻的主炮孔药量掌握不准确，药量大时，爆破后冲过界、火药量小时电铲采不到界。（3）小直径乳化炸药吊在孔中的位置没有明确规定，致使孔底部份和孔口部份预裂效果不好。（4）预裂孔的深度与主炮孔的深度比例没有明确规定，有随意性。（5）预裂爆破用的乳化直肠炸药供应不及时，有时用其它规格炸药代替，影响预裂效果。（6）预裂爆破效果不理想，造成爆破后掌子采不净，尤其是形成高段后，极易发生片帮及滚块，对人员和设备构成安全隐患。
2预裂爆破在矿山露天开采的应用
2.1预裂爆破参数选择
正确地选择预矿山裂爆破参数，是取得良好的预裂爆破效果的前提。然而，预裂爆破的重要参数及其影响因素很多，如孔径、孔距、炸药性能、线装药密度、装药结构、岩体的组织及构造等，现就我国矿山840m水平顶板扩帮（6号勘查线附近），具体确定其参数，由于从矿山地质资料可知此矿山地质岩体段属于白云岩，而白云岩的抗压强度从《矿山岩石力学》查到〔B〕=78-245mpa，《根据露天矿爆破》总结的预裂破爆参数经验公式，可算出不耦合系数K=1+18.32〔B〕-0.26，则K=3.4-4.2，符合各矿采用的不耦合系数，一般为2.4~5的范围。根据此段矿山地质条件可取不耦合系数为4，确定预裂爆破参数如下：（1）钻孔直径。由于矿山缺乏所需专用设备，只好采用生产钻孔机来钻预裂孔，而矿山工程采用KT7潜孔钻机，其孔径φ＝100mm。（2）钻孔间距a=19.5φ（k-1）-0.523，其中φ=100mm，K=4。a=19.5×100（4-1）-0.523=1866mm.符合孔间距为钻孔直径的10倍~13倍要求。并取钻孔间距a=1.8m。（3）线装药密度ρ=78.5φ2K-2ρ；其中φ=100mm，K=4，ρ炸药密度为0.933克/cm3，则ρ=1322.9克/m。预裂爆破装药密度变化范围为0.6Kg/m~3.5Kg/m，而ρ=1.3229Kg/m也满足需要。（4）预裂孔深。由于此地段台阶高度H=10m，根据矿山地质条件并确定预裂孔深度H=11.5m，其误差不能超过±0.3m。（5）预裂孔排列。由于受平台宽度的限制，预裂孔布置成垂直孔。（6）装药结构。预裂爆破要求炸药在孔内均匀分布，因此装药不耦合。由于底部夹持较大，不容易形成所需的裂纹。因此，通常有必要增加孔底的电荷密度。一般底加量2.5倍。（7）堵塞长度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了保证高压爆炸气体，需要良好的孔口堵塞。堵塞长度较短，而装药太高，可能会导致孔变成漏斗。堵塞时间过长，充电过低，顶部很难形成完整的预裂。堵塞长度和炮孔直径有关，通常并取直径为12倍~20倍，因此，取为2.5m，并且孔口1.5m不装药，不堵塞。（8）起爆方式与起爆时差，采用导爆索起爆，预裂孔超前主爆孔的起爆时差为100ms。
2.2装药结构
在预裂孔的顶部，由于爆破的反射拉伸作用，在离地表的一定距离内设置一个不装药段，不装药段的长度与该处的地层状况、预裂孔的孔径以及装药量等有关，松软破碎的岩石，容易产生破坏，甚至出现漏斗，故不装药段取长些，此处取2～3m；炮孔底部由于受到夹制作用，孔深达18m，在孔底1m段装药密度取平均的3倍，即3kgm。同时，为使孔壁不受破坏及便于装药，炸药和导爆索绑接在竹片上或在塑料片上。预裂孔在主爆孔之前起爆，孔内用双导爆索起爆，孔间用导爆索搭接，用高精电毫秒延期电雷管起爆，当预裂规模大时，为了减轻预裂爆破过程中的振动影响，可以采用分段起爆。
2.3主爆孔施工
主爆孔孔底距壁面过小，爆破会对终采边坡造成破坏，过大会留下岩坎，须二次处理，经过多次试验，确定主爆孔距预裂壁面2.5～3m。（1）孔距和排距。通过试验，确定英坪露天矿台阶式开采中孔距3.5m，排距为3.0～3.5m。（2）孔的深度。为确保下一台阶的完整和下一平台终采边坡的预裂钻孔施工，又必须尽量少留岩坎，主爆孔的深度只钻到下一梯段高程，不超深。其倾角确定原则为：预裂孔与其相邻的那一排主爆孔的孔口水平距离至少保有3m，孔底水平距离至少保有2.5m。主爆孔排与排之间的钻孔倾角可不完全相同。（3）主爆孔的装药。采用不耦合装药，Υ200的孔径装Υ120乳化药卷，不耦合系数为1.67，单耗一般取值0.35～0.45kg/m3，孔网参数根据现场爆破施工经验和爆破效果进行调整。
3注意事项
⑴关于预裂后在预裂面附近钻辅助孔或爆破孔成孔率低的问题，实际施工时，在地质情况不佳的情况下，解决这一问题的措施主要是控制预裂装药量和堵塞段长度。⑵关于预裂与爆破区爆破连线的问题。预裂药包的结构形式较多地采用间隔装药，导爆索引爆。当预裂孔与开挖区爆破孔在一次放炮内起爆，为达到预裂效果，预裂应先响于开挖区。预裂所用的导爆索爆速为6000～7000m/s，是爆破区所用传爆管爆轰速度2000m/s的3倍。若预裂与爆破区相连雷管选用不当，预裂过早起爆所产生的飞石在爆破区内传爆管传爆之前将传爆管砸坏，将造成爆破区哑炮。故预裂连结起爆雷管段位应早于相邻主爆孔段位100s左右。⑶关于预裂孔角度变化的问题。影响预裂孔角度变化的因素除上述外，还存在一些不可避免的因素。如：钻机冲击器外径大于钻杆外径，钻机花架上卡瓦内径与冲击器外径相符。在预裂孔角度≠90°时，钻机开孔沿钻杆轴向施加压力，分解为水平力、垂直力。
结语
近几年来，预裂爆破技术在英坪露天矿台阶式开采中的应用取得了较为理想的效果：（1）应用预裂爆破虽增加预裂孔穿孔工作量，但保证预留边坡一次成型，同时减少临近主爆孔的穿孔工作量，总的穿孔工作量增加不大，另外减少了边坡二次处理工作量及费用；（2）保留边坡半孔率最高达97%，最底也能达到89%，超欠挖控制在±15cm左右，最终边坡达到一次成型；（3）爆破效果良好，减少了挖装机械的油耗和备件磨损，直接经济效益较为可观，几年来英坪露天矿节约边坡二次处理费用高达300多万元；（4）减少了预留边坡受炸药猛度的影响，增强了边坡的安全稳定性，有效降低露天矿山台阶下降后高边坡潜在的安全隐患。
参考文献：
[1]何强马跃华高文远边坡预裂爆破的机理探讨[J]矿业快报.2001.
[2]高云龙赵智慧张燕妮边坡预裂爆破[J]矿业快报.2011.
论文作者:秦俊峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/16
标签：裂孔论文; 矿山论文; 炸药论文; 钻孔论文; 露天矿论文; 密度论文; 地质论文; 《基层建设》2019年第25期论文;