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摘要：本文以混装乳化炸药作业模式下的某露天钒钛磁铁矿山为例，着重分析了影响爆破质量的因素之一--爆破根底的形成原因及其预防措施。通过对主要成因的分析，寻求合理的预防措施，能够有效地改善爆破效果，提高经济效益。
关键词：钒钛磁铁矿山；爆破根底；成因；预防措施
露天矿山爆破质量不佳的表现形式通常为：根底、大块、次爆区临空面伞檐。而根底是造成矿山开采高程与设计不符的主要原因，并因此形成恶性循环，造成采装困难，矿山难以达标。混装作业模式是国家大力推广，并在客观上是露天大中型矿山优选模式，但其本身具有的特点又与传统条装炸药作业模式大相径庭。本文试以混装乳化炸药作业模式下的某露天钒钛磁铁矿山爆破作业为例，探讨露天铁矿根底形成原因及其预防措施。
1 矿区概述
钒钛磁铁矿岩体分为基性岩（辉长岩）型和基性-超基性岩（辉长岩－辉石岩－辉岩）型两大类，本矿山矿岩属于前者。矿区内断裂构造不发育，破碎和错动的程度不明显，矿石普氏硬度系数f为8~12，矿石平均容重为2.96t/m³，开采形式为露天开采，穿孔采用阿特拉斯L8型液压潜孔钻机，主爆钻孔直径165mm，使用现场混装乳化炸药，澳瑞凯高精度塑料导爆管雷管孔内同（高）段、孔外延期逐孔起爆方式。
2 混装乳化炸药作业模式及其特点
炮孔装填采用BLC型露天装药车，炮孔上、下1/4及3/4处装设双起爆药包，钻屑人工填塞，确保填塞质量。其与传统条装炸药作业模式主要表现于以下区别：
⑴ 装药结构不同。混装装药结构为耦合，条装装药结构为不耦合；
⑵ 单位体积爆能不同。混装集中而条装相对分散；
⑶ 炮孔直径、孔网参数或单孔负担面积不同。混装单孔负担面积相对趋大。
鉴于此，此矿山分析爆破根底成因及制定预防措施，则不能直接享受前人成果，尚需结合实际进行综合分析，予以解决和控制。
3 爆破根底成因分析
⑴ 爆破根底形态
通过对多爆区现场勘察统计，爆破根底在单爆区不同部位呈现以下不同形态：
① 临空面，棱锥状（俗称“小山”）；
② 主爆区，圆丘状（俗称“蒙古包”）；
③ 后排区，倾斜状（俗称“小滑梯”）。
⑵ 各类根底主要成因分析
①“小山”。主要成因为前排底盘抵抗线过大，形成原因分析：
前次爆破后排超深及孔底后冲不足，形成本次爆破临空面坡面角小，以及潜孔钻机受平台坡顶限制，开孔靠后。则不可避免前排底部抵抗线过大。由于耦合装药的混装乳化炸药爆炸所产生的能量在矿岩介质内的传播形式多为冲击应力波，随距离增加而递减，在矿岩内形成三个不同的区域，即压碎区、裂隙区和震动区。形成上述三个区域后，如果出现了压碎区内冲击力峰值大于矿岩极限抗压强度的情况，那么矿岩会被压成小块；而在裂隙区内，随着距离的不断增加，冲击应力波衰减成压缩应力波，在压缩应力波作用下，矿岩质点产生径向的位移，位移之后，便会出现切向与拉应力，均大于矿岩的抗拉强度，使矿岩产生纵向裂隙，而爆炸产生的气体可使其进一步延伸和扩展，经自由面反射后，一种具有一定能量的拉应力波便会形成，进而形成切向裂隙与中块。震动区内应力波，可作用于矿岩质点，使其振动形成较大块石。当前排孔炸药能量不足以“摧毁”底部前方矿岩体时，根底形成。
如图1所示，即前排底部抵抗线过大形成根底的示意图。
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图1 前排底部抵抗线过大形成的根底
② “蒙古包”。主要成因为孔网参数不合理，形成原因分析：
孔间距或者排间距受两个因素影响，一是穿孔地质条件，二是采场地质条件。在孔间距较大时，最小抵抗线大幅小于炮孔间距，在这种条件下，由于两炮孔裂隙区距离相当远。其中，如果无法贯通裂隙，或在台阶底部水平方向上无裂隙，同样会形成爆破根底。另外，如果排间距较大，在此条件下，爆破效果与前排抵抗线偏大，也是根底形成的一个原因。
爆破效果还受到炮孔倾角、倾向和孔口水平位置的影响，如果前倾向、倾角确定的不合理，无法准确定位水平位置等，均可对爆破效果产生较大的影响。例如，如果炮孔倾角a为75°，那么因为潜孔钻站立台阶面受清顶等影响，在该条件下，设计钻孔水平夹角与钻机站立平面a，就会复变化。如设计孔深H为15m，偏差为5°，炮孔超深H1也无法固定。炮孔超深H1变化如图2所示。
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图2 炮孔超深H1变化图
若潜孔钻仰俯角是 5°，孔底平面与设计偏差L’便会增加，加上孔口位置也会出现偏差，便会增加炮孔的误差。因此，孔底间排距或大或小，均易形成根底，对爆破质量产生重要的影响。垂直深孔须重点关注孔底是否在同一水平面。
该类爆破根底主要体现在炮孔间排距、孔底间排距等孔网参数合理性上。因此，炮孔间排距应根据单爆区矿岩性质予以动态优化；孔底排间距需在钻孔过程中加以控制。混装炸药模式下我们探索出“大孔距、窄排距、梅花式布孔”的孔网参数优化方案。
③ “小滑梯”。主要成因为后排孔超深不合理以及单爆区排数过多，形成原因分析：
每个单爆区后排炮孔均存在共性，即后排矿岩夹制作用较其他处大，若后排孔超深过小，炸药中心出现上移，则会造成裂隙区上移，台阶底部水平裂隙不连贯，则极易形成此类根底。
理论上露天矿爆破过程中，采用微差起爆适当增加排数可提升爆破质量。但本矿区降震需要，采用逐孔起爆方式，若一次性起爆排数过多，由于后排炮孔受前排孔的夹制，爆破效果无法达到预期，便易形成根底。
4 预防措施
为预防爆破根底的产生，在实践中，应采取以下几方面的预防对策：
⑴ 合理确定超深
炮孔超深与底盘抵抗线、矿石的可爆性、台阶高度、角度和排距等相关，计算公式为：
H=w×p
在该计算式中，H表示超深，p为超深系数，w为底盘抵抗线，亦为多排孔排距。一般而言，磁铁矿底盘抵抗线为5m，按照矿石的可爆性，超深系数在0.3~0.7。在实践中，后排孔超深系数取值略大于主爆孔，从而有效降低根底的发生率。
⑵ 孔网参数的合理确定
在实践中，应根据不同爆区实际情况不断修正孔网参数，以取得理想的爆破效果，切实降低根底的发生率。实际工作中，我们根据矿岩硬度、可爆性、风化程度、节理裂隙分布情况等因素修正孔网参数，取得了较好效果。
⑶ 微差间隔时间的合理确定
合理确定微差间隔时间可减少前排孔对后排孔的夹制作用，降低根底形成的概率。根据炸药爆炸作用时间计算，先爆孔岩石运动时间一般在爆后15ms~25ms之间。在实际工作中，我们选择澳瑞凯高精度20ms孔外延期卡式地表延时雷管，取得了良好的爆破效果。
此外，混装炸药产品质量、炮孔内乳胶发泡敏化效果、高精度雷管逐孔超爆顺序以及网络准爆性等也是导致爆破根底出现的众多原因之一。
5 结语
在混装作业模式下的露天钒钛磁铁矿爆破作业中，为减少和避免爆破根底的产生，应作好以下预防措施：
1、合理确定炮孔超深，掌握后排超深略大于主爆并予以动态优化的意义。
2、孔网参数应根据单爆区矿岩硬度、可爆性、风化程度、节理裂隙分布情况予以动态修正；钻孔过程中进行质量控制。
3、逐孔起爆降震需求下，合理确定延期时间和起爆顺序具有重要意义。
此外，混装炸药产品质量、炮孔内乳胶发泡敏化效果以及网络准爆性等也是导致爆破根底出现的众多原因之一，应予严格管控。
参考文献：
[1]尹艳君.提高金堆城南露天爆破质量的实践[J].中国矿山工，2011（04）
[2]周磊.台阶爆破效果评价及爆破参数的优化研究[D].武汉理工大学，2012
[3]赵燕飞.工程爆破安全监控技术与安全管理政策研究与应用[D].西南交通大学，2011
[4]魏宏伟.露天矿爆破根底形成及其预防对策[J].河南科技(工业工程与技术），2014（02）
[5]李建军.露天矿爆破根底形成原因及其预防措施[J].中国矿业，2014（03）
论文作者:陈宏,陈红福
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/10/28
标签：根底论文; 炸药论文; 裂隙论文; 预防措施论文; 成因论文; 矿山论文; 露天论文; 《基层建设》2016年12期论文;