摘要：在煤矿开采过程中，露天煤矿的开采相对成本较低，但对地质环境的影响以及爆破过程中可能产生的一系列安全风险则相对更大。本文就露天煤矿边坡控制及爆破中的相关问题进行简要探讨。
关键词：露天煤矿;边坡控制;爆破
可以说边坡的稳定性控制是为了给常年被开采的矿山做最外层稳定性的控制，关于边坡的稳定性控制，主要从其影响因素进行考虑，除了所开采的地方地质的稳定性之外，还需要考虑到矿山边坡结构，爆破过程中产生的振动情况对于周围环境的影响等。近年来，我们对研究矿山露天开采的边坡控制也是给予了很大的关注。边坡控制爆破整体的方案也是近年来的主要研究方向。
1露天矿山爆破作业中存在的问题
首先从目前的露天矿山爆破作业的现状来分析，根据具体情况分析具体问题，并且提出合理的解决方法。露天矿山爆破过程中的问题如果不及时解决，极容易影响周围的爆破地质情况，甚至对于周围区域造成污染影响。
1.1露天矿山地理位置选择存在安全隐患
首先，就是其矿山的地理位置选择不当就会存在一定的安全隐患。没有对周围的地区环境进行具体的事先调研，地址选择可能不符合要求。按照现状来看，目前很多矿山开采之前，对其周围的环境都不了解，比如说有一些矿山甚至临近村庄或者采石场等，一旦在这样的区域进行爆破矿山处理，很容易出现大规模的飞石现象，直接对周围环境造成不可阻挡的危害。对于矿山开采爆破施工，应该根据具体的选址制定具体的方案，比如说矿山的位置处于地形位置比较高的地方，或者是周围的土地比较稀松的地方，一旦爆破会发生地质松动，甚至出现泥石流等危害，因此需要进行调研之后，对周围环境进行安全把控后，再采取爆破的措施。目前有很多工程会为了降低成本费用，没有对具体情况进行分析，按照经验进行爆破施工，这样根本无法保证爆破施工的安全性。对于露天矿山爆破而言，最重要的就是对地质和周围环境尤其是碎石分布情况的调研，防止在爆破极大威力下，碎石乱飞影响周围村庄或者居民等生命或者财产物质安全等。
1.2爆破后期管理工作不到位，整体工程没有形成系统。
无论是爆破前期需要对周围环境进行调研，还是在施工过程中对爆破技术的选择，还是在爆破之后的后期管理工作，都需要和整个爆破工程形成统一的整体。后期管理工作主要检查工程的牢固程度，比如说在爆破多少米范围内，在多长时间的周期内没有碎石继续滚落，还有，在爆破之后，用地震波测距，测一下在多少米的范围内已经几乎没有爆破地震波的影响了，即定为安全距离。可以在爆破之后定期在矿山安全距离内放点进行测量地质的波动情况，如果达到稳定即为最佳状态，尽可能减少安全隐患。
1.3关于露天采矿爆破作业主要存在的问题分析
（1）盲炮出现的主要位置在露天采矿进行爆破作业的过程中最为关键的问题就是盲炮。通过不断的研究实践发现，盲炮主要出现在大块的位置，也就是台阶上部的临空面及孔口部位、孔网参数偏大的中心部位、未堵塞的废孔周围、底盘抵抗线过大的台阶根部及盲炮部位周围。还有就是根底，在根底出现时主要在底盘抵抗线偏大的台阶根部；孔网参数较大的中间部分的台阶底部，爆孔超深不足的台阶岩体底部及盲炮部位。（2）盲炮产生的主要原因研究显示，盲炮产生的主要原因在于以下几个方面：在同一位置进行爆破十分容易出现较大的变化，这主要是因为每个炮孔都存在区别，有的炮孔深，这样在装炸药的过程中药柱就会出现下移的现象，这时台阶上就会出现大块。有的较小炮孔，因为无法装置够量的炸药，从而在爆炸后底盘会被抬高。孔网参数的增加。由于孔网参数较高，进而导致炸药的破坏力降低，这样在爆破后在根底就会出现大块增加的问题。其次，还要就是孔网参数的均匀程度，如果孔洞间不符合要求，则会出现盲炮。头排炮孔底盘抵抗线偏大，产生这些现象的主要原因在岩矿在受到爆破冲击或，岩层会发生改变，这样台阶坡面角就会减小，并且在受到钻机限制后，就会出现下盘的现象。岩体裂缝也是导致盲炮产生的主要原因。，为了避免在爆破时出现盲炮，相关的工作人员必须要结合盲炮产生的原因，完善爆破方案，采用科学的方法，解决盲炮的问题，只有规范的进行爆破作业，爆破质量才会提升，爆破现场的危险因素也会随之减少，因而，相关的爆破人员必须要对其盲炮受到重视。做好相关的准备工作，合理的进行爆破
2边坡控制及爆破中存在的问题
无论是《非煤露天矿边坡工程技术规范》(GB51016－2014)还是《煤炭工业露天矿设计规范》(GB50197－2015)中，都对边坡控制和爆破可能存在的一些问题提出了预设性要求，但是，目前边坡控制及爆破中存在的问题仍然比较尖锐。
2.1无序爆破
按照政府相关部门要求，露天矿爆破开采工作过程中，必须高度关注可能对边坡产生的影响，相关作业要在国土、安全生产和环保等部门报备。但是部分生产单位过度强调生产任务，忽视了边坡控制措施的落实和对爆破环节的安全防护，或许这种隐性影响并不会在爆破完成后马上显现，但恰恰是这种不确定性因素会对露天矿的安全生产一直造成不可预见和不可控性的威胁。
2.2爆破质量参差不齐
一些地区和露天矿对边坡控制采取了行之有效的措施，也极大程度地缓解了安全生产的压力。但是露天矿要想扩大作业面，必须要周期性的进行爆破作业，在此过程中，所有防护措施，尤其是边坡防护措施都会因为爆破质量产生一定的影响。爆破管道的设置、炸药质量、用量等都直接关系到爆炸效果，而爆破效果形成的关联效应，可能会影响到边坡防护措施的延续，这种效果只有采用专业仪器进行周期性测量和对比才能发现，一般监测手段根本无法做出有效判断，因此给露天矿的安全生产带来潜在的威胁。
3露天采矿边坡控制性爆破施工技术
3.1制定爆破方案
首先，就是要根据具体情况选择制定合适的爆破方案。可以在施工之前进行爆破试验，就是预裂爆破施工，在开采的矿山周围选择边界位置的保护层处，在边坡轮廓线处爆破出一条具有一定宽度的裂缝，这样的爆破是为了在之后的大范围的爆破之后，地震波影响会大大的降低，沿着矿山的表面的地震波最后收集到裂缝中，形成一个光滑的边坡。当然，要以工程的实际情况为主。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无论是地质情况，还是周围的现状还是使用的爆破技术，都需要根据当下的条件再确定。一般在矿山周围进行施工的过程中，这样的地方很容易在受到很大的动力之后土质有很大的松动，甚至有飞石的落下，安全隐患比较大，可以在施工之前适当的松动周围的土壤，进行一定的松动爆破，可以减少土质受力大规模的松动。爆破不仅影响了矿山的稳定性，而且爆破施工对于露天矿山周围的边坡影响比较大，为了减少地震波的破坏，可以在爆破孔和预裂孔之间设置倾斜的缓冲孔，这种孔可以有效的收集地震波，将其受制于倾斜缓冲孔中。再通过边坡，防止对固定边坡的危害。其次，在爆破工程之前，一定要对矿山周围的水，土壤，空气情况进行分析，尤其土壤，或者是周围土地内含水量进行仔细的测定，方便根据现场情况调节优化实际方案。
3.2装药结构的选择
其次，对于装药结构而言，选择也需要具体情况具体分析，制定合理的方案，可以防止爆破施工对于孔壁周围岩石的影响，一旦受到威力极大的地震波的影响，会让周围岩石也受到大范围的振动，整个岩石相连的地方会在两侧呈现一个很多的拉力同时作用的情况，最后形成一个大的预裂缝隙。在爆破之前，要根据土质情况选择爆破孔洞的位置，然后根据爆破强度确定药卷的量的多少。一般，纵向进行孔洞的开辟时，很容易出现在深度越来越深的情况下，裂缝越来越大的现象，整个周围的保护层的稳定性也会随之降低，周围岩石和土体的初始应力也会不断的增加，到了最后如果孔径深度越来越深，最后导致药卷受到底部的夹制作用越来越明显，甚至药卷的爆破威力也会大大的降低。在实际操作过程中，如今工程项目中也总结了诸多的经验，可以进行分段药卷放置，也就是说，所有的药卷可以不全放置在一个孔径内，可以在距离地表一定距离处，设置一个不放置药卷的阶段，其长度根据现场钻入的孔径深度而定，这个部分也可以当成一个堵塞爆破的阶段，放置大地震波的影响。在这个堵塞阶段下，可以放置药卷，放置药卷的量应该为整个堵塞阶段长度的三分之一到二分之一。当然，现在很多的工程为了固定孔洞中的药卷，可以将其绑在竹片上，最后在孔洞内形成一个竹片包裹药卷的情况，为了使药卷威力统一并集中。
3.3爆破中降振技术
其次，就是爆破中的降振技术，降振技术主要包含的就是深孔爆破矿山的边坡处采用降振技术，利用这种技术可以直接的获得深孔爆破的主要参数，如果在深孔爆破需要大量的爆破药卷时，在边坡处相对而言的药卷量就会减少很多，为了能够保证固定边坡不被破坏的同时，还能达到非常好的爆破效果，在实际操作中，边坡降振技术还需要再进行多次试验，根据发现的问题，再进行深化和发展。
3.4采用先进的爆破技术
当然，现在单纯使用爆破孔安置药卷来进行露天矿山爆破开采，整体的爆破效率会比较低，而且利用这种尝试性的方法来进行爆破，技术不先进，整体的边坡爆破效果也不好，爆破的危险和矿山的稳定性都会受到影响，所以，为了提升露天矿山爆破开采的效率和质量，需要引进先进的爆破技术，或者是和其它先进技术结合，增加爆破效率，比如利用爆破孔，深度可以继续增加的前提下，采用一定的工具向下送入药卷，在放置药卷的位置可以安置传感器，放置合适的药量，在计算机上远程监控，能够增加工作效率。
4边坡控制及爆破中的优化措施
4.1加强爆破施工机械的管理
国家对于爆炸物和爆破施工机械有强制性的标准与要求，在执行过程中，需要参照作业面的实际地形地貌进行严格管理，特别是针对机械设备的执行参数，必须达到相关规定要求，在完成相关部门的复检后才允许入场进行爆破施工作业。作业面安全管理员、监督员在做好相应防护措施之后，要对爆破施工机械作业过程进行监督和记录，客观条件允许情况下，还可以借助音视频采集系统对爆破作业面的预设工作进行影像原始数据的记录，以便于在归纳、总结爆破工作经验的同时，为边坡稳定性对比提供有效的样本分析数据。中煤平朔集团东露天煤矿在这方面积累了诸多宝贵的经验，安太堡露天矿总面积376km2，地质储量约126亿t，在复杂多变的地貌中，集团借助现代化技术手段将所有边坡按照开采年限设置了不同的安全等级，除了常规的边坡风化安检外，在爆破作业执行过程中，安监部门还借助远红外线设备、地震仪监测和无人空中影像采集设备，将数字化、信息化与智能化的安全生产管理融合在同一个平台上进行管理，最大限度地降低了边坡控制不当造成的人为安全事故出现，极大地提升了爆破施工机械的工作效率。
4.2加强爆破质量的管控
同一位置的爆破效果非常不稳定，这是因为装药受到炮孔的影响，深炮孔在装药时容易出现药柱，小炮孔则因无法装置足够的炸药而导致底盘抬高。在爆破作业执行过程中，除了要严格执行预设爆破方案外，还必须结合作业现场的实际需要，有针对性的优化爆破方案。目前，绝大多数露天矿采用预裂爆破施工方式，预裂爆破施工原理是在边坡轮廓线爆破出一条裂缝，并在深孔爆破后沿预裂面形成一个光滑的边坡。这个方案的执行，可以在一定程度上降低爆破产生的地震波对固有边坡的影响，同时减少对周边环境的影响。这样可以降低处于“S”形和“螺旋形”作业面受到的波及与影响，使地震波最远波及范围内的作业区基本不受到太直接的干扰与影响，按照预设生产进度完成采矿作业。神华准格尔能源有限责任公司黑岱沟露天矿位于内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗，地形地貌特点简单，历过技术人员的不懈努力，在边坡控制上实现了多种技术突破。目前，煤矿的所有入场作业机械都安装了GPS定位系统，这些系统全部受中央控制平台的远程控制管理，一旦这些设备进入预设的边坡管理安全范围之后，不仅会直接向设备发出有效预警，而且还会借助语音传输平台向操作员发出强制性预警指令，最大限度地降低了作业机械设备对边坡防护措施的影响。在启动爆破作业过程中，除了爆破工程机械课可以入场施工之外，整个作业面都会根据精确计算好的爆破效果波及范围，制定不同等级的安全区域，在完成爆破作业之后，还会重新评估所有作业面边坡的安全系数，极大地提升了爆破质量。
5结束语
安全生产重于泰山，露天矿的开采相比井下作业要简单，但是安全生产责任却同等关键与重要，边坡及爆破中的相关问题，无论是隐性问题还是显性问题，都必须引起企业管理层的高度重视，尤其是安全生产监督员和值班矿长，必须秉承严谨务实的态度来完成相关工作，以为广大职工创造安全的生产环境。
参考文献
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论文作者:张强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/6
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