预裂爆破在黑岱沟露天煤矿高台阶抛掷爆破中的应用

发布时间：2022-03-13 15:32:12 浏览数：次

(神华准能黑岱沟露天煤矿，内蒙古薛家湾 010300)
摘要：文章较详细地介绍了深孔预裂爆破在黑岱沟露天煤矿抛掷爆破工程中从设计到施工的应用实践。
关键词：露天煤矿；抛掷爆破；破坏控制；预裂爆破
中图分类号：TD824.2 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)06—0257—02

神华集团准格尔能源有限责任公司黑岱沟露天煤矿为了扩大生产规模、降低生产成本、提高企业的盈利能力，从国外引进了吊斗铲倒堆剥离工艺和抛掷爆破工程。

实践证明，高台阶(25～35m)抛掷爆破的有效抛掷率能够达到35%～40%，因而不需要挖掘和运输。剩余的爆破量利用吊斗铲倒堆剥离工艺，省略了运输费用。露天煤矿抛掷爆破工艺是国内第一家从西方发达资本主义国家澳大利亚引进的先进爆破技术。爆破设计采用智能计算机辅助设计系统：数据采集采用GPS定位系统和激光扫描仪，设计软件采用的是SHOTPLAS。项目总体水平达到了中国第一，世界一流。
1 工程简介

黑岱沟露天煤矿高台阶抛掷爆破工程是将煤顶板上附存厚度25～35m的岩层采用抛掷爆破，将一部分(30%～40%)的爆破量抛到内排土场。由于露天煤矿原先的生产推进方式是分台阶水平推进，所以抛掷爆破工程项目的第一步是调整抛掷爆破台阶工作面的水平标高并使之达到设计要求。第二步是进行预裂爆破，各水平台阶采掘到预裂面形成抛掷爆破高台阶。第三步是在高台阶上采用倾斜炮孔、逐孔起爆的方式进行抛掷爆破。矿坑下工作线平均长度2 200m，调整工作面高程和进行深孔预裂爆破的工作量是非常巨大的。
2 深孔预裂孔爆破设计

预裂爆破的目的是使抛掷爆破高台阶坡面保持平整稳定，一方面为了台阶上下穿孔、采掘设备的作业安全，另一方面是使台阶下面的煤台阶也合并到抛掷爆破台阶坡面，提高抛掷爆破的有效抛掷率。抛掷爆破工程第二阶段的预裂孔采用倾斜炮孔，炮孔的倾角65～75°，孔距4～4.5m，孔深钻机打到煤底板后，再打0.3m。预裂面前、下面小台阶的松动抛掷爆破垂直炮孔底部药柱距离预裂面的水平距离：岩石3m，煤4m。

预裂爆破参数的确定：预裂爆破的经验公式都是在大量现场应用数据的基础上结合理论归类推演出来的，可有效地指导预裂爆破的实际工作。对于具体的工程来说，影响爆破质量的因素比较多，本身每一个影响因素都具有模糊性质，因此，在选取爆破参数时，除参考已有经验数据外，还必须结合实际情况，进行调整。在预裂爆破装药量的计算中，采用公式：
Q=qal
式中：Q——单孔装药量，kg；
q——炸药单耗，kg/m²；
a——孔距，m；
l——孔的长度，m。

炸药单耗0.6～07kg/m2；孔距a=(8～15)d，d为炮孔直径，mm；炮孔倾角α=65～75°，根据高台阶70m的稳定性计算出的。单响最大起爆药量为1.4ｔ。起爆器材孔内为高强度导爆管，地表连线为导爆索，延期为9毫秒的继爆管。

3 爆破施工

预裂爆破施工工序包括测量放样、穿孔验收、装药和起爆。严格控制各工序是施工质量确保预裂爆破质量的关键。

测量放样：确定钻机打孔孔位、炮孔倾角、钻机的方向。

穿孔验收：钻机按照工作任务单进行穿孔，技术人员及时进行炮孔验收，不合格的要进行不孔，合格的进行补孔，合格的进行标号插牌。

装药：按照设计的分段位置和药量进行装药，爆破技术人员必须进行逐孔指导。

起爆：预裂爆破孔内采用高强度导爆管或导爆索起爆，在孔口用导爆索—继爆管起爆系统，控制单响药量，降低预裂爆破本身对保留岩体的振动破坏。
4 开挖情况

在1 155～1 170水平东部预裂孔(孔距4.5×4.5m，倾角75°，单孔装药量200kg，孔内用的是导爆管起爆材料)，前边的松动爆破后，电铲开挖后发现大部分预裂面较好，炮孔壁残留率达到70%以上。但等到采掘过后一周时间在1 155～1 170水平台阶东部局部岩层有向斜和裂隙较发育的部位产生片帮现象。有的片帮区比较严重，宽约50多m，长约20m，导致抛掷爆破炮孔第一和第二排打的孔没打成，只能打垂直孔进行松动爆破。

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第二幅的预裂孔(孔距4×4m，倾角65。，单孔装药量180kg，孔内用导爆索起爆材料)，待前边的抛掷爆破放完，电铲采掘后，炮孔残留率达到80%，高台阶坡面局部还是有片帮的地方，但是片帮不严重,对抛掷爆破打斜孔影响不大。

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5 结语

深孔预裂爆破在黑岱沟露天煤矿高台阶抛掷爆破施工中得到了成功的应用，值得其他露天矿大孔径深孔预裂爆破的借鉴和推广。笔者认为深孔预裂爆破施工中对保留岩体的破坏影响主要表现在两个方面，一方面预裂爆破产生的爆炸应力波对岩体产生浅层破坏影响，另一方面预裂爆破产生的地震对岩体内部产生振动破坏影响。降低预裂爆破对对岩体的影响，一方面应选用较小孔径的穿孔设备并优化爆破参数，应控制单响药量和毫秒间隔时间，减小岩石质点的振动速度。

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