论爆破减震技术在露天矿的应用

　　随着露天矿开采的向下延深,进入封闭圈后,由山坡露天转深凹露天形式,形成固定的最终边坡越来越高,边坡的稳定性问题将日益突出。影响边坡稳定性的因素很多,如岩体物理力学性质、地质构造、水文地质、矿山设计的最终边坡角等。为降低爆破地震对边坡稳定的影响,最直接的方法是对爆破规模作一定的限制,严格控制一次最大爆破的段药量。但就现在矿山的发展趋势来看,实施有一定的困难。因此,必须另辟途径,从技术角度降低爆破震动对边坡稳定的影响,以突破爆破规模的严格限制,已成为当前各露天矿山目前爆破工作的当务之急。

　　1　爆破地震波的特征及其影响因素分析

　　爆破地震波(如图1所示)分为3个部分,有初至波,其振幅小频率高;主震相,特点是振幅大,频率比初至波低,是造成地震的主要部分;尾震段,也就是衰减波,无论是振幅还是频率都较低。

　　衡量爆破地震强度的物理量若以速度为标准,则有振速经验式为:

　　V=K(Q^1/3/R)^a.

　　从该式中可以看出,在地质条件、岩石性质相同的条件下,必须减小药量,选择正确的爆破方法和合理的爆破参数才能达到减小地震的目的。而药量和爆破方法及爆破参数的选择又依赖于岩石性质和地质构造条件,所以在药量和爆破参数都为常数时,震速的大小主要决定于爆破地震波在岩石中传播时能量的衰减情况。

　　2　常见的爆破减震技术措施及其应用

　　爆破震动增加的原因大致如下:炮孔超深过大、孔网参数较大、炸药单耗过大或偏小、穿孔方式对地震效应主导方向的影响、微差时间间隔不合理、同段起爆药量过大或偏小、装药结构不合理、岩体结构差异以及炸药类型和药包布置方式的影响等。本文暂且将各种常见的爆破减震技术分为常规性减震技术、专业性减震技术及其它减震技术3大类型并分别加以论述。

　　2.1　常规性减震技术及其应用

　　所谓常规性减震技术,是指从事爆破工程的技术及管理人员都应具备的有关爆破理论方面的常规性知识,也是生产组织过程中最容易实现的减震措施。

　　2.1.1　确定合理的炮孔超深hc值

　　炮孔超深hc是露天矿台阶深孔爆破中一个极重要的参数,是指钻孔超出台阶底盘标高的那一段孔深。可根据经验公式

　　hc=(0.15～0.35)W底,

式中,hc为超深,m;W底为底盘抵抗线,m。当岩石松软时取小值,岩石坚硬时取大值。超深的作用是用来克服台阶底盘岩石的夹制作用,使爆破后不留根底,而形成平整的底部平盘。超深过大时,将造成钻孔和炸药的浪费,增大对下一个平盘的破坏,给下次钻孔造成困难,并且会增大破地震波的强度;超深不足将产生根底或抬高底部平盘的标高,而影响装运工作。在台阶段高比较标准时,超深hc的值容易控制。生产过程中由于台阶段高往往不标准,给超深控制带来一定的难度。因此,对掌子面标高的标准化监控,是控制超深降低爆破震动的一个基本点。对采场内出现的根底、二层台等质量问题应及时处理,确保底板平整及其标高正常;另外,对已形成的爆区,要求前排炮孔的超深不得低于后排炮孔的超深,否则必须采取措施进行透补孔,以确保孔深在爆区施工时能达到设计标准。