高陡边坡爆破滚石的控制及防护技术

高陡边坡爆破滚石的控制及防护技术

黄松

安徽池州海螺水泥股份有限公司 安徽省池州市 247115

摘要：本文通过介绍了深孔松动控制爆破技术和边坡岩体防护技术在高陡边坡爆破下方受威胁设备设施中的应用。希望对矿山高陡边坡石方大量爆破滚石的控制提供一定的指导、参考作用。

关键词：高陡边坡；爆破滚石；控制及防护

爆破是矿山开采最常用的手段之一，主要是因为经过炸药的爆破作用后的岩石会变得松散方便挖掘工作的开展，但是爆破也会带来噪音、振动、滚石、飞石、边坡失稳等一些安全的因素。所以在露天矿山的开采中，一定要按照规定的开采设计台阶式自上而下的进行日常生产活动，在开采时怎样制定合理的措施来保证边坡稳定以及周边设备设施安全，是目前矿山管理者面对的问题。

一、优化爆破方案

深孔松动控制爆破中的“深孔”是指除一些突出的大石头采用手风钻钻孔处理外，其他一些岩石主要是用钻机进行打眼而不是手风钻打眼；“松动”是指采取深孔爆破，使被爆破岩石破碎飞散的距离减少，更加方便机械进行清理；“控制”总的来说就是指在进行深孔爆破时可以有效的控制飞石和滚石的体积以及滚动距离和振动产生的冲击波等。深孔松动控制爆破是在常规深孔爆破的基础上，对安全更高要求的一种爆破技术。在进行深孔爆破也会出现大量飞石抛散现象，但是采用深孔松动进行爆破，爆破的岩体也会松动破碎但是却不大量的飞散，进而对爆破产生的破坏进行有效控制，使用深孔松动进行爆破即使在复杂的环境下进行爆破，也能提高爆破的安全性，这是一般的深孔爆破不能保证的。

积极的从源头控制好爆破产生滚石的体积和数量是对整个爆破工程进行防护的重要环节。争取在爆破后滚石的体积小于2立方米，这样就会大大的缩短石块滚落的距离，进而降低滚石的安全隐患。

（1）在深孔爆破之前处理危石。在爆破前观察高陡边坡上的石块，把那些可能因为爆破产生的震动或是挤压而滚下去的危石和悬石，提前用手风钻打孔爆破进行处理。

（2）在临边爆区划分为主爆区加临边缓冲区。主爆区正常布孔，孔与孔之间的距离为5.5米，排与排之间的距离为4米，梯段高度12米，超深1.5米，钻孔直径144毫米。

（3）为避免在爆破后出现大块的石头顺坡滚落的情况，爆区靠近高坡的一侧要预留6米宽的缓冲区，对缓冲区采用小直径、少装药、密打眼的松动控制技术进行爆破。缓冲区进行爆破时可以分为2个台阶进行两次爆破，台段的高度为12米，第1次爆破台段高度为8米，在爆渣清理干净时在进行第2次爆破，这次的台段高度为4米。

（4）缓冲区一定要采用梅花形布孔形式，最外侧的钻孔要和台阶坡面平行，只有当钻孔和台阶面平行时，外侧抵抗线分布的才比较均匀，进而使爆后的石块的体积比较的均匀，但是后期的钻孔操作就比较的困难了，而且容易出现卡钻的情况。在进行爆破时炸药要使用改性铵油炸药，和高精度毫秒导爆管雷管。

（5）装药量。因其为松动控制爆破，所以炸药的使用量要小于主爆区正常爆破的数量。这样不仅能有效的控制飞石还能使岩石充分的破碎，不会出现体积过大或是过小的飞石，经过长时间的爆破可以总结出每孔装药量为： 式中：Q为单孔装药量，q为炸药的单耗，a为孔距，W为底盘抵抗线。

（6）堵塞长度。堵塞的长度要控制在1.8米到3米之间，这样可以有效的减少岩石爆破后向坡底滚落的数量。

（7）在对高陡边坡进行爆破是要采用“V”形微差逐孔起爆方式，孔间微差25毫秒，排间微差65毫秒，孔内装高段位400毫秒雷管。这种起爆方式是同1排炮孔按照事先设计的时间从起爆点依次起爆，另外，爆区排间炮孔按另一时间依次向后进行爆破，进而使两个相邻的爆破区的爆破时间错开，避免相邻炮孔之间互相碰撞挤压对岩石形成二次破碎。

（8）控制爆破方向。主爆破方向为低边坡，一定要避免向高边坡爆破；在爆破之前爆区前方和侧方的物料一定要处理干净，给岩石留下足够的膨胀空间，避免向高边坡进行挤压。尽量减少在爆破时向高边坡的岩石方量。在爆破之后要及时的清理临近边坡上的浮石。

二、控制爆破滚石的措施

（一）优化爆破方案

由于矿山开挖量比较大、爆破产生滚石的影响范围也比较广，所以就可以采取预留岩墙的松动微差爆破方案。对高陡边坡采用自上而下分层爆破方案，在离坡面较近的一侧提前预留一定厚度和高度的岩墙，当做屏障用来阻拦爆破后产生的石块，以防石块顺坡向下运动产生安全隐患。内层爆区可以采取常用的深孔台阶爆破方案，台阶高度为12米，岩墙的高度可以适当的低于内层爆区，同时为更好的发挥出岩墙的阻挡作用，岩墙外侧的爆区可以比内部爆区延后一段时间。在开挖岩墙时可以采取微差松动爆破方案，在进行爆破时一定要保证爆破方向和山体轮廓线保持平行，这样才能尽可能使外侧岩石不发生滚落的情况。根据相关工程经验和资料表明，对于岩墙爆区，岩墙顶部宽度要大于3米，底部宽度要大于10米，为了更好的保证钻孔的质量和安全，可以采用炮孔直径较小的松动爆破方案，并采用逐孔起爆网路，尽可能的保证爆破后出现飞石、滚石的现象，其中，预留岩墙台阶内侧倾角为70到85度，整体采用微倾斜炮孔布置，和内侧坡面保持平行，最外侧炮孔要在台阶面边缘。完成对高陡边坡的爆破之后，可以使用挖掘机对剩余的岩墙进行挖掘，另外，一定要加强现场的控制警戒，以防产生滚石危害。还可以优化孔网的参数，而采用梅花形炮孔布置可以有效防止在爆破时产生较大面积的石块、降低滚石的数量，进而降低安全事故发生的概率。

（二）拦截滚石

拦截法是针对那些落石面积大、落石数量多、坡型比较复杂的一种有效的拦截防护措施。在实际的爆破工程中常用挡石墙、拦石网、截石沟、防护棚等进行拦截，为防止高速滚落的石头进入截石沟后在弹跳到防护区内造成安全隐患，一般会在截石沟内放置一些缓冲材料，比如碎石和泥土等，也可以在截石沟的外侧设置挡石墙和拦石网等，增强对滚石的拦截能力。在选择设计方案时，通常是根据滚石的体积和运动特点进行选择的。根据滚石运动特性以及当地地形特点设计相应的防护设备，可以在矿山周围的边坡坡脚设置截石沟，对爆破产生的滚石进行拦截，在靠近民房、农田、公路等重点防护区域，可以采用挡石墙和截石沟相结合的拦截措施进行拦截，尽可能的降低爆破开采的滚石对周围环境的影响，另外，要把截石沟设置在近坡脚附近，并在沟底铺设一定的缓冲物，用来降低滚石的反弹的速度和高度，在重点防护区域，可根据具体的爆破情况在截石沟的外侧设置3米到5米高的挡石墙，增强对滚石的拦截效果，尽量减小对周边环境的影响。

（三）合理警戒

根据相关工程经验和资料表明，对高陡边坡进行爆破后石块滚落的距离大概是150米，会在一定程度上给当地居民正常的生产生活带来一些潜在的安全隐患。所以，这就要求在进行爆破时要设置至少200米警戒线，对在这个范围内生活的居民或是范围内的农田和公路采取迁移政策，进而保证矿区周边居民的生命财产安全。

结论

对于高陡边坡上方爆破滚石控制的技术措施概括为优化爆破方案、控制及防护滚石，在爆破是可采用多元立体防护体系，使整个爆破过程更加的安全可控，不会因为爆破所产生的滚石或是飞石以及振动危害对周围的设施造成危害。经过实践可以证明，采用这种防护体系是可行的，可为类似工程提供借鉴。

参考文献

[1]左治兴.露天转地下开采过程中高陡边坡的稳定性评价与控制技术研究[D].湖南:中南大学,2009.

[2]柯松林,张勇,林荣奋,等.高陡峡谷桥基控制爆破及防护综合技术[Z]. 铁港航局集团有限公司. 2014.

[3]浙江海洋大学.工程爆破边坡监控及防护系统:CN201711345674.5[P].2018-06-29.

[4]渝涪铁路二线紧邻既有线石方控制爆破新技术[Z].2011.

[5]叶四桥，巩尚卿．落石碰撞法向恢复系数的模型试验研究［J］．中国铁道科学，2015，36(4):13-19．