露天矿山开采边坡处施工控制性爆破技术探讨

露天矿山开采边坡处施工控制性爆破技术探讨

杨超

身份证号：370982198803214971

摘要：随着露天矿山开采强度的不断增加，边坡稳定性问题逐渐成为制约矿山安全生产的关键因素。控制性爆破技术作为一种有效的边坡处理手段，在露天矿山开采中得到了广泛应用。本文旨在探讨露天矿山开采边坡处施工控制性爆破技术的原理、方法、应用，以期为矿山安全生产提供技术支撑。

关键词：露天矿山；边坡处；施工控制；爆破技术

1引言

露天矿山开采是一项复杂的系统工程，其安全生产受到多种因素的制约。其中，边坡稳定性问题是露天矿山开采过程中必须面对的重要问题之一。边坡失稳不仅会导致矿山生产设备的损坏，还可能引发严重的人员伤亡事故。因此，研究露天矿山开采边坡处施工控制性爆破技术具有重要的现实意义。

2控制性爆破技术概述

控制性爆破技术是一种通过精确控制爆破参数，实现预定爆破效果的技术。在露天矿山开采中，控制性爆破技术主要用于改善边坡的应力状态、破坏潜在滑坡体、加固边坡等目的。该技术具有高效、安全、可控等优点，是露天矿山开采中边坡处理的重要手段。

3露天矿山开采边坡处施工控制性爆破技术原理

3.1应力调整原理

控制性爆破技术通过爆破产生的应力波和冲击波，对边坡岩体的应力状态进行调整。在爆破过程中，岩石受到压缩、拉伸和剪切等多种力的作用，这些力在岩石内部传播形成应力波。通过合理设计爆破参数，如装药量、孔距、起爆顺序等，可以控制应力波的传播方向和强度，从而改变边坡岩体的应力分布。应力波的作用使得边坡岩体的应力集中程度降低，减少了因应力集中导致的岩石破裂和边坡失稳的风险。同时，爆破还能使岩石内部产生微小的裂缝和空隙，增加岩石的渗透性和透气性，有利于边坡排水和减少水压力对边坡稳定性的影响。

3.2破坏原理

在某些情况下，边坡中存在潜在滑坡体或软弱岩层，这些区域对边坡的稳定性构成威胁。控制性爆破技术可以利用爆破产生的能量，针对这些潜在危险区域进行有针对性的破坏。通过精确控制爆破参数，如装药量、爆破孔位置等，可以将爆破能量集中在潜在滑坡体或软弱岩层的内部，使其受到足够的破坏力而失去原有的稳定性。这种破坏作用能够消除或减小潜在滑坡体对矿山安全生产的威胁，提高边坡的整体稳定性。

3.3加固原理

在爆破过程中，岩石受到强烈的冲击和压缩作用，导致岩石内部产生裂缝和空隙。这些裂缝和空隙为后续的加固措施提供了通道和锚固点。在爆破后，可以采用注浆、锚杆等加固措施对边坡进行加固处理。注浆是通过将浆液注入岩石裂缝和空隙中，填充并固化岩石内部的空隙，提高岩石的整体强度和稳定性。锚杆则是将钢筋或钢绞线等锚杆材料插入岩石裂缝和空隙中，利用锚杆与岩石之间的摩擦力和粘结力将岩石固定在一起，增加边坡的整体稳定性和承载能力。

4露天矿山开采边坡处施工控制性爆破技术方法

4.1爆破参数设计

4.1.1爆破孔网参数设计

爆破孔网参数是控制性爆破技术中的关键参数之一，直接影响到爆破效果和边坡的稳定性。在设计爆破孔网参数时，需要考虑边坡的岩性、结构、地形等因素。首先，要根据边坡的岩性选择合适的爆破孔直径和深度。对于坚硬的岩石，可以选择较小的孔直径和较大的孔深度，以充分释放岩石内部的应力；对于较软的岩石，则需要选择较大的孔直径和较浅的孔深度，以避免爆破对边坡的过度破坏。其次，要根据边坡的结构和地形设计合理的孔网布局。对于坡度较陡、岩石破碎的边坡，可以采用较密的孔网布局，以提高爆破的均匀性和效果；对于坡度较缓、岩石较完整的边坡，则可以采用较疏的孔网布局，以减少爆破对边坡的破坏。

4.1.2装药量设计

装药量是控制爆破效果的重要因素之一。在设计装药量时，需要考虑边坡的岩性、结构、地形以及爆破孔网参数等因素。首先，要根据岩石的硬度和密度确定单孔装药量。对于坚硬的岩石，需要适当增加装药量以达到理想的爆破效果；对于较软的岩石，则需要适当减少装药量以避免过度破坏。其次，要根据爆破孔网参数和边坡的地形条件设计总装药量。在保证爆破效果的前提下，尽量减少总装药量以降低爆破对边坡的震动和破坏。

4.1.3起爆顺序设计

起爆顺序是影响爆破效果和边坡稳定性的重要因素之一。在设计起爆顺序时，需要考虑边坡的岩性、结构、地形以及爆破孔网参数和装药量等因素。首先，要根据边坡的实际情况确定起爆方式。对于坡度较陡、岩石破碎的边坡，可以采用逐孔起爆的方式，以充分释放岩石内部的应力；对于坡度较缓、岩石较完整的边坡，则可以采用多排同时起爆的方式，以提高爆破的均匀性和效果。其次，要合理安排各孔的起爆时间。在保证安全的前提下，尽量使各孔的起爆时间间隔均匀，以避免因起爆时间不当导致的边坡失稳或过度破坏。

4.2爆破作业实施

4.2.1严格按照设计的爆破参数进行作业

在爆破作业开始前，必须根据边坡的岩性、结构、地形等因素，合理设计爆破参数。这些参数包括爆破孔网参数、装药量、起爆顺序等。在爆破作业过程中，必须严格按照这些设计的参数进行作业，以确保爆破效果符合设计要求。

4.2.2控制装药量

装药量是控制爆破效果的关键因素之一。在爆破作业过程中，必须严格控制装药量。根据设计的装药量，精确计算每个爆破孔的装药量，并使用专业的装药设备进行装药。同时，要定期对装药设备进行检查和维护，确保其准确性和可靠性。

4.2.3控制起爆时间

起爆时间是控制爆破安全性的重要因素之一。在爆破作业过程中，必须严格控制起爆时间。根据设计的起爆顺序和时间间隔，合理安排各孔的起爆时间。在起爆前，要对爆破区域进行严格的检查，确保没有人员和设备进入危险区域。同时，要使用专业的起爆设备和监测设备，确保起爆的准确性和安全性。

4.2.4避免产生过大的震动和冲击波

在爆破作业过程中，必须避免产生过大的震动和冲击波。这可以通过优化爆破参数、采用先进的爆破技术、加强防护措施等方法来实现。例如，可以采用分段延时起爆技术，将爆破作业分为多个阶段进行，以减少单次爆破产生的震动和冲击波。同时，可以在爆破区域周围设置减震沟、减震墙等防护措施，降低爆破对周围环境和设备的影响。

4.2.5加强现场管理和监督

在爆破作业过程中，必须加强现场管理和监督。要设立专门的爆破作业指挥部和安全监督机构，对爆破作业进行全程监控和管理。同时，要对参与爆破作业的人员进行专业培训和安全教育，提高其安全意识和操作技能。在爆破作业过程中，要严格遵守安全操作规程和爆破作业规范，确保爆破作业的安全性和可控性。

4.3爆破效果评估

4.3.1现场观测

爆破作业完成后，首先进行现场观测。观察内容包括但不限于：边坡的整体形态变化、岩石破碎程度、裂缝发育情况等。通过对比爆破前后的边坡状态，可以初步判断爆破效果是否符合设计要求。

4.3.2声波测试

声波测试是一种有效的评估岩石力学性质的方法。在爆破区域布置声波测试点，利用声波仪测量岩石的波速、振幅等参数。通过对比爆破前后的测试数据，可以分析岩石的力学性质变化，进一步评估爆破对岩石的影响程度。

4.3.3岩石力学分析

结合现场观测和声波测试数据，进行岩石力学分析。通过计算岩石的应力、应变等参数，分析爆破对岩石力学性质的影响。这有助于了解爆破后边坡岩体的应力状态，为边坡稳定性分析提供基础数据。

4.3.4后续加固措施建议

根据边坡稳定性评价结果，提出相应的后续加固措施建议。这些措施可能包括注浆加固、锚杆支护、挡土墙建设等。加固措施的设计应充分考虑爆破对边坡的影响，确保加固效果与爆破效果相协调，共同提高边坡的稳定性。

5结语

露天矿山开采边坡处施工控制性爆破技术是一种有效的边坡处理手段，具有高效、安全、可控等优点。在露天矿山开采中得到了广泛应用。然而，该技术在实际应用中仍存在一些问题，如爆破参数设计的准确性、爆破作业实施的可控性等。因此，未来需要进一步加强对该技术的研究和探索，为矿山安全生产提供更加坚实的技术支撑。

参考文献

[1] 邵友忠. 露天采矿边坡控制性爆破施工的探讨[J]. 内蒙古煤炭经济,2018(4):38+71.

[2] 江健, 高修国, 王菲. 大宝山矿业露天采矿边坡控制性爆破施工分析[J]. 世界有色金属,2018(20):159+161.