撫順東露天礦爆破效果不良的原因分析及預防措施

姜漢磊

（撫順礦業集團東露天礦，遼寧 撫順 113003）

爆破作業后產生的根底、硬幫等不良后果對采裝電鏟的安全作業和裝車效率影響巨大。進入2020年以來，東露天礦207、109、煤5 等采區在采掘過程中相繼出現爆破根底、硬幫等爆破不良問題，最大的根底長度超過100 m，高度超過3 m，嚴重影響電鏟采裝安全，制約電鏟裝車效率發揮，每班裝車回數受到一定影響，甚至出現過電鏟中斷生產事故的發生。因此，盡快找出爆破不良產生的原因，制定出切實可行應對措施，消除爆破不良對電鏟安全、高效作業的不利影響，已是擺在專業技術人員面前的一項必須攻克的難題。

1 撫順東露天礦穿爆工序中存在問題

東露天礦穿孔作業由采剝段穿孔隊承擔，使用穿孔設備為YQ-150A 型回轉鉆機和SWDD-165 鉆機2 種，在冊鉆機臺數10 臺，其中YQ-150A 鉆機7臺，SWDD-165 鉆機3 臺。鉆孔驗收工作由礦質量監察科承擔。東露天礦爆破作業外包給毅山爆破公司，該公司負責爆破設計的制定，爆破作業施工及產生根底、硬幫、大塊等爆破不良后果的處理工作。

1.1 鉆孔工序存在問題

1）逐孔驗收無法保證。東露天礦使用鉆機10 臺，包機組7 個，在鉆機完好情況下，理論上每班可以有10 個采區會進行鉆孔作業（鉆機發生臨時性的內外障或緊急工程需要時，包機組可以臨時調往另1 個閑置鉆機作業，此時2 個鉆機都會產生作業量）。質量監察科驗孔人員白班作業，負責驗孔工作人員僅有2 人，因此要保證每天完成7～10 個采區都做到逐孔驗收驗孔是無法完成的（東露天礦采場約12 km2，臺階多達16 個，水平高差130 m，坑下采場只能靠步行，1 d 內無法實現對7～10 個采區進行逐孔驗收）。因此驗孔工作只能采用抽查方式，抽查鉆機，抽驗鉆孔。撫順東露天礦地表水系豐富[1]，受地表水系補給，臺階含水量偏大，塌孔、廢孔現象十分普遍。

2）補孔作業執行不到位。質量監察科現場驗收鉆孔后，給穿孔隊下發驗孔單，對檢查過程中驗出孔深不合格鉆孔扣除鉆孔延米量，性質惡劣的按照驗孔制度進行追加處罰。驗收過程中，執行制度偏重于對鉆機作業量的扣罰，但對出現不合格鉆孔進行補孔作業的要求執行還不到位。

3）鉆孔與爆破作業接續。東露天礦鉆機作業按照穿孔延米量計算工資。因此，有時采區爆破量充足情況下，計劃員為了保證鉆機延米作業量需求，也會要求爆破公司設計人員進行點孔，備打鉆孔，此部分炮孔往往爆破需求不是很緊迫。東露天礦在冊10 臺鉆機，包機組7 個，每天同時穿孔作業的采區有7～10 個。毅山爆破公司有4 個爆破小組，去除正常輪休，基本可以保證每天3 個小組作業。此種狀況下，有的鉆孔區域在鉆孔結束后會有幾天無法爆破的現象出現。特別是提前打備孔區域，有時待爆時間會更長。如果待爆臺階含水大，鉆孔極易造成塌孔，爆破后爆破質量難以保證。

4）成孔困難區域穿爆破作業配合不當。東露天礦臺階含水量大，存在鉆孔成孔困難區域。如北幫E5800～E6500 區間（上部為回填4#地面湖區域）和E8200～E9000 區間（上部為回填耿家街地面湖區域）的綠土臺階，西區E5800～E6300 區間坑底的掘溝區域（東露天礦南幫西區還未到界，目前已成為高達100 m 的大坡面，南幫坡面匯水都匯集到坑底，坑底富礦含水量大）。這些區域鉆孔，基本上全孔都為水孔，成孔率低，成孔后鉆孔后塌孔速度快，如果爆破不及時，瞎孔占比大。冬季作業時，水孔存在時間長，還易發生凍孔現象，如果爆破作業時透不開炮孔，炮孔也會成為瞎孔。礦規定鉆孔完畢后爆破作業必須在3 d 內完成，如超過3 d 不爆破，出現瞎孔，責任由爆破作業單位承擔。但在上述區域，有時會出現鉆孔后量孔合格，1～3 d 內出現塌孔甚至瞎孔。

1.2 爆破工序存在問題

1）模式化制定爆破設計。東露天礦在西路天礦爆破作業基礎上總結出一套經驗數據[2]（鉆機使用YQ-150A 型鉆機和SWDD-165 鉆機2 種，鉆孔直徑為150 mm 和165 mm）。毅山公司設計人員在做爆破設計過程中基本都依照此經驗數據參數進行爆破設計。但隨著開采深度增加，特殊地質條件區域增多，多種因素對爆破作業質量影響逐漸顯現。例如E6500～E7500 區間含綠土臺階含泥灰巖夾層區域，由于泥灰巖硬度遠遠大于綠土，此時按照經驗參數爆破，單耗偏小，爆破后易出現根底；綠土與富礦交界臺階，由于上部綠土硬度比下部富礦硬度大，爆破后臺階上部易出現大塊。在有特殊地質條件影響區域爆破，依然機械化的照搬經驗數據制定爆破設計，造成下爆破作業后產生爆破根底和大塊等不良爆破效果經常發生。

2）爆破現場操作不當。根據現場作業實際情況分析，爆破施工過程中對爆破質量影響比較大的工序主要集中在水孔裝藥和水孔填塞2 個環節：①含水炮孔裝藥過程中藥包裝不到孔底情況：按照規程裝水孔時需要使用炮桿輔助裝藥，但在相對較大規模爆破作業時，由于使用炮桿裝藥效率相對較低，有的施工人員不愿使用炮桿作業，因此炮孔裝堵及炸藥裝不到底現象時有發生，裝藥人員不檢查不到位直接填塞爆破后炮孔承擔爆破面積易產生根底；②填塞物料質量差問題:東露天礦爆破填塞一般使用鉆機鉆孔吹出巖渣進行填塞，但在冬季，鉆機鉆水孔吹出巖渣由于寒冷一般都形成凍塊，此時作業人員用含有凍塊巖渣填塞含水炮孔，填塞物料遇到孔內水時，物料融化成泥漿，填塞壓力不夠，爆破時易產生沖炮，產生沖炮區域爆破后容易產生根底[3]。

3）前次爆破作業平盤殘留根底。按照東露天礦與毅山爆破簽訂協議，爆破后產生根底如果機械設備能夠處理情況下，由采剝段出設備，毅山爆破公司出人員指導設備處理,因此在處理根底作業時往往存在一定扯皮現象。有時沒設備，有時沒有指導人員，因此造成前次根底往往得不到及時處理。東露天礦采用鐵道運輸系統，線路移設作業由工務段承擔，遇到爆破根底影響線路移設時，工務段會出動推土機對影響線路移設的鐵道線路下部區域根底進行處理，但對平盤遺留根底不做處理，因此平盤根底往往就遺留下來得不到處理。平盤留有根底時，下一幅電鏟采掘作業遇到根底時，即使采掘帶已經爆破，但是電鏟受限于采裝規格，也得隨平盤遺留爆破根底形狀跨過前次遺留爆破根底，即采掘后遺留根底增加1 個采掘帶的寬度[4]。

2 預防措施

2.1 鉆孔工序預防措施

1）采用驗孔與爆破作業結合驗孔模式，一作業，一驗孔。減少驗孔頻次，增大單次驗孔數量，節約驗收人員行走時間。按照每天爆破作業基本保持在3處的作業規模，提前1～2 d 對待爆區域集中驗孔。這樣每天需驗孔采區理論上可減少到3 處，減少原有驗孔模式監察人員驗收采區數量，減少變換采區檢查所需的步行距離，增加了單個采區驗孔作業時間，可以實現對鉆孔的逐孔驗收。杜絕因抽檢造成不合格鉆孔漏檢的情況發生，減少爆破作業時不合格鉆孔對爆破質量的影響[5]。

2）質量監察科重新修訂鉆孔驗收制度，重點對執行補孔作業程序進行補充說明。驗出不合格鉆孔時，驗收人員要向穿孔隊下發驗孔通知單，作業單要標明不合格鉆孔數量和位置，穿孔隊要按照通知單要求及時組織補孔作業。補孔后質量監察科要進行二次驗孔。驗收制度中增加對補孔作業的處罰條款，對執行補孔作業不負責人員進行處罰。督促作業人員增強責任心，自覺按照修訂制度落實好補孔工作，提高補孔作業質量。

3）生產技術科、采剝段認真做好穿孔、爆破接續計劃。計劃員要做到準確掌握各自采區爆破存量，將各自采區爆破計劃報至生產股長;生產股長根據各采區爆破存量剩余情況平衡鉆機作業和爆破作業，確定穿孔、爆破作業采區先后次序，并報生產科制定計劃實施。除工程作業臨時需求外，鉆機、爆破作業要嚴格執行計劃要求,確保鉆機有用效率發揮到爆破作業需求最緊迫采區，杜絕爆破需求不緊迫采區打備孔現象出現，減少人為因素造成鉆孔待爆破時間過長現象發生[6],特別在含水臺階要最大限度壓縮穿孔、爆破作業接續時間，降低含水鉆孔塌孔影響，達到提升爆破質量目的。

4）制定《特定區域鉆孔爆破作業管理規定》，規定鉆機在特定區域鉆孔作業過程中，如果發現水大，成孔困難，成孔后如果有塌孔危險時，鉆機司機要按照規定將現場情況向現場技術管理人員匯報?，F場技術人員根據現場鉆孔塌孔級別，聯系毅山爆破公司及時爆破作業。毅山爆破公司負責人員不得扯皮推諉，要積極配合鉆孔隊組織爆破作業。需要采用特殊爆破作業手段時（成孔特別困難區域，有時需要鉆孔每鉆成1 個孔要立即裝藥，裝藥人員要在現場等待鉆孔人員作業，隨打孔隨裝藥，爆破工作量和作業時間會拉長），毅山爆破公司也要按照規定無條件配合，不得無故推諉。2 家單位按照規定，互相配合，最大限度提高水大區域鉆孔成孔率，從源頭控制水大區域爆破根底、硬幫的產生[7]。

2.2 爆破工序預防措施

1）建立影響爆破作業質量特殊地質條件區域檔案。根據不良爆破效果分析記錄，對過往爆破作業過程中遇到的對爆破作業質量產生影響的特殊地質變化區域進行記錄、標記（由于勘探精度限制，局部不連續分布的硬度增大巖層和小的節理、構造無法在地質圖上顯示。但此種特殊地質條件往往在現場爆破作業過程中對爆破作業質量影響較大）。根據檔案記錄，遇到地質變化區域爆破時，爆破設計要要按現場實際地質條件制定，不可照搬經驗數據制定爆破設計。如在巖石硬度增大區域爆破設計過程中要采用提高炸藥單耗的措施減少根底產生；綠土富礦接茬區域設計過程中要適當縮小孔網參數或補打輔助鉆孔來減少爆后上部大塊的產生問題等。建立特殊區域爆破記錄檔案[8]，使爆破設計人員對坑下各區域地質特點心中有數，避免機械式照搬經驗數據做爆破設計。

2）加強對現場作業人員的安全規程教育和操作技能培訓。遇到含水鉆孔裝藥時，作業人員裝藥作業要嚴格執行規程要求，使用炮桿將藥包送入孔底并用炮桿壓住藥包，待填塞物與藥包接觸后，再慢慢抽出炮桿?，F場負責人要認真做好驗收指導工作，杜絕操作不當造成水孔裝藥卡堵情況發生。針對水孔填塞物料質量不合格情況，礦安排汽運段在冬季為爆破作業單位提供經過篩分貧礦，粒度保證在20～30 mm 范圍內。符合填塞物料粒度要求，確保水孔填塞作業質量得到保證。

3）修訂《爆破作業管理細則》，進一步明確平盤留有根底時，采剝段和外委爆破公司須承擔的處理根底責任。機械設備可處理根底由采剝段組織推土犁或破碎錘處理。需二次爆破大的根底由外委爆破公司重新鉆孔爆破處理。同時在細則中增加對根底處理不及時責任人和責任單位的處罰項目，以經濟手段提高相關作業人員思想認識，從制度上促進平盤遺留根底問題得到解決。

3 結語

通過穿爆環節各項優化措施的實施，爆破后根底、硬幫、大塊頻繁發生的勢頭得到有效扭轉。統計數據顯示，2020 年下半年對比上半年爆破質量問題發生率降幅度達到70%以上，爆破根底、大塊發生規?？刂圃跈C械設備可處理范圍內，沒有需二次爆破作業處理的大的爆破質量問題發生。節約二次爆破鉆孔、炸藥和人工費用約53 萬元。電鏟采裝效率提高顯著，全礦日均裝車回數突破190 回，取得安全、經濟效果顯著。