撫順東露天礦爆破效果不良的原因分析及預(yù)防措施

姜漢磊

（撫順礦業(yè)集團(tuán)東露天礦，遼寧 撫順 113003）

爆破作業(yè)后產(chǎn)生的根底、硬幫等不良后果對采裝電鏟的安全作業(yè)和裝車效率影響巨大。進(jìn)入2020年以來，東露天礦207、109、煤5 等采區(qū)在采掘過程中相繼出現(xiàn)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(yán)重影響電鏟采裝安全，制約電鏟裝車效率發(fā)揮，每班裝車回?cái)?shù)受到一定影響，甚至出現(xiàn)過電鏟中斷生產(chǎn)事故的發(fā)生。因此，盡快找出爆破不良產(chǎn)生的原因，制定出切實(shí)可行應(yīng)對措施，消除爆破不良對電鏟安全、高效作業(yè)的不利影響，已是擺在專業(yè)技術(shù)人員面前的一項(xiàng)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(yè)由采剝段穿孔隊(duì)承擔(dān)，使用穿孔設(shè)備為YQ-150A 型回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和SWDD-165 鉆機(jī)2 種，在冊鉆機(jī)臺數(shù)10 臺，其中YQ-150A 鉆機(jī)7臺，SWDD-165 鉆機(jī)3 臺。鉆孔驗(yàn)收工作由礦質(zhì)量監(jiān)察科承擔(dān)。東露天礦爆破作業(yè)外包給毅山爆破公司，該公司負(fù)責(zé)爆破設(shè)計(jì)的制定，爆破作業(yè)施工及產(chǎn)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(yàn)收無法保證。東露天礦使用鉆機(jī)10 臺，包機(jī)組7 個，在鉆機(jī)完好情況下，理論上每班可以有10 個采區(qū)會進(jìn)行鉆孔作業(yè)（鉆機(jī)發(fā)生臨時性的內(nèi)外障或緊急工程需要時，包機(jī)組可以臨時調(diào)往另1 個閑置鉆機(jī)作業(yè)，此時2 個鉆機(jī)都會產(chǎn)生作業(yè)量）。質(zhì)量監(jiān)察科驗(yàn)孔人員白班作業(yè)，負(fù)責(zé)驗(yàn)孔工作人員僅有2 人，因此要保證每天完成7～10 個采區(qū)都做到逐孔驗(yàn)收驗(yàn)孔是無法完成的（東露天礦采場約12 km2，臺階多達(dá)16 個，水平高差130 m，坑下采場只能靠步行，1 d 內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)對7～10 個采區(qū)進(jìn)行逐孔驗(yàn)收）。因此驗(yàn)孔工作只能采用抽查方式，抽查鉆機(jī)，抽驗(yàn)鉆孔。撫順東露天礦地表水系豐富[1]，受地表水系補(bǔ)給，臺階含水量偏大，塌孔、廢孔現(xiàn)象十分普遍。

2）補(bǔ)孔作業(yè)執(zhí)行不到位。質(zhì)量監(jiān)察科現(xiàn)場驗(yàn)收鉆孔后，給穿孔隊(duì)下發(fā)驗(yàn)孔單，對檢查過程中驗(yàn)出孔深不合格鉆孔扣除鉆孔延米量，性質(zhì)惡劣的按照驗(yàn)孔制度進(jìn)行追加處罰。驗(yàn)收過程中，執(zhí)行制度偏重于對鉆機(jī)作業(yè)量的扣罰，但對出現(xiàn)不合格鉆孔進(jìn)行補(bǔ)孔作業(yè)的要求執(zhí)行還不到位。

3）鉆孔與爆破作業(yè)接續(xù)。東露天礦鉆機(jī)作業(yè)按照穿孔延米量計(jì)算工資。因此，有時采區(qū)爆破量充足情況下，計(jì)劃員為了保證鉆機(jī)延米作業(yè)量需求，也會要求爆破公司設(shè)計(jì)人員進(jìn)行點(diǎn)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(jī)，包機(jī)組7 個，每天同時穿孔作業(yè)的采區(qū)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(yè)。此種狀況下，有的鉆孔區(qū)域在鉆孔結(jié)束后會有幾天無法爆破的現(xiàn)象出現(xiàn)。特別是提前打備孔區(qū)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(zhì)量難以保證。

4）成孔困難區(qū)域穿爆破作業(yè)配合不當(dāng)。東露天礦臺階含水量大，存在鉆孔成孔困難區(qū)域。如北幫E5800～E6500 區(qū)間（上部為回填4#地面湖區(qū)域）和E8200～E9000 區(qū)間（上部為回填耿家街地面湖區(qū)域）的綠土臺階，西區(qū)E5800～E6300 區(qū)間坑底的掘溝區(qū)域（東露天礦南幫西區(qū)還未到界，目前已成為高達(dá)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(qū)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(yè)時，水孔存在時間長，還易發(fā)生凍孔現(xiàn)象，如果爆破作業(yè)時透不開炮孔，炮孔也會成為瞎孔。礦規(guī)定鉆孔完畢后爆破作業(yè)必須在3 d 內(nèi)完成，如超過3 d 不爆破，出現(xiàn)瞎孔，責(zé)任由爆破作業(yè)單位承擔(dān)。但在上述區(qū)域，有時會出現(xiàn)鉆孔后量孔合格，1～3 d 內(nèi)出現(xiàn)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(shè)計(jì)。東露天礦在西路天礦爆破作業(yè)基礎(chǔ)上總結(jié)出一套經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)[2]（鉆機(jī)使用YQ-150A 型鉆機(jī)和SWDD-165 鉆機(jī)2 種，鉆孔直徑為150 mm 和165 mm）。毅山公司設(shè)計(jì)人員在做爆破設(shè)計(jì)過程中基本都依照此經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)。但隨著開采深度增加，特殊地質(zhì)條件區(qū)域增多，多種因素對爆破作業(yè)質(zhì)量影響逐漸顯現(xiàn)。例如E6500～E7500 區(qū)間含綠土臺階含泥灰?guī)r夾層區(qū)域，由于泥灰?guī)r硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于綠土，此時按照經(jīng)驗(yàn)參數(shù)爆破，單耗偏小，爆破后易出現(xiàn)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(xiàn)大塊。在有特殊地質(zhì)條件影響區(qū)域爆破，依然機(jī)械化的照搬經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)制定爆破設(shè)計(jì)，造成下爆破作業(yè)后產(chǎn)生爆破根底和大塊等不良爆破效果經(jīng)常發(fā)生。

2）爆破現(xiàn)場操作不當(dāng)。根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)實(shí)際情況分析，爆破施工過程中對爆破質(zhì)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(huán)節(jié)：①含水炮孔裝藥過程中藥包裝不到孔底情況：按照規(guī)程裝水孔時需要使用炮桿輔助裝藥，但在相對較大規(guī)模爆破作業(yè)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(yè)，因此炮孔裝堵及炸藥裝不到底現(xiàn)象時有發(fā)生，裝藥人員不檢查不到位直接填塞爆破后炮孔承擔(dān)爆破面積易產(chǎn)生根底；②填塞物料質(zhì)量差問題:東露天礦爆破填塞一般使用鉆機(jī)鉆孔吹出巖渣進(jìn)行填塞，但在冬季，鉆機(jī)鉆水孔吹出巖渣由于寒冷一般都形成凍塊，此時作業(yè)人員用含有凍塊巖渣填塞含水炮孔，填塞物料遇到孔內(nèi)水時，物料融化成泥漿，填塞壓力不夠，爆破時易產(chǎn)生沖炮，產(chǎn)生沖炮區(qū)域爆破后容易產(chǎn)生根底[3]。

3）前次爆破作業(yè)平盤殘留根底。按照東露天礦與毅山爆破簽訂協(xié)議，爆破后產(chǎn)生根底如果機(jī)械設(shè)備能夠處理情況下，由采剝段出設(shè)備，毅山爆破公司出人員指導(dǎo)設(shè)備處理,因此在處理根底作業(yè)時往往存在一定扯皮現(xiàn)象。有時沒設(shè)備，有時沒有指導(dǎo)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(yùn)輸系統(tǒng)，線路移設(shè)作業(yè)由工務(wù)段承擔(dān)，遇到爆破根底影響線路移設(shè)時，工務(wù)段會出動推土機(jī)對影響線路移設(shè)的鐵道線路下部區(qū)域根底進(jìn)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(yè)遇到根底時，即使采掘帶已經(jīng)爆破，但是電鏟受限于采裝規(guī)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(yù)防措施

2.1 鉆孔工序預(yù)防措施

1）采用驗(yàn)孔與爆破作業(yè)結(jié)合驗(yàn)孔模式，一作業(yè)，一驗(yàn)孔。減少驗(yàn)孔頻次，增大單次驗(yàn)孔數(shù)量，節(jié)約驗(yàn)收人員行走時間。按照每天爆破作業(yè)基本保持在3處的作業(yè)規(guī)模，提前1～2 d 對待爆區(qū)域集中驗(yàn)孔。這樣每天需驗(yàn)孔采區(qū)理論上可減少到3 處，減少原有驗(yàn)孔模式監(jiān)察人員驗(yàn)收采區(qū)數(shù)量，減少變換采區(qū)檢查所需的步行距離，增加了單個采區(qū)驗(yàn)孔作業(yè)時間，可以實(shí)現(xiàn)對鉆孔的逐孔驗(yàn)收。杜絕因抽檢造成不合格鉆孔漏檢的情況發(fā)生，減少爆破作業(yè)時不合格鉆孔對爆破質(zhì)量的影響[5]。

2）質(zhì)量監(jiān)察科重新修訂鉆孔驗(yàn)收制度，重點(diǎn)對執(zhí)行補(bǔ)孔作業(yè)程序進(jìn)行補(bǔ)充說明。驗(yàn)出不合格鉆孔時，驗(yàn)收人員要向穿孔隊(duì)下發(fā)驗(yàn)孔通知單，作業(yè)單要標(biāo)明不合格鉆孔數(shù)量和位置，穿孔隊(duì)要按照通知單要求及時組織補(bǔ)孔作業(yè)。補(bǔ)孔后質(zhì)量監(jiān)察科要進(jìn)行二次驗(yàn)孔。驗(yàn)收制度中增加對補(bǔ)孔作業(yè)的處罰條款，對執(zhí)行補(bǔ)孔作業(yè)不負(fù)責(zé)人員進(jìn)行處罰。督促作業(yè)人員增強(qiáng)責(zé)任心，自覺按照修訂制度落實(shí)好補(bǔ)孔工作，提高補(bǔ)孔作業(yè)質(zhì)量。

3）生產(chǎn)技術(shù)科、采剝段認(rèn)真做好穿孔、爆破接續(xù)計(jì)劃。計(jì)劃員要做到準(zhǔn)確掌握各自采區(qū)爆破存量，將各自采區(qū)爆破計(jì)劃報至生產(chǎn)股長;生產(chǎn)股長根據(jù)各采區(qū)爆破存量剩余情況平衡鉆機(jī)作業(yè)和爆破作業(yè)，確定穿孔、爆破作業(yè)采區(qū)先后次序，并報生產(chǎn)科制定計(jì)劃實(shí)施。除工程作業(yè)臨時需求外，鉆機(jī)、爆破作業(yè)要嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)劃要求,確保鉆機(jī)有用效率發(fā)揮到爆破作業(yè)需求最緊迫采區(qū)，杜絕爆破需求不緊迫采區(qū)打備孔現(xiàn)象出現(xiàn)，減少人為因素造成鉆孔待爆破時間過長現(xiàn)象發(fā)生[6],特別在含水臺階要最大限度壓縮穿孔、爆破作業(yè)接續(xù)時間，降低含水鉆孔塌孔影響，達(dá)到提升爆破質(zhì)量目的。

4）制定《特定區(qū)域鉆孔爆破作業(yè)管理規(guī)定》，規(guī)定鉆機(jī)在特定區(qū)域鉆孔作業(yè)過程中，如果發(fā)現(xiàn)水大，成孔困難，成孔后如果有塌孔危險時，鉆機(jī)司機(jī)要按照規(guī)定將現(xiàn)場情況向現(xiàn)場技術(shù)管理人員匯報?，F(xiàn)場技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場鉆孔塌孔級別，聯(lián)系毅山爆破公司及時爆破作業(yè)。毅山爆破公司負(fù)責(zé)人員不得扯皮推諉，要積極配合鉆孔隊(duì)組織爆破作業(yè)。需要采用特殊爆破作業(yè)手段時（成孔特別困難區(qū)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(xiàn)場等待鉆孔人員作業(yè)，隨打孔隨裝藥，爆破工作量和作業(yè)時間會拉長），毅山爆破公司也要按照規(guī)定無條件配合，不得無故推諉。2 家單位按照規(guī)定，互相配合，最大限度提高水大區(qū)域鉆孔成孔率，從源頭控制水大區(qū)域爆破根底、硬幫的產(chǎn)生[7]。

2.2 爆破工序預(yù)防措施

1）建立影響爆破作業(yè)質(zhì)量特殊地質(zhì)條件區(qū)域檔案。根據(jù)不良爆破效果分析記錄，對過往爆破作業(yè)過程中遇到的對爆破作業(yè)質(zhì)量產(chǎn)生影響的特殊地質(zhì)變化區(qū)域進(jìn)行記錄、標(biāo)記（由于勘探精度限制，局部不連續(xù)分布的硬度增大巖層和小的節(jié)理、構(gòu)造無法在地質(zhì)圖上顯示。但此種特殊地質(zhì)條件往往在現(xiàn)場爆破作業(yè)過程中對爆破作業(yè)質(zhì)量影響較大）。根據(jù)檔案記錄，遇到地質(zhì)變化區(qū)域爆破時，爆破設(shè)計(jì)要要按現(xiàn)場實(shí)際地質(zhì)條件制定，不可照搬經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)制定爆破設(shè)計(jì)。如在巖石硬度增大區(qū)域爆破設(shè)計(jì)過程中要采用提高炸藥單耗的措施減少根底產(chǎn)生；綠土富礦接茬區(qū)域設(shè)計(jì)過程中要適當(dāng)縮小孔網(wǎng)參數(shù)或補(bǔ)打輔助鉆孔來減少爆后上部大塊的產(chǎn)生問題等。建立特殊區(qū)域爆破記錄檔案[8]，使爆破設(shè)計(jì)人員對坑下各區(qū)域地質(zhì)特點(diǎn)心中有數(shù)，避免機(jī)械式照搬經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)做爆破設(shè)計(jì)。

2）加強(qiáng)對現(xiàn)場作業(yè)人員的安全規(guī)程教育和操作技能培訓(xùn)。遇到含水鉆孔裝藥時，作業(yè)人員裝藥作業(yè)要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)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(xiàn)場負(fù)責(zé)人要認(rèn)真做好驗(yàn)收指導(dǎo)工作，杜絕操作不當(dāng)造成水孔裝藥卡堵情況發(fā)生。針對水孔填塞物料質(zhì)量不合格情況，礦安排汽運(yùn)段在冬季為爆破作業(yè)單位提供經(jīng)過篩分貧礦，粒度保證在20～30 mm 范圍內(nèi)。符合填塞物料粒度要求，確保水孔填塞作業(yè)質(zhì)量得到保證。

3）修訂《爆破作業(yè)管理細(xì)則》，進(jìn)一步明確平盤留有根底時，采剝段和外委爆破公司須承擔(dān)的處理根底責(zé)任。機(jī)械設(shè)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(xì)則中增加對根底處理不及時責(zé)任人和責(zé)任單位的處罰項(xiàng)目，以經(jīng)濟(jì)手段提高相關(guān)作業(yè)人員思想認(rèn)識，從制度上促進(jìn)平盤遺留根底問題得到解決。

3 結(jié)語

通過穿爆環(huán)節(jié)各項(xiàng)優(yōu)化措施的實(shí)施，爆破后根底、硬幫、大塊頻繁發(fā)生的勢頭得到有效扭轉(zhuǎn)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020 年下半年對比上半年爆破質(zhì)量問題發(fā)生率降幅度達(dá)到70%以上，爆破根底、大塊發(fā)生規(guī)?？刂圃跈C(jī)械設(shè)備可處理范圍內(nèi)，沒有需二次爆破作業(yè)處理的大的爆破質(zhì)量問題發(fā)生。節(jié)約二次爆破鉆孔、炸藥和人工費(fèi)用約53 萬元。電鏟采裝效率提高顯著，全礦日均裝車回?cái)?shù)突破190 回，取得安全、經(jīng)濟(jì)效果顯著。