推广露天采石场中深孔爆破技术

我国露天采石(矿)场的爆破现状

随着我国的改革开放，各项基础设施和城市建设快速发展，对建筑材料需求旺盛，特别是建筑砂石料需求量巨大，众多采石场应运而生。据不完全统计，目前全国有采石场10余万个，从业人员数百万人。露天小型采石场爆破在国家基础工程建设中发挥着十分重要的作用，所以爆破作业安全对整个基建工程的经济性、安全性尤为重要。但绝大多数采石场规模小、设备简陋、从业人员素质较差，采用的爆破形式以浅孔爆破、药壶爆破为主，开采无序，生产秩序混乱，生产安全事故多。有些采石场邻近村庄，爆破飞石、爆破振动等有害效应扰民严重，因爆破产生的飞石、噪音、冲击波及爆破振动引起的纠纷常成为当地社会的不安定因素。
就采石场的生产来看，主要包括采剥作业、边坡维护、凿岩爆破、运输几个方面。其中爆破作业是技术核心。各地因经济和技术水平差别，采石场的技术水平参差不齐，有些地方的某些采石场已经过渡成较为正规的台阶开采，但绝大多数的乡镇采石场，仍然采用浅眼药壶爆破，不分台阶的“一面墙”开采或采用“挖墙角”的抽底炮法开采，爆破效果和安全生产难以保证，常因爆破破岩不充分，岩石没有被破碎，甚至没有抛离高陡的边坡面，造成边坡坡面过于高陡，浮、松险石悬顶，严重威胁坡下作业的人员或设备，生产安全事故多发。另外，浅眼爆破本身产生的飞石远、噪音大，常砸坏附近居民的住房或农田。

露天台阶中深孔爆破优越性

中深孔爆破是指炮孔直径大于50mm，炮孔深度超过5m的炮孔爆破。它的应用建立在露天采石、采矿必须遵循自上而下的开采顺序，凿岩爆破和铲装运输必须分台阶组织生产。自上而下的开采顺序从根本上杜绝了从底部开采的“挖墙角”造成的松石悬顶和边坡过于高陡；分台阶组织生产使凿岩爆破和铲装运输分别在不同的台阶作业，从源头上避免了“一面墙”式的开采方式，边坡坡面可以控制，滑坡、垮坡、滚石等事故可以消除。


露天台阶中深孔布置图
H—台阶高度； h—超深； W底—底盘抵抗线 ； 1—堵塞长度； B—排距。

露天台阶爆破是在露天矿场的台阶(也称梯段)上进行的，每个台阶至少有倾斜和水平两个自由面。在水平面上进行爆破施工作业，爆破岩石朝着倾斜自由面的方向崩落，然后形成新的倾斜台阶坡面。炮孔及坡面剖面图如下图所示。W底是底盘抵抗线，即药包中心到坡底部的距离，是爆破阻力最大的地方。h为炮孔超深，又叫超钻。其作用是克服台阶底盘岩石的夹制作用，使爆破后不留残根，而形成平整的底盘。超深选取过大，将造成钻孔和炸药的浪费，增大对下一个台阶顶盘的破坏，使下台阶钻机穿孔时易塌孔，并且会增大爆破地震波的强度；超深不足将产生根底或抬高底盘的标高，从而影响装运工作。
中深孔爆破与浅眼或药壶爆破相比，具有明显的优越性，主要表现在：
1.大、中型机械设备的采用，尤其是潜孔钻机、小型牙轮钻机，电铲、翻斗铲和汽车配套使用，大大提高了开采强度和产量。从根本上可以改善目前采石场遍地开花，点多面广，难以监管的局面。主管部门可以在满足社会需求的前提下，采取准入制，适当提高技术、安全门槛，关停、合并、重组现有的小采石采矿点，减少危险源。
2.中深孔爆破便于采用先进的爆破技术，如毫秒微差爆破、宽孔距小抵抗线爆破、预裂爆破等技术的应用，不仅可以显著改善岩石破碎质量，降低大块率，同时还可以明显降低爆破噪音、冲击波等有害效应，缓解与附近居民的矛盾，促进和谐社会建设。
3.中深孔爆破较浅眼爆破可以大幅度提高钻孔的延米爆破量，降低采石、采矿的综合成本，提高行业的经济效益。

推广中深孔爆破技术

推行安全准入制度
为推广中深孔爆破技术，各地安全监督部门应对所在地的乡镇集体和个体私营矿山进行全面的安全审查和评估，制定适合当地条件的安全审查办法和标准。对现有的采场审查其安全管理、采剥作业、边坡管理、凿岩爆破、机电运输等方面，进行安全等级评估，作出客观的评价，对于存在的事故隐患和管理上的缺陷提出整改意见，促使其建立并落实各项安全管理制度，增加安全投入，改善安全条件。达到审查标准的予以准入。对于一些不具备基本安全条件的采石场，限期予以关闭。
浙江省在推行安全条件准入制度的前提下，加大服务力度。一是因地制宜，分类指导。根据全省地域经济差异，按照采石场的基本条件，在安全条件审查时把握的尺度有所不同。经济较发达的地区要求采用较为安全的台阶中深孔开采方法，而在经济欠发达的山区要求开采坡度达到要求，禁止掏底开采。二是逐步推进，促进提高。对乡镇矿山《安全条件合格证》每两年复审换证一次。在复审换证时，安全条件审查标准比初次审查发证时掌握得还要严格，以促进采石场安全水平上台阶。如有些经济比较发达的地区，把使用机械化装载作为审查发证的重要标准，促使采石场增加投入，提高安全生产保障水平。
推行台阶开采
台阶开采就必须按照自上而下的开采顺序，这样，目前乡镇采石场广泛采用的浅眼药壶爆破和抽底爆破就失去了优势，将从根本上消除由于坡面坡度难掌握，易发生的坡面浮、险石坠落，边坡滑坡等事故。
采用正规的分台阶开采需要较大的投资，乡镇采石场一时难以实现。针对这种状况，需要积极试验、推广适合当地实际情况的开采技术，对采石场进行技术改造，改进开采方法，提高安全可靠程度。可以将现有药壶爆破过渡到浅孔排炮安全小平台开采方法。将开采坡面从上到下分为若干小阶段，依次用浅孔排炮将石料崩落至采场底部装载，在开采坡面上形成一个小平台。此种方法在不改变原有的开拓系统、生产布局及投资很少的情况下，能有效地控制开采坡度，避免产生“一面墙”的高陡边坡，使在小平台上的工人有一个较为安全的作业环境。
随着采石场经济实力的增强，有些地方已不满足用手持凿岩机浅孔爆破的方法，开始寻求凿岩能力强，爆破效率高，安全可靠，且投资又能承受的开采方法。如运用轻型潜孔钻打中深孔，用导爆管起爆，实行较正规的台阶开采或按小平台的布置方法进行开采。以塑料导爆管起爆技术取代落后的火雷管起爆，减少事故隐患，改善爆破效果。有条件的地方还可推广机械化装载。一台装载机可代替30人手工装载，能极大地减少事故伤害。
加强安全教育培训
针对各采石场的生产作业人员多数为农民工，文化程度低、安全意识差的特点，首先要推行矿长安全资格审查制度，提高矿长安全法制观念和安全管理水平。对乡镇矿山的矿长进行安全资格考核。其次是按有关规定对采石场的安全员、爆破员、凿岩工等特种作业人员进行培训、考核，做到持证上岗。开展矿山全员安全教育。对于无法按要求自行组织职工安全教育的采石场，可委托有关部门进行。为配合矿山全员安全教育，国家安全监管总局编印了适合采石场作业人员使用的《露天台阶中深孔爆破技术》。
加强安全检测
对采石场作业环境，各地需要定期进行安全检测。通过对采石场的边坡形态、地质构造、岩体结构和开采、爆破技术等项目的检测，分析采石场的边坡稳定性和生产安全可靠性，并作出评价，对存在的隐患提出整改意见，对开采方法提出合理建议。针对采石场作业环境的复杂性和采场的动态性，加强对作业现场的安全管理，加强监督检查，及时制止“三违”现象，落实隐患整改，保障作业安全。
编辑 冯 瑾