露天矿爆破设计安全因素探析

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摘要:本文分析了露天矿爆破设计的安全因素及相关问题。在具体探讨中结合日常工作经验，先对露天矿爆破的安全设计进行简要说明;然后以某露天矿爆破设计为例，分别从炮孔参数、装药量计算与炸药分配、炮孔堵塞、爆破器材、装药结构、爆破网络几个方面对安全因素展开具体分析。

关键词:露天矿;爆破设计;安全因素;分析

伴随工业4．0时代的到来，制造业的全面转型升级改革已经在各国普遍实践，而与制造业相关的各个领域在资源的需求方面也水涨船高，促进了能源行业的快速发展。矿产资源属于非再生资源，大量开采必然会导致能源枯竭，因此，在矿产资源的开发中，既需要做好开采设计工作，也需要通过安全设计降低生产环节的风险。本文以此为出发点，对露天矿爆破设计的安全因素进行阐述。

1露天矿爆破设计的安全因素概述

爆破作业形式存在一定程度上的安全风险与隐患，若发生问题必然会产生重要影响。首先，现阶段的露天矿爆破工作已经形成了相对完整的标准化操作程序，而作为矿产资源开采的一个重要环节，露天矿爆破设计不仅牵涉到统筹安排矿产开采的整个工作，也会在爆破作业完成后，对后续的开采运行产生关键影响。所以在实际的工作中，一方面要对露天矿爆破设计的影响因素做综合考察，确保设计环节的风险管理能够起到实际的控制作用;另一方面则需要根据具体项目，进行细致入微的分析，充分考虑各项安全因素，通过技术路径与管理路径，提供有效保障，具体操作方面要求以“遵循规章制度、钻孔装药、设置警戒信号、爆破检查、盲炮处理”的安全设计为基础［1］。

2露天矿爆破设计的安全因素分析

2．1工程概况。以某露天矿为例，矿区总面积为58km2。地理坐标北纬26°55'～27°05'，东经107°20'～107°26'。矿区东西宽度为2．25～4km;南北长度为17．5km。根据项目需求，此次爆破为废石剥离扩帮台阶爆破，爆破地点定于穿岩洞矿。

2．2爆破设计分析。2．2．1炮孔参数。在该露天矿爆破项目中，根据施工区域的界定，在台阶爆破钻孔深度控制方面，按照L=H+h进行钻孔深度计算，其中，H—每次台阶高度，h—炮孔超深。以本次爆破项目为准，在确定每次台阶高度与炮孔超深后，得到:H=12．5m，h=1m，L=12．5+1=13．5m，钻孔直径=230mm;炮孔数目确定为200个，在布孔布置方面，按照垂直钻孔、平面梅花形布置方案进行设计。2．2．2装药量计算与炸药分配根据爆破中的炮孔参数设计，以Q=qHaW或qHab(千克)计算单孔装药量。其中，单耗q取值以具体地质条件为准，参考数据库选取经验值，本项目中的经验值取0．38kg/m3;H—台阶高度;a———孔距;b—排距;W—底盘抵抗线。台阶爆破参数中的炸药分配则按照台阶高度与排距进行分配计算:①H、h、L均为已知数据，设L1为装药长度，L2为堵塞长度，则L=装药长度+堵塞长度=L1+L2=13．5m，那么根据实际要求，则可以确定L1=6m，L2=7．5;②W=6．5m，b=6m，a=7m;根据以上数据，可以得到单孔装药量Q=216．12kg或199．50kg，需要注意的是，同段起爆的炮孔数需要控制在1个，因此，最大单响药量应该控制在200kg以内，所以在取值时确定单孔装药量为200kg［2］。2．2．3炮孔堵塞在爆破设计中，堵塞起到提升能量利用率的作用，能够预防个别飞石与冲炮，并保障爆破后与设计效果预期相同。通常炮孔堵塞中要求以经验为准，实施严格堵塞。本项目中采用的堵塞长度为最小抵抗线的1．2倍以上。另外，在实际的堵塞中，要求采用钻屑与细沙材料，确保做到堵塞密实、无间断、无空隙。2．2．4爆破器材。本爆破工程中的炸药以现场混装方式为主，合作方为某民爆有限公司，炸药类型为铵油炸药与乳化炸药，均采用多孔粒状。在雷管的选择方面，也以该合作企业提供的电子雷管为准。起爆具的选择则按照需求确定以1000g型为准。2．2．5装药结构。本爆破工程以连续装药结构为主，因此在实际的炮孔中无须设置间隔，装药完成后只需要对炮孔进行直接堵塞即可，对于堵塞高度的确定则应该以装药段顶部———炮孔口的位置定位为准。按照经验，需要预防部分炮孔有进水现象，为了确保水孔控制，本次拟定了两套应对方案:①在1m以下的水深度内，通过空气间隔器进行预防，再实施铵油炸药填装;②对于1m以上的水深度内，则以乳化炸药为准。对于起爆的安全性与可靠性保障，则按照1个起爆具、2发电子雷管的具体爆破器材为准设置每个炮孔［3］。2．2．6爆破网络。在爆破控制方面，本爆破工程采用孔内毫米延时方案，即逐孔起爆时以分段式的微差爆破为准，并在孔内实现延期。按照每排炮孔的设置，孔间延时雷管递增时间的设置以42ms为准;对于多排炮孔则以65ms为准。爆破网络采用并联连接方式，每个电子雷管均进行注册处理，包括依次编号、与主线连接固定、延时时差设置、专用充电起爆器的使用等。

2．3安全因素分析。2．3．1遵循规章制度。以《爆破安全规程》相关规章条例为准，爆破前办理相关手续，在许可后执行;爆破设计中严格以爆破工程为准，进行综合分析，制定说明书、设计方案、安全管理制度、应急救援方案等;爆破作业中要求严格检验爆破作业人员与管理人员的资质，并在爆破前进行实验训练与模拟实训，包括指令、操作流程、注意事项等，要求做到“一炮三检”，并配套各项安全服装，保障防静电、醒目、夜光条、安全条、安全帽、胸卡等发挥作用。2．3．2钻孔装药。首先，按照爆破说明书明确炮孔参数、装药量计算与炸药分配、炮孔堵塞、爆破器材、装药结构、爆破网络的具体内容;建议采用清单列举法以保障其检查的清晰性与精准性。其次，应该对操作的周边环境进行全面检查，尤其是针对作业现场的明火、隐性静电、机具、非相关人员等，做好及时清场;尽可能地保持爆破器材与此类非安全因素保持在20m距离之外，至于作业现场照明器材的选择则应该控制电压，使其保持在36V以内，超出范围禁止使用。最后，装药过程的器材应该满足规定要求，装药孔内进行起爆炸药包的装入时需一手拉导爆管轻送药包。操作中要求指导人员与操作人密切配合，预防超装、少装，控制好装药量［4－5］。2．3．3设置警戒信号。作业区以专用红旗为准圈定爆破区，并设置警戒线，分配好相关人员，做好爆区警戒。该区域内的各路口则应该以警戒牌进行标志性说明，包括“正处于爆破作业区域，严禁闲人进入现场”等的内容说明。对于车辆出入应该做好严格控制，对于意外情况则立即报告。对于深孔爆破则控制好最小安全距离，一般以正面300m以上，周围200m以外;二次破碎则应该扩增到四周400m与后侧200m以外。警笛声需要提前做好实训演练，包括信号方面的预备、起爆、解除等类型训练。2．3．4爆破检查。爆破检查中要求检查起爆器钥匙，确定保管人员，规避误爆。对于起爆方式的检查应该以电力、导爆管、导爆索起爆顺序依次检查。电雷管电阻测量需要精确检查，如电桥通电时间每次应该设置在3s以内［6］;而对于雷雨天气则要规避电力起爆，按照本爆破工程则宜调整爆破时间;对于杂散电流测量，应该使其数值保持在30mA以上;电雷管直流应控制在2A，交流以2．5A以内为准。禁止拉扯导爆管及相关线索。2．3．5盲炮处理。对于盲炮，需要先进行类型分析，如浅眼爆破、深孔爆破、硐室爆破类型。本爆破工程中要注重深孔爆破盲炮的安全预防与处理，具体操作中应该对爆破网络与最小抵抗线进行检查，对于破坏或变化未发生的情况，则应该采用重新联线方案;若发生了最小抵抗线的变化，应该进一步验算安全距离，然后采用应急预案，扩大警戒范围，再实施连线起爆作业［7］。

3结束语

总而言之，露天矿爆破设计的安全因素涉及的内容较多，除了遵循规章制度、钻孔装药、设置警戒信号、爆破检查、盲炮处理的基础性安全设计，还需要针对具体的露天矿爆破项目与设计方案做好具体的参数设计与相关操作，保障露天矿爆破设计的安全性与有效性。结合以上分析可以看出，露天矿爆破设计的安全因素需要从多个方面开展配套安全管理工作，所以在新时期，除了在技术路径下的安全设计，还应该注重依据爆破程序匹配设置对应的管理技术，确保技术路径与管理路径资源整合下的系统性安全控制。

作者:章有明 单位:中煤平朔集团有限公司