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摘要:本文分析了露天礦爆破設計的安全因素及相關問題。在具體探討中結合日常工作經驗，先對露天礦爆破的安全設計進行簡要說明;然后以某露天礦爆破設計為例，分別從炮孔參數、裝藥量計算與炸藥分配、炮孔堵塞、爆破器材、裝藥結構、爆破網絡幾個方面對安全因素展開具體分析。

關鍵詞:露天礦;爆破設計;安全因素;分析

伴隨工業4．0時代的到來，制造業的全面轉型升級改革已經在各國普遍實踐，而與制造業相關的各個領域在資源的需求方面也水漲船高，促進了能源行業的快速發展。礦產資源屬于非再生資源，大量開采必然會導致能源枯竭，因此，在礦產資源的開發中，既需要做好開采設計工作，也需要通過安全設計降低生產環節的風險。本文以此為出發點，對露天礦爆破設計的安全因素進行闡述。

1露天礦爆破設計的安全因素概述

爆破作業形式存在一定程度上的安全風險與隱患，若發生問題必然會產生重要影響。首先，現階段的露天礦爆破工作已經形成了相對完整的標準化操作程序，而作為礦產資源開采的一個重要環節，露天礦爆破設計不僅牽涉到統籌安排礦產開采的整個工作，也會在爆破作業完成后，對后續的開采運行產生關鍵影響。所以在實際的工作中，一方面要對露天礦爆破設計的影響因素做綜合考察，確保設計環節的風險管理能夠起到實際的控制作用;另一方面則需要根據具體項目，進行細致入微的分析，充分考慮各項安全因素，通過技術路徑與管理路徑，提供有效保障，具體操作方面要求以“遵循規章制度、鉆孔裝藥、設置警戒信號、爆破檢查、盲炮處理”的安全設計為基礎［1］。

2露天礦爆破設計的安全因素分析

2．1工程概況。以某露天礦為例，礦區總面積為58km2。地理坐標北緯26°55'～27°05'，東經107°20'～107°26'。礦區東西寬度為2．25～4km;南北長度為17．5km。根據項目需求，此次爆破為廢石剝離擴幫臺階爆破，爆破地點定于穿巖洞礦。

2．2爆破設計分析。2．2．1炮孔參數。在該露天礦爆破項目中，根據施工區域的界定，在臺階爆破鉆孔深度控制方面，按照L=H+h進行鉆孔深度計算，其中，H—每次臺階高度，h—炮孔超深。以本次爆破項目為準，在確定每次臺階高度與炮孔超深后，得到:H=12．5m，h=1m，L=12．5+1=13．5m，鉆孔直徑=230mm;炮孔數目確定為200個，在布孔布置方面，按照垂直鉆孔、平面梅花形布置方案進行設計。2．2．2裝藥量計算與炸藥分配根據爆破中的炮孔參數設計，以Q=qHaW或qHab(千克)計算單孔裝藥量。其中，單耗q取值以具體地質條件為準，參考數據庫選取經驗值，本項目中的經驗值取0．38kg/m3;H—臺階高度;a———孔距;b—排距;W—底盤抵抗線。臺階爆破參數中的炸藥分配則按照臺階高度與排距進行分配計算:①H、h、L均為已知數據，設L1為裝藥長度，L2為堵塞長度，則L=裝藥長度+堵塞長度=L1+L2=13．5m，那么根據實際要求，則可以確定L1=6m，L2=7．5;②W=6．5m，b=6m，a=7m;根據以上數據，可以得到單孔裝藥量Q=216．12kg或199．50kg，需要注意的是，同段起爆的炮孔數需要控制在1個，因此，最大單響藥量應該控制在200kg以內，所以在取值時確定單孔裝藥量為200kg［2］。2．2．3炮孔堵塞在爆破設計中，堵塞起到提升能量利用率的作用，能夠預防個別飛石與沖炮，并保障爆破后與設計效果預期相同。通常炮孔堵塞中要求以經驗為準，實施嚴格堵塞。本項目中采用的堵塞長度為最小抵抗線的1．2倍以上。另外，在實際的堵塞中，要求采用鉆屑與細沙材料，確保做到堵塞密實、無間斷、無空隙。2．2．4爆破器材。本爆破工程中的炸藥以現場混裝方式為主，合作方為某民爆有限公司，炸藥類型為銨油炸藥與乳化炸藥，均采用多孔粒狀。在雷管的選擇方面，也以該合作企業提供的電子雷管為準。起爆具的選擇則按照需求確定以1000g型為準。2．2．5裝藥結構。本爆破工程以連續裝藥結構為主，因此在實際的炮孔中無須設置間隔，裝藥完成后只需要對炮孔進行直接堵塞即可，對于堵塞高度的確定則應該以裝藥段頂部———炮孔口的位置定位為準。按照經驗，需要預防部分炮孔有進水現象，為了確保水孔控制，本次擬定了兩套應對方案:①在1m以下的水深度內，通過空氣間隔器進行預防，再實施銨油炸藥填裝;②對于1m以上的水深度內，則以乳化炸藥為準。對于起爆的安全性與可靠性保障，則按照1個起爆具、2發電子雷管的具體爆破器材為準設置每個炮孔［3］。2．2．6爆破網絡。在爆破控制方面，本爆破工程采用孔內毫米延時方案，即逐孔起爆時以分段式的微差爆破為準，并在孔內實現延期。按照每排炮孔的設置，孔間延時雷管遞增時間的設置以42ms為準;對于多排炮孔則以65ms為準。爆破網絡采用并聯連接方式，每個電子雷管均進行注冊處理，包括依次編號、與主線連接固定、延時時差設置、專用充電起爆器的使用等。

2．3安全因素分析。2．3．1遵循規章制度。以《爆破安全規程》相關規章條例為準，爆破前辦理相關手續，在許可后執行;爆破設計中嚴格以爆破工程為準，進行綜合分析，制定說明書、設計方案、安全管理制度、應急救援方案等;爆破作業中要求嚴格檢驗爆破作業人員與管理人員的資質，并在爆破前進行實驗訓練與模擬實訓，包括指令、操作流程、注意事項等，要求做到“一炮三檢”，并配套各項安全服裝，保障防靜電、醒目、夜光條、安全條、安全帽、胸卡等發揮作用。2．3．2鉆孔裝藥。首先，按照爆破說明書明確炮孔參數、裝藥量計算與炸藥分配、炮孔堵塞、爆破器材、裝藥結構、爆破網絡的具體內容;建議采用清單列舉法以保障其檢查的清晰性與精準性。其次，應該對操作的周邊環境進行全面檢查，尤其是針對作業現場的明火、隱性靜電、機具、非相關人員等，做好及時清場;盡可能地保持爆破器材與此類非安全因素保持在20m距離之外，至于作業現場照明器材的選擇則應該控制電壓，使其保持在36V以內，超出范圍禁止使用。最后，裝藥過程的器材應該滿足規定要求，裝藥孔內進行起爆炸藥包的裝入時需一手拉導爆管輕送藥包。操作中要求指導人員與操作人密切配合，預防超裝、少裝，控制好裝藥量［4－5］。2．3．3設置警戒信號。作業區以專用紅旗為準圈定爆破區，并設置警戒線，分配好相關人員，做好爆區警戒。該區域內的各路口則應該以警戒牌進行標志性說明，包括“正處于爆破作業區域，嚴禁閑人進入現場”等的內容說明。對于車輛出入應該做好嚴格控制，對于意外情況則立即報告。對于深孔爆破則控制好最小安全距離，一般以正面300m以上，周圍200m以外;二次破碎則應該擴增到四周400m與后側200m以外。警笛聲需要提前做好實訓演練，包括信號方面的預備、起爆、解除等類型訓練。2．3．4爆破檢查。爆破檢查中要求檢查起爆器鑰匙，確定保管人員，規避誤爆。對于起爆方式的檢查應該以電力、導爆管、導爆索起爆順序依次檢查。電雷管電阻測量需要精確檢查，如電橋通電時間每次應該設置在3s以內［6］;而對于雷雨天氣則要規避電力起爆，按照本爆破工程則宜調整爆破時間;對于雜散電流測量，應該使其數值保持在30mA以上;電雷管直流應控制在2A，交流以2．5A以內為準。禁止拉扯導爆管及相關線索。2．3．5盲炮處理。對于盲炮，需要先進行類型分析，如淺眼爆破、深孔爆破、硐室爆破類型。本爆破工程中要注重深孔爆破盲炮的安全預防與處理，具體操作中應該對爆破網絡與最小抵抗線進行檢查，對于破壞或變化未發生的情況，則應該采用重新聯線方案;若發生了最小抵抗線的變化，應該進一步驗算安全距離，然后采用應急預案，擴大警戒范圍，再實施連線起爆作業［7］。

3結束語

總而言之，露天礦爆破設計的安全因素涉及的內容較多，除了遵循規章制度、鉆孔裝藥、設置警戒信號、爆破檢查、盲炮處理的基礎性安全設計，還需要針對具體的露天礦爆破項目與設計方案做好具體的參數設計與相關操作，保障露天礦爆破設計的安全性與有效性。結合以上分析可以看出，露天礦爆破設計的安全因素需要從多個方面開展配套安全管理工作，所以在新時期，除了在技術路徑下的安全設計，還應該注重依據爆破程序匹配設置對應的管理技術，確保技術路徑與管理路徑資源整合下的系統性安全控制。

作者:章有明 單位:中煤平朔集團有限公司