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神山露天煤矿靠帮并段台阶控制爆破应用
孙钰
【期刊名称】《露天采矿技术》
【年(卷),期】2014(000)008
【摘要】露天矿内排土场建立时,为了合理利用内排端帮运输道路,提出端帮台阶并段措施.通过实施预裂爆破,保障了端帮运输道路的安全性,减少了上部端帮松散岩石滚落及降低了爆破震动对端帮道路的影响.以神山露天煤矿为例,介绍了靠帮并段台阶预裂爆破参数的设计及施工流程.通过爆破地震效应试验,监测预裂孔质点峰值速度,与允许安全速度对比分析表明了预裂爆破减震效果明显,减震效果达到45％以上.【总页数】3页(P14-16)
【作者】孙钰
【作者单位】神华神东煤炭集团神山露天煤矿,内蒙古鄂尔多斯017000
【正文语种】中文
【中图分类】TD824.2
【相关文献】
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预裂爆破施工技术措施1．概况设计一期主厂房、泄水闸开挖，其基础位于左漫滩和一级台地上，大部分基岩裸露，小部分覆盖有粘性土。
基岩为二叠系下统茅口阶（P1m）中厚层、巨厚层灰岩，局部含燧石结核或条带，岩体完整性较好。
2．施工方案根据所提供的地质资料及设计开挖边坡坡比、施工机械性能，拟定在坡比陡于1：1的岩石边坡进行预裂爆破；单级坡高3m以内用手风钻或液压钻钻孔，单级坡高3－6m由液压钻钻孔，单级坡高6－9m 由液压钻或100B潜孔钻钻孔，单级坡高9m以上用100B潜孔钻钻孔。
3．爆破设计钻孔机械：100B潜孔钻钻孔直径：Φ100mm孔距：0.8～1.0m孔深：按设计马道高程定孔深装药直径：Φ32mm不偶合系数：3.1装药结构：间隔、不偶合装药，低部加强装药量、顶部接近线装药密度：由经验公式计算，取值如下：堵塞长度：0.7～1.0m装药结构见附图《预裂孔装药结构图》。
起爆网络：一组炮孔用导爆索引爆，为减小爆破振动，每10～15孔一组由导爆索连接齐爆，组之间用微差塑料导爆管串联引爆。
钻孔完成后，小药卷乳化炸药不偶合间隔装药，毫秒雷管联网起爆进行预裂爆破。
预裂爆破原则上先于主爆区梯段孔单独起爆，预裂孔若和梯段孔在同一爆破网络中起爆，预裂孔应先于相邻炮孔起爆时间不得小于100ms。
4．施工方法（1）预裂爆破施工工艺如下图（2）工作面整理：由推土机在开挖边线位置进行钻孔工作面整理，尽量使岩石出露，个别位置高差起伏太大，可先用手风钻进行修整，使工作面大致平整。
（3）测量放样：根据设计图纸及实际地面高程，放出设计开挖坡顶线，并红油漆连接画线。
（4）钻孔支架安装：支架用排架管沿开挖坡顶线架设，支架两侧的纵向钢管保持水平或相同坡度，便于钻机安装及就位准确，各接点均用管扣连接。
（5）钻机安装：根据所标示的开挖坡顶线，将开挖边坡面顺延至支架横管上并作出标记，首先安装纵向定位钢管1、定位钢管2，并保持定位钢管1、2平行。
架立钻机后，用管扣固定钻机点脚，按照设计坡比调整钻机倾角至满足设计要求并用管扣固定钻机支腿。
预裂爆破技术在最终边坡陡帮台阶中的应用随着经济的不断发展和城市化进程的加快，土地资源的开发利用成为了一个非常重要的话题。
而在土地开发利用中，边坡陡帮台阶的处理一直是一个非常重要的环节。
而在边坡陡帮台阶的处理中，预裂爆破技术的应用成为了一种新的解决方案。
那么，预裂爆破技术究竟是如何应用在最终边坡陡帮台阶中的呢？一、预裂爆破技术的介绍预裂爆破技术是指在传统爆破前，采用一定的爆破技术手段，在岩体或土体中制造一定的预先裂缝，使得岩体或土体在后续的爆破中更容易破碎、崩裂，达到更高的爆破效果。
预裂爆破技术包括应力波预裂、激振预裂、热炸预裂等多种技术手段。
1. 提高工效在最终边坡陡帮台阶的处理中，传统的爆破技术往往需要大量的人力物力进行施工，而且效果也不是很理想。
而采用预裂爆破技术之后，可以提前在岩体或土体中制造一定的预先裂缝，使得后续爆破更容易进行，从而可以提高工效，减少人力物力的浪费。
在最终边坡陡帮台阶中，预先制造裂缝可以使得后续的爆破更加顺利和有效。
通过预裂爆破技术，可以控制爆破效果，减小岩体或土体对爆破震动的吸能作用，降低了施工过程中的振动和噪音，同时使得工程质量也得到了有效的提升。
3. 降低施工难度4. 保障工程安全在现代社会，工程安全问题备受关注。
在最终边坡陡帮台阶的处理中，如果施工不当很容易引起坍塌或者其他安全事故。
而采用预裂爆破技术之后，可以有效的控制施工过程中的振动和噪音，保障工程安全，为施工提供了更好的保障。
5. 保护环境在传统的爆破过程中，通常会产生大量的噪音、振动等，给周围的环境带来了较大的危害。
而采用预裂爆破技术之后，可以减小了施工过程中的噪音和振动，从而保护了周围的环境，提高了施工的可持续性。
预裂爆破技术在最终边坡陡帮台阶中的应用，可以提高工效、提高爆破效果、降低施工难度、保障工程安全、保护环境等多方面的作用，为岩体工程的施工提供了全新的解决方案。
随着预裂爆破技术的不断发展和进步，相信其在最终边坡陡帮台阶中的应用也将会得到更广泛的推广和应用。
预裂爆破技术在最终边坡陡帮台阶中的应用由于受矿体赋存空间的限制，部分深凹露天矿最终边坡提前揭露，为确保露天三级矿量保有期合理、均衡，部分露天采坑内运输坑线也紧邻最终边坡设计布置。
随着露天采剥工作深度的不断延深，在整个工作和服务周期内，高陡边坡将慢慢受露天采坑的不断扩展进而会出现已揭露的最终边坡不稳定因素逐步增加。
故此，如何保证整个露天安全开采工作的正常稳定进行，对边坡防治工作的管理就属于一项长期性的工作类型。
做到使整个边坡的表面光滑和平整，可有效降低临时条件所产生的破坏性问题，同时还降低了爆破震动所产生的宽度以及深度大小的影响，对提高整个边坡的安全性和稳定性有着重要的保障。
1 工程概况本文主要针对我国某地区一处有色金属矿床进行了分析和研究。
该矿组成边坡的岩性主要有矽卡岩、花岗岩和大理岩等，岩石强度高，岩石质量好，岩体稳固性好，地层总体北倾，产状10°-20°20°-50°。
矿床赋存于二长花岗岩与碳酸盐岩接触的矽卡岩中。
探明的主矿体有两支;矿体产状1°～22°之间。
倾向与地层基本接近，为北东倾。
矿体上盘受断裂带控制，同时上盘围岩蚀变严重，其余区域无大断裂直接穿过，围岩及矿体裂隙均不发育。
该矿山对资源的回采利用分为两期，第一期对近地表矿脉设计采用露天陡帮采剥工艺，第二期对埋藏相对深的设计采用地下开采方式。
其中第一期根据矿体围岩相对稳固，本着减少剥采比，设计采用了陡帮剥离工艺。
该矿区露天运输坑线设计为螺旋坑线布置方式，台阶坡面角65°～70°。
在对硬度较大围岩剥离爆破作业时，设计炸药单耗较高（0.75m3/m3），造成台阶边坡不平整，浮石多;在近矿体区域因蚀变严重，稳固性差，爆破时炸药控制不好，也对台阶边坡稳定性产生影响。
为此，该矿在爆破工作中选择采用预裂爆破技术控制最终边坡的表面光滑和平整中的应用取得了明显的效果，有效地提高了整个边坡的安全性和稳定性。
预裂爆破技术在最终边坡陡帮台阶中的应用随着工程技术的不断进步，预裂爆破技术在岩土工程领域的应用越来越广泛。
在最终边坡陡帮台阶的设计与施工中，预裂爆破技术可以有效地提高边坡稳定性和陡帮坡面的质量，并且可以减少台阶的凿岩和台阶爆破带来的环境影响。
本文将重点介绍预裂爆破技术在最终边坡陡帮台阶中的应用，并探讨其在工程实践中的优势和局限性。
一、预裂爆破技术概述预裂爆破技术是一种利用预设裂隙来改善岩石爆破效果的技术。
在爆破前，工程师会根据岩石的性质和工程要求，在岩石中预埋钢管、裂隙压膨药或者裂隙压裂装置等预裂爆破器材，并通过适当的装药方式和爆破参数，使其在爆破时先行断裂，使岩石只需承受较小的应力就能破碎，从而达到减小爆破冲击和提高爆破效果的目的。
在岩土工程中，预裂爆破技术被广泛应用于边坡、隧道、路基等工程中。
它可以有效控制爆破震动影响范围，提高破碎效率，减小爆破振动对周边建筑物和环境的损害，从而获得了工程实践中的广泛认可和推广。
在岩土工程中，最终边坡陡帮台阶的设计与施工是一项技术复杂、风险高的工作。
传统的台阶开凿方法并不能完全满足工程施工的需求，因为凿岩和台阶爆破常常伴随着破碎的岩石体积增加、锤击次数增多以及破碎程度增大，这样会导致边坡稳定性下降、陡帮坡面质量较差、环境影响加大等问题。
而预裂爆破技术的应用可以有效地解决这些问题，提高边坡稳定性和陡帮坡面的质量。
1. 提高边坡稳定性在最终边坡陡帮台阶的设计与施工中，为了提高边坡稳定性，工程师需要对岩石进行开凿和爆破。
传统的凿岩和爆破方法存在一定的缺陷，比如爆破震动范围大、环境影响大、噪音污染严重等。
而预裂爆破技术的应用可以有效地减小爆破冲击，降低地层应力，改善岩石破裂状态，从而提高边坡稳定性。
2. 改善陡帮坡面质量陡帮坡面的质量对边坡稳定性和工程整体质量起着至关重要的作用。
传统的台阶开凿方法难以满足陡帮坡面的质量要求，而预裂爆破技术的应用可以有效控制岩石破碎程度，减小端面过大，从而改善了陡帮坡面的质量。
采矿工程知识问答1.技术上可行和经济上合理的开采地质储量，称为开采储量。
2.圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界。
3.最终边坡角：为满足边坡稳定性要求，边坡坡面与水平面的夹角（一般为35～55°）。
4.剥采比：剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。
5.平均剥采比：最终开采境界内岩石总量与矿石总量之比6.境界剥采比(瞬时剥采比)：境界增加单位深度，境界内剥离的岩石增加与矿石增量之比。
7.经济合理剥采比：利润增量为零时的境界剥采比称。
（或盈亏平衡剥采比）8.确定最终境界的准则：境界剥采比(瞬时剥采比)等于经济合理剥采比。
9.确定最终开采境界的方法：线段比法与面积比法。
10.台阶：露天开采是从地表开始逐层向下进行的，每一水平分层称为一个台阶。
11.工作台阶：正在开采台阶。
12.最终边帮（非工作帮）：工作线推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面。
13.斜坡道或出入沟：为了运输矿岩，在本台阶与上一个台阶之间修筑的具有一定坡度的运输道。
14.台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成。
坡顶线：台阶坡面与台阶坡顶面的交线。
坡底线：台阶坡面与台阶坡底面的交线。
台阶坡面角：台阶坡面与水平面的夹角。
15.台阶高度：台阶坡顶面与坡底面的垂直距离。
16.台阶宽度：本台阶的坡顶线与上一台阶的坡底线之间的距离。
17.露天矿采掘设备包括：牙轮钻、电铲（挖掘机）、汽车、火车等。
18.安全平台：在开采过程中，工作平台不能一直推进到上各台阶的坡底线位置，而是应留下一顶宽度。
留下的这部分叫安全平台。
19.安全平台的作用：收集上部台阶滑落的碎石和阻止大块岩石滚落。
20.爆破带：工作台阶上正在被爆破、采掘的部分。
其宽度为爆破带宽度（或采区宽度）。
21.台阶的采掘方向：挖掘机沿采掘带前进的方向。
22.台阶的推进方向：台阶向外扩展的方向。
23.工作平盘的宽度包括采区宽度和安全平台宽度。
24.最小工作平盘宽度：指刚好满足采运设备正常作业要求的工作平盘宽度。
预裂爆破技术在最终边坡陡帮台阶中的应用
预裂爆破技术是一种在工程爆破中常用的技术，用于改善边坡的稳定性和提高爆破效果。
在最终边坡陡帮台阶中，预裂爆破技术可以起到以下几个作用：
1. 增加爆破效果：在最终边坡陡帮台阶中使用预裂爆破技术，可以将爆破区域划分为若干个小爆破区，通过预先开展破碎裂缝，使块石体结构变得更加疏松，从而提高破碎效果。
2. 减小块石体大小：最终边坡陡帮台阶的块石体大小对边坡的稳定性有直接影响。
预裂爆破技术能够将较大的块石体分割成更小的块石体，减小了块石体的体积和重量，降低了块石体的滑动和坠落风险，提高了边坡的稳定性。
3. 提高边坡巩固效果：在最终边坡陡帮台阶中，预裂爆破技术可以通过形成破碎裂缝，有利于巩固材料的注入和渗透，提高巩固材料的填充效果。
通过预裂爆破技术，巩固材料可以更好地渗入块石体中，填充裂缝，提高了边坡的整体稳定性。
4. 方便后续处理工作：预裂爆破技术可以减少块石体的大小和重量，使得后续处理工作更加方便。
对于陡帮台阶边坡，通过预裂爆破技术可以将较大的块石体分解成适合机械设备装卸的大小，便于后续的运输、处理和利用。
5. 降低工期和成本：预裂爆破技术可以有效地提高边坡开挖的效率，减少破碎和运输工作量，降低了工期和成本。
通过预裂爆破技术，可以减少人力资源的投入，提高边坡开挖的速度和质量，实现工期的缩短和成本的降低。
靠帮预裂爆破设计方案1、预裂爆破技术标准执行相关技术标准，要求炮孔倾斜偏差不超过1.5%、半壁孔率中软岩不低于60%、中硬岩且结构完整边坡不低于75%，坡面平整度偏差不超过200mm（天然构造影响除外）。
1、2、孔网参数确定：靠帮预裂爆破要在达到设计边界（境界）且进行清理后的平台最终平台上或临时非工作平台上施工,所用穿孔设备为孔径115-140mm的潜孔钻机。
预裂炮孔要沿设计境界线（境界）布置，炮孔倾向与台阶坡面一致，倾角α=70-75°、误差≤1.5°，孔距a=1.5m，超深0.5m；辅助孔（缓冲孔）与预裂孔孔距按b≥16D 确定，牙轮穿孔时按 4.5m（考虑到爆破压碎范围、预裂孔倾角及孔底距等因素），潜孔钻孔时按2.5m（倾角80°）。
具体几何设计如下：根据经验潜孔钻预裂爆破参数设计如下图：预裂孔为直径140mm的75°倾斜孔，缓冲孔采用直径250mm的垂直孔，硬岩排距4.5m，软岩排距5m。
通过上图可知：当排距4.5m时，预裂孔与缓冲孔孔底距离1.29m；当排距5m时，预裂孔与缓冲孔孔底距离2.29m。
当预裂孔倾角为70°、排距4.5m时，预裂孔与缓冲孔孔底距离0.14m。
缓冲孔距离预裂孔较近，爆破时对预裂孔破坏严重。
如果加大排距容易造成爆堆上部大块集中和坡面破坏，因此预裂孔倾角按75°设计施工。
主爆孔与辅助孔距按正常设计参数确定。
3、预裂孔装药施工采用径向不耦合装药结构，导爆索起爆，炸药品种为φ32mm岩石型包装乳化炸药或岩石型改性铵油炸药，线装药密度0.5kg/m（不含加强药段）；预裂孔爆破可以单独爆破，也可与辅助孔和主爆孔同步起爆，需超前辅助孔100ms以上。
预裂爆破时，药包应均匀连续地布置于钻孔的中央，可采用竹杆控制药卷位置，以确保预裂爆破效果。
预裂爆破的专用炸药为φ32mm、长200mm的岩石型包装乳化条形炸药，每条重0.2kg；根据计算的线装药密度，将条药间距按200mm的距离绑扎在导爆索上，形成一个炸药串。
预裂爆破技术在最终边坡陡帮台阶中的应用预裂爆破技术是一种新型的爆破技术，在工程施工中已经得到了广泛应用。
其主要原理是通过控制岩石断裂的方向，把岩石分裂成块状，便于后续的清理和挖掘。
在最终边坡陡帮台阶的施工中，预裂爆破技术能够发挥重要的作用，下面将对其应用进行介绍。
首先，在边坡的陡帮处，一般需要采取炸岩的方式进行施工。
在传统的炸岩技术中，由于岩石断裂的方向难以控制，往往容易造成爆炸冲击波对周边环境的影响，同时也会导致岩石的碎片散落，从而增加后续清理的难度。
而采用预裂爆破技术则可以有效地解决这些问题。
因为预裂爆破技术可以提前对岩石进行裂纹控制，当炸掉岩石时，岩石的断裂方向已经确定，通过合理地控制爆炸量、炸药类型、爆破孔的位置和数量等参数，可以让岩石呈现出较好的断裂状态，从而达到控制爆炸范围、降低工程难度的效果。
其次，在最终边坡陡帮处，预裂爆破技术还可以提高施工效率。
这是由于预裂爆破技术可以较快地将岩石炸成块状，从而减少后续清理的时间和工作量。
此外，预裂爆破技术还可以使岩石的断裂面较为平整，这样在后续的挖掘工作中，可以减少岩石碎片的崩落，提高挖掘的安全性和效率。
需要注意的是，在最终边坡陡帮处的预裂爆破技术需要严格控制爆破质量，避免过度炸裂导致岩石表面出现裂缝或者塌方的情况发生。
此外，随着城市化的加快，越来越多的建筑物、道路和管线等设施需要穿越或者沿着边坡修建，这就需要在炸岩施工中更加注重安全性。
因此，预裂爆破技术需要在满足施工效率的同时，保证施工安全，合理规划炸区，控制爆破参数，最大限度地减少对周边环境的影响。
综上所述，预裂爆破技术在最终边坡陡帮台阶中的应用具有重要意义，可以提高施工效率，减小环境影响，减小清理工作量，但需要注意安全性问题。
在今后的工程施工中，预裂爆破技术将继续得到广泛的应用和推广。
