宽孔距低威力混装乳化炸药耦合装药预裂爆破施工技术研究与应用

摘要

预裂爆破技术是保障露天矿山边坡开挖轮廓面平整与岩体稳定的关键工艺。传统预裂爆破方法存在钻孔工程量大、施工成本高、效率低下等问题。为解决这些技术经济瓶颈，作者研究提出并系统探讨了一种宽孔距低威力混装乳化炸药耦合装药预裂爆破施工技术。研究以某露天矿山左侧380平台变质砂岩边坡工程为背景，针对其岩石硬度高(坚固性系数f=12～16)、岩体结构完整的特点，深入剖析了该技术应用中的核心技术难点:孔距增大至(18～25)倍孔径(以140 mm孔径为例，孔距达3.0 m)导致的应力波叠加效应减弱与裂纹贯通难度增加;底部耦合装药与上部空气间隔组合的装药结构对能量精准分配与“气刃效应”利用的更高要求。基于应力波传播理论与爆生气体准静态压力作用机理，进行了系统的方案设计，设计了底部耦合装药(保证裂纹起裂)、上部空气间隔(促进裂纹延伸)的装药结构;采用了基于电子雷管的精确延时起爆网路，确保预裂孔先响并于孔间形成协同应力场。应用结果表明:爆后半孔率平均达85.2%，预裂面平整度偏差控制在±8.7 cm。通过钻孔量减少50%、电子雷管替代导爆索(成本降幅达84%)及混装炸药车高效装药(效率提升5倍以上)，使每平方米预裂面综合成本降低46.6%。宽孔距低威力混装乳化炸药耦合装药预裂爆破技术先进、经济显著、安全可靠，成功解决了传统工艺的诸多弊端，为类似地质条件下的露天矿山边坡控制爆破提供了可复制、可推广的综合解决方案，具有广阔的工程应用前景。

关键词

预裂爆破 / 宽孔距 / 混装乳化炸药 / 耦合装药 / 经济效益

基金资助

地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项基金资助项目(2024ZD1003406); 非煤露天矿山安全智能开采国家矿山安全监察局重点实验室开放课题基金资助项目(2024-K03、2024-K05)