线-角定位操作法对歪头山铁矿预裂效果综合措施研讨

摘要：预裂爆破是一种成熟控制爆破技术，长期应用在露天矿开采保护边坡爆破中，能有效控制爆破震动和冲击波等实现保护边坡。直孔预裂爆破穿凿简单，方向容易控制，孔底距偏差较小，但是爆破后常常出现挂帮，导致边坡不稳定，容易产生局部滑坡，给人员和生产带来隐患。倾斜孔预裂爆破后能够形成较为均匀的半壁孔预裂面，尤其是下盘基本上沿岩石倾角形成的原岩自然坡面。但是倾斜炮孔穿凿时的角度难以控制，常常导致相邻的炮孔产生透腔现象。本文根据露天采场最终边坡坡面要素和岩性、矿山装备特点，探究预裂穿凿线-角定位法对预裂穿凿的重要性，同时预裂孔、辅助孔、缓冲孔参数选定对形成良好的预裂效果的重要性。

关键词：线-角定位法;预裂效果;预裂参数

前言

歪头山铁矿因为上盘扩帮采剥总量增加，加之剥离欠账。台阶下降速度非常快。从2019年开始，每年结束台阶靠界长度7万多米。以2020年为例，歪头山预裂穿凿近72000米，实施预裂孔穿孔线-角定位操作法后，预裂穿凿成孔率提高10%，每米的穿凿的成本在58元左右，直接节约成本70000*10%*58=406000元。成孔率增高，后续的挂帮，根底减少，二次爆破减少，节省大量人力物力：边坡稳定，安全生产效率大大增加，随着安全效率的提高矿山各方面生产成本也随着大幅度降低。

1 预裂孔穿孔线-角定位操作法

直孔预裂爆破穿凿简单，方向容易控制，孔底距偏差较小，但是爆破后常常出现挂帮，导致边坡不稳定，容易产生局部滑坡，给人员和生产带来隐患。倾斜孔预裂爆破后能够形成较为均匀的半壁孔预裂面，尤其是下盘基本上沿岩石倾角形成的原岩自然坡面。但是倾斜炮孔穿凿时的角度难以控制，常常导致相邻的炮孔产生透腔现象。

刚刚开始我们倾斜孔穿凿用丁字尺，有时候用两块比较平的木条，来控制钻杆角度，比较平的平台还行，遇见台阶平盘平整度差时，就经常控制不好角度，出现各种问题，比如常见的相邻的炮孔产生透腔现象，一旦透腔极易发生卡钻或断杆。慢慢的我们又去采用量角器，这种方法相对丁字尺能好一点，但穿凿的速率明显慢了下来，另外倾角不太好控制，特别费力，控制不当造成两孔距离过近，两孔距离过小，钻机的振动导致孔口掉块及炮孔壁内部脱落导致炮孔内部堵塞，极易造成炮孔报废。逐渐又采用人线面的方法，此方法相对丁字尺方法和量角器方法，速率和成孔明显提高了，但对于穿凿不平的台阶还是经常出现透腔现象，针对这种方法逐渐改进，线-角（穿凿）定位操作法基本可以解决上面出现的问题，测量人手持铅垂线面对台阶边坡面，两脚中间点与预裂孔位的连线（a线）垂直预裂线，测量手看铅垂线，a线和钻杆完全被铅垂线遮挡，此时操作手操作设备，首选钻头顶住预裂孔位，再调整钻杆位于平面内;测量手用铅垂线配合量角尺量钻杆的倾角;操作手操作设备配合测量手，至钻杆的倾角满足要求止。

现在预裂穿凿控制角度普遍应用的无非是丁字尺和量角器，量角器基本凿岩机上面自带，各个矿山在此基础上做改进。以柏泉矿山的做法为例。

柏泉矿山是一家露天开采矿山，预裂穿凿预裂孔倾角固定两个角度70度和90度，穿凿炮孔直径200mm，炮孔深度13米左右。预裂穿凿方法：KQD-200潜孔钻自带量角器，在量角器的70度和90度处，各做一个销子，使钻杆在其角度工作时角度稳固，工作速率快，尤其在穿凿台阶比较平整时。穿凿不平整台阶时，因为角度不好控制，会出现透孔现象。

歪头山露天铁矿，设计台阶坡面角60°和65°两种，台阶坡顶线向内偏移1.0米（不区分并段和非并段台阶），坡底线不变，预裂孔倾角64°和69°两种，穿孔长度13左右。预裂穿凿方法：预裂孔穿孔线-角定位操作法，尤其在台阶平盘平整度差时，采用线-角定位操作法后，穿凿效果相对较理想，避免药包集中产生过粉碎提高预裂爆破效果。

2 预裂孔、辅助孔、缓冲孔参数选定

2.1上盘扩帮易爆部位

2.1.1预裂孔：孔距1.2乘1.2米。穿凿角度：并段上台阶65度（并段下台阶69度），误差±2度。穿凿深度：标准台阶13.24米（65度）、标准台阶12.85米（69度）。

2.1.2辅助孔：（标准台阶）辅助孔与预裂孔的排距4.0米，其他根据地表标高、现场缓冲孔与预裂孔之间的距离进行计算，（标准台阶）孔深5.0米。辅助孔孔距根据现场实际情况，控制在3.5～4米之间。

2.1.3缓冲孔：缓冲孔孔距为4米，孔深为一个台阶高度（12米），不超深。根据地质测量室现场放台阶下沿线进行布置缓冲孔。保证缓冲孔孔底与预裂孔孔之间的距离为2米。

2.2上盘扩帮难爆部位

2.2.1预裂孔：孔距1.2乘1.2米。穿凿角度：并段上台阶65度（并段下台阶69度），误差±2度。穿凿深度：标准台阶13.24米（65度）、标准台阶12.85米（69度）。

2.2.2辅助孔：孔深根据地表标高、现场缓冲孔与预裂孔之间的距离进行计算，一般孔深在5米左右。辅助孔孔距根据现场实际情况，控制在3.5～4米之间。

2.2.3缓冲孔：缓冲孔孔距为4米，孔深为一个台阶高度，不超深。根据地质测量室现场放预裂孔下沿线进行布置缓冲孔。保证缓冲孔孔底与预裂孔孔之间的距离为1.5米。（无论在以上哪个部位穿凿，预裂孔形成以后，根据地质测量室现场放下沿线首先确定缓冲孔，缓冲孔确定以后，根据现场预裂孔与缓冲之间的距离，进行布置辅助孔。目的为了保证缓冲孔孔底与预裂孔孔底距离统一，克服距离过大或过小造成的挂帮、根底、及过破碎，保证预裂效果）

3 结论

预裂预裂爆破控制超爆和降低爆破震动，有效控制边坡轮廓，是边坡稳定的措施之一，能降低矿山后期边坡维护成本，需针对矿山采场边坡岩体特性、矿山生产设施平面布置等实际制定措施和施工操作法，提高效果、效率，生产中需开展预裂爆破和相邻的中深孔爆破综合优化措施，从而获得较好的经济和社会效益。

孔穿孔线-角定位操作法可以为预裂穿凿半自动.自动化提供理论基础，比如以激光代替垂线，和生产厂家合作生产自动设备，减少施工人数，提高穿凿效率，减少工人职业病风险。

参考文献：

[1]邵鹏.东兆星.控制爆破技术[M].中国矿业大学出版社，2006.12.

[2]本鋼设计研究院.歪头山铁矿深部开采（扩帮过渡）工程初步设计[R]，2011.11.

作者简介：杨涛（1988-），男，汉族，助理工程师，安徽省亳州市，大专，助理工程师，研究方向：测量在矿山的应用。