1泥巴拉火体爆破试验

泥巴拉火体特殊的结构使得开挖难度很大，充填物多胶结差的地方能用机械设备直接挖除，充填物少胶结好的地方不能用机械设备直接挖除，须进行爆破开挖。充填物多和充填物少的地方及胶结好与胶结不好的地方均不是均匀连续的，使得直接用机械开挖时设备效率很低，爆破开挖时钻孔难度大，容易卡钻，基本超过3m就无法再继续往下钻，这样钻孔效率相当低，爆破参数很难进行控制;爆破时爆破应力容易在充填物多的地方扩散导致爆破效果差，往往爆破后堆积体就只裂开了几条缝隙，因此爆破的孔排距及装药结构都是很难把握的。通过对常用的几种大方量露天开挖的爆破方法进行试验，通过爆破试验效果对比进而选取最好的爆破方法及基本爆破参数。

2钢管强爆试验

钢管强爆试验选在1580m高程，分别进行一次垂直钢管试验和一次水平钢管试验。先进行垂直钢管试验，药井采用手风钻造孔，乳化炸药配合电雷管进行扩孔，人工出渣，试验耗时30d。1#钢管井深15m，井直径1m，2#钢管井深8m，直径1m，采用孔内延时非电毫秒微差起爆，1#钢管用MS3非电雷管，装药量1.5t，2#钢管用MS5非电雷管，装药量0.8t，用导爆索联线，为防止竖井堵填时损坏导爆索，导爆索采用20PVC管保护。爆破后，钢管1#竖井内的堵塞物被冲出，井口成漏斗状，破坏半径仅为12m，但整个破坏半径范围内的泥巴拉火体未被完全炸开，只形成了几道明显的裂缝，通过对表层解炮处理，内层部分得到破坏，但大部分渣料粒径都在2m以上，基本都需要二次解炮处理，爆破效果极差。钢管2#局部石渣被翻起，破坏半径约仅6m，虽然石渣得到了破坏，但大部分石渣粒径仍超过2m，仍须二次解炮处理，爆破效果也没有达到预期效果。垂直钢管强爆后进行了水平钢管强爆试验，水平钢管强爆采用CM351钻机进行直立面水平造孔，孔径115m，孔深8m，再使用乳化炸药配合电雷管进行扩壶施工，药室约为0.03m3椭圆形状，装药30kg，爆破后破坏半径仅为2.5～3m，且渣料粒径基本在1.5m以上，须二次解炮处理。钢管强爆试验表明，无论是垂直钢管强爆还是水平钢管强爆都是失败的，其原因是因为泥巴拉火体组成物质特性不均衡，胶结好的结构物与胶结不好的结构物不连续，并且在胶结物中充填有粉细土和粉细砂，这样爆破时爆破冲击波遇到充填物和结构松散体时强度骤减，能量顿时损失，不能在岩体里有效传递，使得结构物不能得到有效破坏。这样大部分区域未被完全爆开，大部分渣料粒径大，须二次解炮，且药室施工难度大，施工周期长，施工进度缓慢，不但效率没有提高，反而降低，爆破直接成本和效率低下带来的间接成本也很高，技术和经济效益都不理想，加之扩壶时安全隐患大，因此钢管强爆法对于泥巴拉火体开挖不理想。

3深孔台阶爆破试验

深孔台阶爆破的台阶高度一般为5～15m，针对泥巴拉火体的特性，拟选10m台阶和6m台阶两种台阶高度进行试验。在爆破钻孔时，卡钻严重，结构均匀程度越差，越容易卡钻，很多夹杂松散体和充填粉细土较多的部位钻孔超过3m就开始卡钻，并且成孔深度有限，即使钻孔深度大，成孔深度也基本不超过3m，因此深孔台阶爆破试验选在胶结体结构比较均匀连续的区域进行，对于胶结体相对连续的部位，当孔钻到5m时开始卡钻，超过6m时每钻进不到0.5m就需要进行扫孔，钻孔效率特别低，每个孔的后5m所耗时间基本在前5m所耗时间10倍以上，而且部分孔因为卡钻严重而无法继续钻进，成了报废孔。爆破后，10m台阶爆破区整个堵塞段完全没有被炸开，只裂开了几条缝，6m台阶爆破区堵塞段也基本是超径体，需要二次解炮，整个爆破属于失败。分析其原因是深孔台阶爆破因孔排距相对较大，堆积体内松散体的空隙使得爆破应力不能对胶结体产生理想的破碎效果;同时孔排距大最小抵抗线也要加大，堵塞长度也会相应增大，因泥巴拉火体的特殊组成结构，使装药段的爆破冲击力无法正常对堵塞段产生破碎效果，但如果减小堵塞长度，则得加大装药量，单耗也相应加大，同样增加了成本，即使减小堵塞长度装药量不变，但因最小抵抗线不变，同样爆破效果不佳。综合以上爆破试验结论分析，深孔台阶爆破法对于泥巴拉火体开挖不是最理想的施工方法。

4浅孔台阶爆破试验

爆破试验使用CM351钻机钻孔，1.6m3反铲挖掘机装渣，20t自卸汽车将渣料运至指定渣场。在爆破钻孔时，钻孔比较顺利，只有少量4.5m台阶爆破区遇到卡钻的情况。爆破后2.5m台阶爆破区均被破碎，没有需要二次解炮的超径体，4.5m台阶爆破区有个别超径体。此次爆破效果比较理想，不足的是如果台阶高度太小，钻孔深度太小，移动钻机的次数较多，影响钻孔效率，而且对于整个开挖区来计算爆破台阶太小所需导爆索和雷管需要量增加，对整个开挖区成本过高。通过2.5m台阶和4.5m台阶两种浅孔台阶爆破试验结果反应，爆破效果良好，胶结体基本都被破碎，基本没有需要二次解炮的超径体。从两种台阶的对比进行分析，台阶高度越小，爆破效果相对越好，但钻机移动频繁，对整个开挖区来讲，钻机移动太多会降低钻孔效率，加大成本，而且台阶高度太小会增加导爆索和雷管的使用量，增加了成本，而且在一定范围内台阶高度越小，成本越大;台阶高度越大，相对钻孔效率要高，导爆索和雷管使用量少，但超过一定的高度，钻孔深度超过4m时就容易卡钻，钻孔成本也相应增加。另外，因泥巴拉火体内部结构不均匀连续，胶结好的堆积物夹杂着胶结差的堆积物，并且内部有很多粉细砂和粉细土等填充物，胶结差的堆积物和粉细土和粉细砂是不需要爆破开挖的，如果采用浅孔台阶爆破，每次爆破完清理工作面时，可以将大量的可直接开挖的结构物直接挖除，节省了对这部分结构物也进行爆破的成本。综合以上分析，浅孔台阶爆破法对泥巴拉火体开挖是一种比较理想的方法。

5硐室爆破试验

泥巴拉火体内夹杂着软细粉砂或粉土等松散体，而且分布没有规律，在进行硐室施工时容易塌陷，施工到一定的深度后只要遇到松散体，再也无法继续施工，很难形成达到要求的硐室，整个爆破试验因无法形成满足要求的硐室而不能正常进行下去，爆破试验失败。硐室爆破方法还在实施阶段就无法进行，更不用看爆破效果，因此硐室爆破法对泥巴拉火体的开挖不是一种合适的开挖方法。综合以上四种爆破方法试验分析，从其钻孔效率、爆破效果进行对比可以得出结论:泥巴拉火体最适宜的开挖爆破方法是浅孔台阶爆破法，其基本爆破参数以上结论能为类似泥巴拉火体的开挖施工提供参考。当然，任何开挖施工爆破参数都不是一成不变的，施工前必须根据地质结构特征进行生产性试验，以选取最优参数。

作者：王亚辉李茜单位：中国人民武装警察部队