【穿孔爆破】
穿孔爆破、铲装、运输以及剥离下来废石的排土工作。
穿孔爆破
穿孔作业是矿床露天开采的第一道生产工序。在整个露天开采过程中，穿孔作业的成本约占矿石开采总生产成本的 10%～15%。
常用的穿孔方法为热力破碎法与机械破碎法。其相应的穿孔设备有火钻、钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻与凿岩台车。
大型露天矿多用牙轮钻；中小型露天矿常用潜孔钻
1.露天开采对爆破工作的基本要求
在露天开采的总生产费用中，爆破作业费用占 15%～20%。
（1）要有足够的爆破贮备量。
（2）要有合理的矿石块度：破碎机、铲斗。
（3）爆堆堆积形态好：
前冲量小，无上翻，无根底，爆堆集中且有一定的松散度，以利于提高铲装设备的效率。
爆破后，台阶工作面的形状要规整，不允许出现根底、伞岩、后冲等凹凸不平的现象。
（4）无爆破危害。
（5）爆破设计合理。
2.主要爆破参数
1）爆破作用指数（n）
爆破漏斗半径和最小抵抗线的比值来表征爆破作用指数 n 的大小。
爆破作用指数 n，决定着爆破作用的性质、爆破漏斗的尺寸、岩石的破碎程度、抛掷方量的比率以及
爆破的技术经济效果。
n<0.75，弱松动爆破；
0.75≤n<1，强松动爆破;
n=1.0，标准抛掷爆破；
n>1.0，强抛掷爆破。
2）最小抵抗线（W）
由各药包中心指向其相邻地表的有向线段的长度即为该药包的最小抵抗线 W。
最小抵抗线的大小取决于爆破工程的要求、地形条件和药包的布置方式。
3）装药量的计算
装药量是标准炸药单耗 q 与爆破作用指数 n 和最小抵抗线 W 的函数。
（1）松动爆破的装药量。
斜坡地形 Q=0.36qW3
平坦地形 Q=0.44qW
3 （2）抛掷爆破和加强松动爆破（n≥0.75）的装药量。
【爆破危害的影响因素】
（一）违反《民用爆炸物品安全管理条例》和《爆破安全规程》
（二）爆破设计不合理
（三）爆破施工不合理
（四）规章制度不健全、管理不严格，因爆破器材质量问题引起早爆、拒爆
（一）违反《民用爆炸物品安全管理条例》和《爆破安全规程》
违反《安全规程》中的规定进行爆破作业；爆破材料从领取、运输、加工到使用过程中，不能严格遵守《条例》和《安全规程》。
1）雷管等起爆器材与炸药在同时同地装卸；爆破器材与其他货物混装；
2）爆破器材临时存放室不符合安全要求（如未设置避雷防爆装置，消防设施不规范等）；
3）雷管、炸药在运输与临时储存时与火花接触，炸药受到摩擦、冲击等；
4）运输与临时储存时没有严格的管理制度；运输、临时存放、加工过程中不了解爆破器材性能、违反操作规程。
5）爆破后没有达到规定时间，人员过早进入工作面；
6）警戒不严、信号不明、安全距离不够。
7）爆破作业时，没有等爆破警戒范围内的所有无关人员撤离完毕后即开始装药爆破。
（二）爆破设计不合理
（1）设计爆破炸药用量不合理，起爆方式不合理。
（2）安全距离设计不合理。
（3）设计警戒距离不符合安全规程要求。
（4）爆破震动影响因素，包括：
①装药量的影响，即距爆炸源一定距离的质点振动速度随药量的增大而增加，随药量的降低而减少；
②爆炸爆轰速度的影响，即一定条件下，振速与爆轰速度成正比；
③传播途径介质影响，即介质影响质点振动速度。
（三）爆破施工不合理
（1）爆破人员没有按照特种作业人员管理规定程序学习、培训、考核，爆破作业人员无操作资格证。
（2）未按设计施工，出现乱孔、卡孔或孔内存水现象。
（3）非爆破人员参与装药、连线、起爆等爆破作业工作。
（4）爆破飞石影响因素，包括：
①装药量过大，致使尚有多余的能量作用在石块上，使碎块获得足够的动能向四周飞散；
②爆物的介质结构不均匀，爆破气体会作用在某些弱面，导致这些部位产生大量飞石；
③炮孔口堵塞的长度不够，导致孔口破碎，产生飞石；
④起爆方式也会影响爆破时飞石的产生。
（5）爆破冲击波影响因素，包括：
①装药孔口堵塞长度不够，堵塞力度也不够，高温高压爆炸产物从孔口外溢，产生爆破冲击波；
②局部抵抗线太小，沿该方向以释放爆炸能量，产生爆破冲击波；
③岩体不均匀，在断层、夹层等薄弱部位，爆炸产物集中喷出形成爆破冲击波；
④爆破时岩体沿最小抵抗线方向振动外移，发生鼓包运动，以及强烈的振动诱发爆破冲击波。
（四）因爆破器材质量问题引起早爆、拒爆
1.早爆的原因
1）雷电直接击中非电爆破网路或爆破器材引起早爆。
2）明火引起的早爆；
3）电爆网路事故：包括工业电、起爆电源、仪表电、雷电、静电、杂散电流、射频电、感应电引起的早爆；
4）运输事故：如撞车、撞船、装载运输炸药及碾药等造成的早爆；
5）误操作引起的早爆事故；
6）高温环境造成的早爆事故；
7）打残眼导致爆炸；
8）销毁爆破器材引起爆炸；
9）石头砸响盲炮、雷管、炸药引起早爆；
10）化学反应引起早爆。主要是由于炸药自燃或与某种矿粉直接接触造成。
特征：爆炸前有大量的棕色气体从药包中冒出，紧接着是爆炸响声。
2.拒爆的原因
（1）炸药过期变质、质量差引起拒爆。如失去雷管感度，不能正常传爆；受潮结块，感度下降；密度变大，失去爆轰性能。
（2）电爆网路拒爆。如设计电流不够；接触电阻过大；线路接地、漏电；违反“三同”原则，漏接。
（3）导爆索网路拒爆。如导爆索质量差，或因储存时间长，保管不良而受潮变质；漏接；施工过程中砸断线路；雷管反接；锐角传爆；搭接不好，导爆索浸油；前排爆破挤、拉断后排导爆索，导爆索断药。
（4）非电索导爆管网路的拒爆：如雷管接头不好，连接器质量有问题、漏接、微差，爆破时导爆管被冲断、拉断，导爆管有漏药段、有水、局部拉细等现象。
（5）装药、堵塞作业造成拒爆。如不连续装药造成部分拒爆；装药过密。
（6）爆破效果与设计有较大差异，爆堆形态和设计有较大差别，地表无松动或抛掷现象。
（7）在爆破地段范围内残留炮孔，爆堆中留有岩坎、陡壁或两药包之间有显著的间隔。
（8）现场发现残药和导爆索残段。
【防止早爆、拒爆的主要措施】
1）防止早爆的主要措施
（1）搜集相关资料，仔细勘察现场，精心设计施工，尽量预估出意外事故的可能性；
（2）制定安全制度、岗位责任制度和关键技术操作规程；
（3）严格遵守爆破规程，在爆破施工区严禁有明火；
（4）按《爆破安全规程》规定的要求进行爆破器材的运输、储存、保管和废旧爆破器材的销毁；
（5）做好炮孔的监督、检查和验收工作；
（6）按《规程》要求做好爆破器材的检验；
（7）加强安全管理和工程监理力度；
（8）保证起爆器材和炸药的质量；
2）防止盲炮的主要措施
（1）禁止使用不合格的爆破器材，不同类型，不同厂家、不同批的雷管不得混用；
（2）连线后检查整个线路，查看有无连错或漏连；
（3）检查爆破电源并对电源的起爆能力进行计算；硝铵类炸药在装药时要避免压得过紧，密度过大；
（4）防止炮孔有水；
（5）装药前要认真清除炮孔内岩粉。
5.防止炮烟中毒的主要措施
（1）采用零氧平衡的炸药，使爆后不产生有毒气体。
（2）加强炸药的保管和检验工作，禁用过期变质的炸药。
（3）保证填塞质量和填塞长度。【兼顾防控飞石、空气冲击波】
（4）爆破后，必须加强通风；按规定，露天爆破需等 15min 以上，炮烟浓度符合安全要求时，才允许人员进入工作面。
（5）起爆站及观测站不许设在下风方向。在爆区附近有井巷、涵洞和采空区时，爆破后炮烟有可能窜入其中，积聚不散，故未经检查不准入内。
记忆口诀：零氧炸药优，管检禁过期；严保填塞质，通风等十五；起爆选上风，洞巷先检入。
【采矿方法的适用条件】
影响地下采矿方法选择的因素很多，如地质条件、开采技术条件、安全因素、环保要求、设备因素等，这些因素共同限制了各种采矿方法的适用条件。
1.矿床地质及水文地质
1）矿石和围岩的稳固性决定着采场地压管理、采矿方法的选择和采场构成要素及落矿方法；
2）矿体倾角主要影响矿石在采场内的运搬方式方法；
（倾角越大——重力运搬；倾角越小——机械辅助运搬）
3）矿体厚度影响采矿方法和落矿方法的选择以及矿块的布置方式。
（矿体厚度决定 “采场作业空间大小 ”、“矿石暴露面积 ” 及 “设备可达性 ”，进而影响采矿方法、落矿方法、矿块布置）
4）矿体形状和矿石与围岩的接触情况，影响采矿方法的落矿方式、矿石运搬方式和贫化损失指标。
如接触面不明显、矿体形状不规则、起伏较大时，采用大直径深孔落矿，会引起较大的损失、贫化。
底板起伏较大会影响使用无轨出矿设备和爆力运搬矿石， 甚至采用留矿法的效果也很差。
5）开采品位较高的富矿和贵重、稀有金属时，往往要求采用回采率高、贫化率低的采矿方法，如充填采矿法。反之，则应采用成本低、贫损高的崩落采矿法或空场采矿法。
6）若矿体很大，则采用大量崩落法。
7）如果矿体的形态变化大，矿物及品位在矿体中的分布也不均匀，或者矿体的边界不清楚，则不宜采用崩落法。
8）缓倾斜矿体可采用留规则或不规则矿柱、岩柱的空场法。
9）矿体赋存深度超过 500 ~600 m 或原岩应力很大时，地压增大，有可能产生冲击地压或岩爆现象，采用充填采矿法或崩落采矿法较为适宜。
10）矿石和围岩中含硫高（或硫、碳均高）、有自燃或发火倾向时，应采用充填采矿法，避免采用留矿采矿法、阶段崩落法和大批崩落矿柱的采矿法。
【采空区的处理方法】
主要有充填法、崩落围岩法和隔离法。
1. 充填法
充填法是用外来的充填料对采空区进行采后充填。
优点：
1）减少采空区顶板移动幅度；
2）防止上部围岩冒落产生的冲击，并可以利用尾矿砂充填，减小地表尾矿库容积。
主要缺点：施工复杂，费用高，不利于深部地下压力的释放。
2. 崩落围岩法
在采矿后立即回采矿柱，尽量使围岩自然冒落。
如围岩不易自然冒落时，尚需爆破崩落围岩。
与充填法相比，崩落围岩法成本较低，能够人为控制井下地压活动，适用于地表允许下陷或地表下陷可以控制的条件。
3. 隔离法
两种处理方法
1）孤立分散的小采空区
隔绝采空区与生产区段之间可能传递危害的一切通道，并在采空区附近开设一个能通向地表的“天窗 ”。
2）连续或基本连续的大矿床
在其中间应设置隔离带，切断各主要采空区的连续，控制地压活动范围。隔离带可以是大的条带形矿柱，也可以是大的夹石带、无矿带或人为高强度混凝土料石充填体。
四、采空区的防范措施
（1）构建“灾前预防、灾后治理 ”的防治体系和“政府主导，预防为主，引发者赔偿，社会化治理”的采空区塌陷灾害防治模式。
（2）在采空区内的工程建设项目，应当在可行性研究阶段进行塌陷灾害评估，对容易造成严重塌陷灾害的项目予以禁止。
（3）编制采空区治理步骤时，合理避让村庄、乡镇，如确需开采，可采用边开采边治理方案。
（4）矿山企业主动编制采空区治理计划，及时采取可行的措施进行治理。
（5）加强顶板管理。
①要落实顶板分级管理制度，确保井下检查井巷和采场顶帮稳定性；
②支护作业的人员经过专门的安全技术培训并考核合格，持证上岗；
③ 回采作业前，必须“敲帮问顶 ”，处理顶板和两帮的浮石，确认安全方准进行作业；
④处理浮石时，应停止其他妨碍处理浮石的作业，严禁在同一采场同时凿岩和处理浮石；
⑤发现冒顶预兆，应停止作业进行处理，发现大面积冒顶危险征兆，应立即通知井下人员撤离现场，并及时上报。
（6）强化地压和采空区管理。
工程地质复杂、有严重地压活动，以及开采深度超过 800 米的地下矿山要建立并严格执行采空区监测预报制度和定期巡查制度；必须建立地压监测系统，实时在线监测；地表塌陷区应设明显标志和栅栏，通往塌陷区的井巷应封闭，严禁人员进入塌陷区和采空区。
（7）大力推广充填采矿法。
新建地下矿山首先要选用充填采矿法，不能采用的要经过设计单位或专家论证，并出具论证材料。
【水灾安全防治技术一般要求】
（1）矿山建设项目设计之前，应委托相应资质单位对矿区进行工程地质、水文地质勘探。
（2）坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采 ”的原则，采取“防、堵、疏、排、截、避 ”综合治理措施。
（3）水文地质条件中等及以上矿山应成立相应防治水机构，配置防治水专业技术人员，配备防治水及抢险救灾设备，建立探放水队伍。
（4）矿山在未调查核实矿区内及周边的小矿井、老空区、现有生产矿坑的积水区、含水层、岩溶带、导水构造及周边区域水文地质条件前，严禁进行采矿活动，应先采取物探、钻探、水文试验等手段查清水文地质条件之后，才开始采矿活动，否则严禁进行采矿活动。
（5）发现有透（突）水征兆时，应立即停止受水害威胁区域的作业，撤出所有可能受水威胁区域的人员，分析查找透水原因，采取有效安全措施，防止发生透水事故。
（二）地表水防治
（1）矿山应查清矿区及其附近地表的水流系统、汇水面积、河流沟渠汇水情况、疏水能力，积水区，水利工程现状和规划情况，以及当地日最大降雨量、历年最高洪水位，并结合矿区特点建立和健全防水、排水系统。
（2）每年雨季前，矿山应组织 1 次防水检查，并编制防水计划。防水工程应在雨季前竣工。
（3）矿井（竖井、斜井、平硐等）井口的标高应高于当地历史最高洪水位 1m 以上。工业场地的地面标高应高于当地历史最高洪水位。
（4）井下疏干放水有可能导致地表塌陷时，应先将潜在塌陷区的居民迁走，公路和河流改道，再进行疏放水。矿区不能进行大规模疏放水时，应采取帷幕注浆堵水等防治水措施。
（5）矿区及其附近的地表水或大气降水有可能危及井下安全时，应根据具体情况采取设防洪堤、截水沟、封闭溶洞或报废的矿井和钻孔、留设防水矿柱等防范措施。
（6）矿石、废石和其他堆积物不应堵塞山洪通道，不应淤塞沟渠和河道。
（三）疏干塌陷防治
（1）疏干排水时有地表沉降、塌陷的矿山必须进行塌陷和沉降观测，分析塌陷和沉降的发展趋势、预测塌陷和沉降范围及灾害程度。危及到居民安全的必须采取加固措施或搬迁。
（2）采取有效的物探方法查明塌陷区的岩溶裂隙、过水通道的分布情况及发展规律。
（3）建立矿区塌陷发生、发展趋势台账；
（4）露天转井下矿山应加强地面泥石流的监测和预防；
（5）疏干岩溶塌陷、滑坡、泥石流等地质灾害的评价、设计必须由相关资质的单位完成。
（四）矿区截流帷幕
当矿区具有以下水文地质条件时，应采用矿区帷幕截流防治水方案：
（1）在采矿错动带以外有相对狭窄且集中的地下水进水通道。
（2）有可靠的隔水边界（两端）。
（3）有可靠的隔水底板。包围式帷幕：有可靠隔水底板即可。
【探放水应急处理措施】
（1）钻杆接口断开无法退出，必须及时关闭探水钻机，退出钻杆，更换新钻头接口，继续钻进，与断开的钻杆进行套钻，如未能套钻，必须重新进行开孔钻探。
（2）探水过程中，如开、关按钮控制器失灵，必须切断电源，更换控制按钮。
（3）钻探过程中无法钻进时，必须检查钻杆是否脱节。检查工作面回水颜色及钻探情况，退出钻杆检查钻头等。待查明原因后，方可继续进行探放水。
（4）探水过程中，水开始变大时，应立即汇报矿相关技术和管理部门，分析后方可进行重新探放或停止探放。
（5）探水中电机烧坏时，及时更换电机，退出钻杆，将探水钻孔口封严实。
（6）推进杆折断时，及时退出钻杆、关闭电源，进行检查、更换。
（7）发现钻探松软或有异常响声时，必须立即停止钻进，汇报调度室或矿分管领导，待研究决定后，重新进行钻探或停止钻探。
【中线式、下游式堆积坝安全要求】
1）中线式和下游式尾矿坝均设置初期坝和滤水拦砂坝，滤水拦砂坝可设多座，在初期坝与拦砂坝之间的坝基范围设置排渗设施。
2）中线式、下游式尾矿坝和滤水拦砂坝之间的洪水通过滤水拦砂坝渗出坝外，也可在滤水拦砂坝前设置排洪设施，排洪标准按50 年一遇洪水设防。
3）尾矿坝坝顶宽度应满足分级设备和管道安装及交通的需要，不宜小于 20m。最终下游坝坡设置维护平台和排水设施，维护平台的宽度不小于 3m。
4）尾矿坝的下游坝坡应经稳定计算确定，但下游坝坡比不能陡于 1: 3。
4.筑坝方式的选择
地震设防烈度为7度及7度以下的地区宜采用上游式筑坝，地震设防烈度为8~9度的地区宜采用下游式或中线式筑坝，采用上游式筑坝应采取可靠的抗震措施。（七上八下）
上游式尾矿筑坝，尾矿颗粒较粗时采用直接冲积法筑坝；尾矿颗粒较细时采用分级冲积法筑坝。
（粗——直接冲；细——分级冲）
下游式或中线式尾矿筑坝分级后用于筑坝的d≥0.074 mm尾矿颗粒含量不少于75%，d≤0.02 mm尾矿颗粒含量不大于10%。当分级后用于筑坝的尾矿颗粒不满足以上要求时，应进行筑坝试验。
上游式堆坝的尾矿浆浓度超过35%时，不宜采用冲积法直接筑坝。如果采用冲积法直接筑坝时，应进行尾矿堆坝试验研究。
对于湿式尾矿库，当全尾矿颗粒极细（d<0.074 mm含量大于85%或d<0.005 mm含量大于15%）时，宜采用一次建坝，并可分期建设，挡水坝按坝型采用相应的水库坝设计规范要求；
当全尾矿颗粒极细且采用尾矿筑坝时，进行尾矿堆坝试验研究；
9度地震区上游法尾矿堆积高度不高于30m。
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