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矿山边坡稳定控制是露天煤矿安全开采的核心关键。针对露天煤矿砂泥岩互层、顺层结构发育的复杂地质特征,传统爆破工艺易出现振动超标、边坡岩体损伤大、块度不均、根底残留多等行业痛点,长期制约矿山安全生产与高效开采。为破解层状碎裂岩体坡面爆破技术瓶颈,新疆天河爆破工程有限公司开展专项技术攻关,落地《露天矿山坡面爆破参数控制与边坡损伤评价研究》,通过深浅孔协同爆破、多维度监测与数值仿真优化,形成成套边坡精准爆破与损伤评价工艺体系,实现安全、质量、效率全方位提升。
砂泥岩互层、顺层发育岩体结构松散、层理界面脆弱,常规单一孔径爆破参数适配性差,爆破能量分布不均,极易引发坡面裂隙扩展、表层松动、残余根底超标等问题,不仅增加二次处理成本,还会持续影响边坡长期稳定性。针对上述工程短板,公司科研团队摒弃传统经验式爆破模式,依托大小孔径互补搭配,适配坡面不同岩层厚度与破碎难度,实现爆破能量分层、分段精准释放,从源头解决层状岩体爆破破碎不均、应力集中损伤边坡的难题。
在技术验证环节,团队建立“参数优化+振动监测+声波测试+数值模拟”一体化评价体系。通过精细化设计孔网参数、装药结构与起爆时序,结合现场动态振动数据采集、岩体声波损伤检测,同步开展数值仿真推演,完整还原坡面爆破应力传播、裂隙发育、岩体损伤演化全过程,精准量化边坡损伤范围与振动安全阈值,建立适配层状碎裂岩体的爆破参数标准与边坡损伤科学评价方法,填补区域同类矿山坡面精准爆破管控技术空白。
整套新工艺在露天煤矿边坡治理工程完成现场落地应用,核心指标实现突破性优化。实测数据显示:矿区爆破大块率成功降至2.8%,开采根底率严格控制在2.0%以内,矿石破碎均匀度大幅提升,有效降低二次破碎、铲装转运成本;在40米安全监测断面处,爆破峰值振速稳定控制在2.42 cm/s,远低于边坡安全振动限值;边坡有效损伤深度大幅缩减至1.1 m,最大程度保留边坡岩体完整性,显著提升露天矿山台阶边坡结构稳定性。
新疆天河爆破总经理、本研究课题负责人何文表示,本次研究精准解决了层状岩体坡面爆破“振动难控、损伤难评、质量不稳”三大行业痛点,深浅孔协同爆破模式兼顾破碎质量与边坡安全,配套形成的损伤评价体系,可为同类砂泥岩互层、顺层结构露天矿山提供标准化技术参考。相较于传统爆破工艺,该技术彻底改变粗放式参数设计模式,以数据化、精细化管控实现爆破施工提质、降损、增效。
当前矿山行业正全面推进智能化、精细化、安全化开采升级。新疆天河爆破本次技术突破,进一步完善了复杂地质条件下露天边坡精准爆破技术体系,有效解决了露天开采效率与边坡安全管控难题。下一步,公司将持续优化爆破参数模型与智能监测体系,推动成套工艺标准化、规模化推广,持续赋能新疆矿山工程安全高质量发展。(李金山)
