×××露天煤矿首采区南帮设计最终帮坡角：+820水平以上的砾石层25°，+820水平以下的基岩台阶37°。为了防止上部砾石层松动或石头滚落出现安全问题，特意将砾石层最终帮坡角设计的比较缓。由于上部砾石层岩性松软，适当进行松动爆破，采用液压反铲，每5 m一次降段，二次降段就可以采全高10 m，达到最终边帮清理的目的。所以在实际边帮清理中，没有出现边帮超挖或凸凹不平的现象，边帮形状一直保持的很好。

    根据初步设计的具体要求，设计采用单斗——汽车间断式开采工艺。为了实现内排作业，采用在首采区南帮建立一个内排运输系统，将南帮+820水平以下的基岩单台阶等宽平台每30 m合并成一个高段运输平台，形成+820～+790 m、+790～+760 m两个运输水平。并在保证最终帮坡角为37°不变的情况下，使运输平台的宽度由原来单台阶等宽平台的8m增大到24 m，足以保证别拉斯42 t自卸载重汽车的安全运行。从而使西部工作帮的剥离物通过南帮30 m的并段台阶运输到东帮进行自下而上、由东向西的跟踪式内排作业，以减少外排作业带来的运距长、成本高、不经济的不利因素，见图10-4-1。

    图10-4-1    并段台阶示意图

    H-并段台阶高度，m；h-单台阶等宽平台高度，m；

    A-并段台阶宽度，m；

    由于南帮+820水平以下完全是基岩台阶，要想形成30 m的并段台阶并达到台阶坡面角75°的技术要求，在施工各个环节上必须有新的技术措施。

    一、设计与施工

    由于南帮爆区距离米泉市煤矿和大洪沟煤矿生活区直线距离不超过400 m，在清理和修整边帮的爆破中不得不考虑爆破带来的振动问题。根据南帮多为细砂岩、粉砂岩，岩体均质，岩性致密、单一的具体状况，设计要求在边界轮廓线以外的正常剥离区，采用深孔松动爆破，爆破方式、起爆方法和爆破参数可参考第五章所推荐的爆破方案和参数。在边界轮廓线以内，为了严格控制边坡位置，保持边坡稳定，设计采用打预裂孔进行预裂爆破，在主爆孔起爆之前先炸出一条预裂带，借以吸收和反射主爆孔爆破能量，从而降低地震效应，以达到保护边坡完整和控制超挖的目的。

    （一）穿孔

    1．钻机就位即开钻前的准备与检查

    (1)场地准备。将钻孔场地的松渣尽可能清除干净，并大致平整，用木桩按设计钻孔位置编号于孔位上；

    (2)准备钻具（包括钻头、冲击器、键、销子、弹簧、钻杆）即各种所需工具。

    2．钻机到位

    钻机要按设计孔距、排距布孔就位，钻孔要先难后易，视场地情况从台阶边缘开始，先钻边角孔，后钻中部孔。要考虑钻机移动对钻成孔的影响，移动时要保护已成孔和孔位的标记。钻机就位一定要平稳，若场地不平，要用石块或道木垫塞使之平稳，防止钻孔时钻机倾斜。

    3．开钻前的检查

    检查各部连接螺栓，风水管路接头是否牢靠，电器部分是否正常，电动机正反转是否正确，升降部分是否灵活，注油器内是否有油，冲击器内是否带油，水箱内是否有水，开关是否正常等。

    （二）施工方案

    首先在边界放出境界线，确定+820水平形成30 m并段的台阶位置，保证留有24 m足够的运输平盘宽度，采用潜孔钻(钻头直径150 mm)在边界轮廓线打密集的预裂孔，孔间距2m，最小抵抗线0.8 m。倾斜角选取和台阶坡面角相同为75°，按10 m台阶高度一次打全深10.4 m；每10 m一次降段，分二次降全深。在预裂轮廓线以外的正常剥离区采用垂直深孔爆破。为了防止预裂孔和垂直深孔间距过大而出现大块或硬层，可根据情况在预裂孔和垂直深孔（主爆孔）之间打垂直辅助缓冲孔，预裂孔和垂直缓冲孔之间的距离一般为3.5～4 m，见图10-4-2。

    图10-4-2    预裂爆破孔与主爆破孔的关系

    1-主爆破孔；2-辅助缓冲孔；3-预裂倾斜孔

    4-境界线，a-台阶坡面角；h-单台阶等宽平台高度

    在接近东南帮最终境界的拐角处进行预裂爆破时，为了提高爆破效果，剥离区位于90°拐弯处的内侧时，孔间距比直线区段更密一些，设计将孔间距确定为1.5 m，每隔一个孔柱状装药，不装药的孔作为导向孔引导裂隙向两孔的中心线方向发展，形成光滑、平整的坡面，见图10-4-3(a)。在南部采区形成东、北两个自由面的+760水平，剥离区位于90°拐弯处的外侧，最终边界位置，如图10-4-3 (b)所示，设计采用在拐角处每隔1-5 m打轮廓线钻孔，均匀少量装药，使爆破以后形成较好的最终边界。

    图10-4-3    在采掘边界内、外侧剥离时炮孔布置图

    ●标准间距的预裂孔；○导向和轮廓线孔

    图10-4-4    预裂爆破孔装药示意图

    1-导爆索；2-药卷；3-底药

    （三）爆破

    设计线装药密度2.6 kg/m，倾斜炮孔深度11 m，装药高度7.6 m，采用药包直径100 mm的铵梯炸药作为药卷不耦合装药，不耦合系数1. 25，药包直径80 mm，药包长度50 cm，每包药卷重2.5 kg，每孔装药量20 kg，共需8个药包。采用间隔柱状装药。设计采用导爆索每隔50 cm缠绕一个药包固定。用黄土或流动性很强的砂子当作充填物。充填时上下轻轻地拉动导爆索，以便填实药卷之间的空隙。实践证明，如果药卷之间不充填，则有可能在炮孔全深未能实现预裂之前，爆生气体有可能会沿着岩层中的裂隙逸出，同样，爆生气体也有可能沿裂隙涌向孔壁，从而造成超挖。由于每孔起爆药量较小，在整个炮区的预裂孔的爆破中，设计采用导爆索同时起爆药量。预裂孔装药结构见图10-4-4。

    （四）采装

    轮廓线以外正常剥离区采用WK-4型电铲10 m段高整层开采，在接近台阶坡面处，采用和砾石台阶相同的清帮方式，用液压反铲修整边帮进行分次降段，每5m降一次，分二次降段采全高。

    （五）运输

    在正常剥离区用42 t汽车配合电铲进行采装运输。在用反铲进行清帮时，由于工作面狭小，车辆很难掉头，需要修建简易的运输沟道使运输车辆能进入台阶修整工作面。因此，设计采用15 t自卸载重汽车配合液压反铲进行运输。

    在完成了第一个10 m台阶的清帮以后，由于要形成连续30 m高的大坡面，同时，由于没有足够的穿孔作业空间，钻机无法在紧贴着台阶坡面穿斜孔，所以，只能采用如图10-4-2所示的垂直预裂孔的爆破方法，根据台阶坡面不同位置所处的孔深，设计采用打不同深度的垂直孔加以控制，在预裂孔和垂直深孔（主爆孔）之间加一排缓冲孔，继续采用预裂爆破法来控制第二个、第三个10 m段的台阶坡面，使炸药的爆轰作用刚好影响到台阶坡面。对于所出现的三角岩体，可根据岩体性质和爆破以后岩石的松动情况加以处理。

    二、爆破效果评价

    根据现场爆破效果观察，在首采区南部最终边帮+820～+790水平的清理和修整中，第一个10 m段采用了打倾斜钻孔进行预裂爆破法形成了很好的台阶坡面，裂缝宽度、不平整度、残留孔痕都基本上达到了设计要求。根据对振动影响监测结果分析表明，减震效果比以往的爆破振动明显，震速值远远低于所规定值，房屋震感很小，几乎感觉不到振动。由此可以说明，在具备了穿孔设备作业空间及边帮岩体构造简单、均质、致密的条件下，对于最终边帮的清理和修整，应采用预裂爆破法对边帮加以控制和保护。根据不同的岩性，在有条件的情况下，应尽可能地在最终边帮的台阶坡顶处打密集的倾斜钻孔，在主爆区爆破前先爆，沿预裂孔连线方向形成裂缝，使主爆区爆破后产生的爆生气体从裂缝中逸出，不至于对形成的台阶坡面产生破坏作用，从而形成比较规整的台阶坡面。这样做的目的可以大大减少边帮的清理工作量，保持边帮长期稳定，其爆破效果是比较好的。在没有穿孔作业条件的工作面，也可采用打垂直预裂孔的办法进行预裂爆破。对于受各种条件的限制，在基岩台阶的最终边帮处，无法采用控制爆破以达到保护边坡的边帮地段，采用其他爆破方法，要想达到和采用控制爆破法相同的爆破效果显然是不现实的。