×××露天煤礦首采區南幫設計最終幫坡角：+820水平以上的礫石層25°，+820水平以下的基巖臺階37°。為了防止上部礫石層松動或石頭滾落出現安全問題，特意將礫石層最終幫坡角設計的比較緩。由于上部礫石層巖性松軟，適當進行松動爆破，采用液壓反鏟，每5 m一次降段，二次降段就可以采全高10 m，達到最終邊幫清理的目的。所以在實際邊幫清理中，沒有出現邊幫超挖或凸凹不平的現象，邊幫形狀一直保持的很好。

    根據初步設計的具體要求，設計采用單斗——汽車間斷式開采工藝。為了實現內排作業，采用在首采區南幫建立一個內排運輸系統，將南幫+820水平以下的基巖單臺階等寬平臺每30 m合并成一個高段運輸平臺，形成+820～+790 m、+790～+760 m兩個運輸水平。并在保證最終幫坡角為37°不變的情況下，使運輸平臺的寬度由原來單臺階等寬平臺的8m增大到24 m，足以保證別拉斯42 t自卸載重汽車的安全運行。從而使西部工作幫的剝離物通過南幫30 m的并段臺階運輸到東幫進行自下而上、由東向西的跟蹤式內排作業，以減少外排作業帶來的運距長、成本高、不經濟的不利因素，見圖10-4-1。

    圖10-4-1    并段臺階示意圖

    H-并段臺階高度，m；h-單臺階等寬平臺高度，m；

    A-并段臺階寬度，m；

    由于南幫+820水平以下完全是基巖臺階，要想形成30 m的并段臺階并達到臺階坡面角75°的技術要求，在施工各個環節上必須有新的技術措施。

    一、設計與施工

    由于南幫爆區距離米泉市煤礦和大洪溝煤礦生活區直線距離不超過400 m，在清理和修整邊幫的爆破中不得不考慮爆破帶來的振動問題。根據南幫多為細砂巖、粉砂巖，巖體均質，巖性致密、單一的具體狀況，設計要求在邊界輪廓線以外的正常剝離區，采用深孔松動爆破，爆破方式、起爆方法和爆破參數可參考第五章所推薦的爆破方案和參數。在邊界輪廓線以內，為了嚴格控制邊坡位置，保持邊坡穩定，設計采用打預裂孔進行預裂爆破，在主爆孔起爆之前先炸出一條預裂帶，借以吸收和反射主爆孔爆破能量，從而降低地震效應，以達到保護邊坡完整和控制超挖的目的。

    （一）穿孔

    1．鉆機就位即開鉆前的準備與檢查

    (1)場地準備。將鉆孔場地的松渣盡可能清除干凈，并大致平整，用木樁按設計鉆孔位置編號于孔位上；

    (2)準備鉆具（包括鉆頭、沖擊器、鍵、銷子、彈簧、鉆桿）即各種所需工具。

    2．鉆機到位

    鉆機要按設計孔距、排距布孔就位，鉆孔要先難后易，視場地情況從臺階邊緣開始，先鉆邊角孔，后鉆中部孔。要考慮鉆機移動對鉆成孔的影響，移動時要保護已成孔和孔位的標記。鉆機就位一定要平穩，若場地不平，要用石塊或道木墊塞使之平穩，防止鉆孔時鉆機傾斜。

    3．開鉆前的檢查

    檢查各部連接螺栓，風水管路接頭是否牢靠，電器部分是否正常，電動機正反轉是否正確，升降部分是否靈活，注油器內是否有油，沖擊器內是否帶油，水箱內是否有水，開關是否正常等。

    （二）施工方案

    首先在邊界放出境界線，確定+820水平形成30 m并段的臺階位置，保證留有24 m足夠的運輸平盤寬度，采用潛孔鉆(鉆頭直徑150 mm)在邊界輪廓線打密集的預裂孔，孔間距2m，最小抵抗線0.8 m。傾斜角選取和臺階坡面角相同為75°，按10 m臺階高度一次打全深10.4 m；每10 m一次降段，分二次降全深。在預裂輪廓線以外的正常剝離區采用垂直深孔爆破。為了防止預裂孔和垂直深孔間距過大而出現大塊或硬層，可根據情況在預裂孔和垂直深孔（主爆孔）之間打垂直輔助緩沖孔，預裂孔和垂直緩沖孔之間的距離一般為3.5～4 m，見圖10-4-2。

    圖10-4-2    預裂爆破孔與主爆破孔的關系

    1-主爆破孔；2-輔助緩沖孔；3-預裂傾斜孔

    4-境界線，a-臺階坡面角；h-單臺階等寬平臺高度

    在接近東南幫最終境界的拐角處進行預裂爆破時，為了提高爆破效果，剝離區位于90°拐彎處的內側時，孔間距比直線區段更密一些，設計將孔間距確定為1.5 m，每隔一個孔柱狀裝藥，不裝藥的孔作為導向孔引導裂隙向兩孔的中心線方向發展，形成光滑、平整的坡面，見圖10-4-3(a)。在南部采區形成東、北兩個自由面的+760水平，剝離區位于90°拐彎處的外側，最終邊界位置，如圖10-4-3 (b)所示，設計采用在拐角處每隔1-5 m打輪廓線鉆孔，均勻少量裝藥，使爆破以后形成較好的最終邊界。

    圖10-4-3    在采掘邊界內、外側剝離時炮孔布置圖

    ●標準間距的預裂孔；○導向和輪廓線孔

    圖10-4-4    預裂爆破孔裝藥示意圖

    1-導爆索；2-藥卷；3-底藥

    （三）爆破

    設計線裝藥密度2.6 kg/m，傾斜炮孔深度11 m，裝藥高度7.6 m，采用藥包直徑100 mm的銨梯炸藥作為藥卷不耦合裝藥，不耦合系數1. 25，藥包直徑80 mm，藥包長度50 cm，每包藥卷重2.5 kg，每孔裝藥量20 kg，共需8個藥包。采用間隔柱狀裝藥。設計采用導爆索每隔50 cm纏繞一個藥包固定。用黃土或流動性很強的砂子當作充填物。充填時上下輕輕地拉動導爆索，以便填實藥卷之間的空隙。實踐證明，如果藥卷之間不充填，則有可能在炮孔全深未能實現預裂之前，爆生氣體有可能會沿著巖層中的裂隙逸出，同樣，爆生氣體也有可能沿裂隙涌向孔壁，從而造成超挖。由于每孔起爆藥量較小，在整個炮區的預裂孔的爆破中，設計采用導爆索同時起爆藥量。預裂孔裝藥結構見圖10-4-4。

    （四）采裝

    輪廓線以外正常剝離區采用WK-4型電鏟10 m段高整層開采，在接近臺階坡面處，采用和礫石臺階相同的清幫方式，用液壓反鏟修整邊幫進行分次降段，每5m降一次，分二次降段采全高。

    （五）運輸

    在正常剝離區用42 t汽車配合電鏟進行采裝運輸。在用反鏟進行清幫時，由于工作面狹小，車輛很難掉頭，需要修建簡易的運輸溝道使運輸車輛能進入臺階修整工作面。因此，設計采用15 t自卸載重汽車配合液壓反鏟進行運輸。

    在完成了第一個10 m臺階的清幫以后，由于要形成連續30 m高的大坡面，同時，由于沒有足夠的穿孔作業空間，鉆機無法在緊貼著臺階坡面穿斜孔，所以，只能采用如圖10-4-2所示的垂直預裂孔的爆破方法，根據臺階坡面不同位置所處的孔深，設計采用打不同深度的垂直孔加以控制，在預裂孔和垂直深孔（主爆孔）之間加一排緩沖孔，繼續采用預裂爆破法來控制第二個、第三個10 m段的臺階坡面，使炸藥的爆轟作用剛好影響到臺階坡面。對于所出現的三角巖體，可根據巖體性質和爆破以后巖石的松動情況加以處理。

    二、爆破效果評價

    根據現場爆破效果觀察，在首采區南部最終邊幫+820～+790水平的清理和修整中，第一個10 m段采用了打傾斜鉆孔進行預裂爆破法形成了很好的臺階坡面，裂縫寬度、不平整度、殘留孔痕都基本上達到了設計要求。根據對振動影響監測結果分析表明，減震效果比以往的爆破振動明顯，震速值遠遠低于所規定值，房屋震感很小，幾乎感覺不到振動。由此可以說明，在具備了穿孔設備作業空間及邊幫巖體構造簡單、均質、致密的條件下，對于最終邊幫的清理和修整，應采用預裂爆破法對邊幫加以控制和保護。根據不同的巖性，在有條件的情況下，應盡可能地在最終邊幫的臺階坡頂處打密集的傾斜鉆孔，在主爆區爆破前先爆，沿預裂孔連線方向形成裂縫，使主爆區爆破后產生的爆生氣體從裂縫中逸出，不至于對形成的臺階坡面產生破壞作用，從而形成比較規整的臺階坡面。這樣做的目的可以大大減少邊幫的清理工作量，保持邊幫長期穩定，其爆破效果是比較好的。在沒有穿孔作業條件的工作面，也可采用打垂直預裂孔的辦法進行預裂爆破。對于受各種條件的限制，在基巖臺階的最終邊幫處，無法采用控制爆破以達到保護邊坡的邊幫地段，采用其他爆破方法，要想達到和采用控制爆破法相同的爆破效果顯然是不現實的。