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      大孔距小排距技術在中深孔爆破中的應用

      2013-03-22 09:16:06劉海瑞
      建材世界 2013年6期
      關鍵詞:孔距裝藥量炮孔

      張 平,劉 松,劉海瑞

      (1.淄博市鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)建筑材料服務公司,淄博255000;2.武漢建工第一建筑有限公司,武漢430023;3.兗州中材建設有限公司,兗州250100)

      露天中深孔爆破孔網參數(shù)包括:孔徑、孔深、超深、底盤抵抗線、孔距、排距、堵塞長度和單位巖石炸藥消耗量等[1]。優(yōu)化爆破參數(shù)可提高礦巖爆破效果、保證生產安全、降低爆破成本、提高經濟效益[2]??拙嗪团啪嗍强拙W參數(shù)中兩個至關重要的參數(shù),直接影響著炸藥能量利用率和爆破效果。因此,優(yōu)化孔距和排距對露天中深孔爆破具有重要的意義。

      1 工程概況

      山西桃園東義水泥有限公司石料生產線位于呂梁市中陽縣枝柯鎮(zhèn)南大井村,礦山緊鄰省道S340線。該礦山坡度起伏不大,巖石節(jié)理面明顯,節(jié)理裂隙發(fā)育,局部有泥質,屬于典型的石灰石礦山地貌。礦山生產能力為4 000t/d。一次爆破方量為6 000m3,設計臺階開采高度為15m。要求爆破后塊度小于1m但不宜太碎。爆破區(qū)正前方30m處為破碎設備,爆破時需考慮破碎設備的安全。

      2 孔排距影響因素

      孔距和排距主要與炮孔直徑及炸藥單耗有關,還受到地質條件、礦巖性質、抵抗線、炮孔深度、堵塞長度、炸藥品種、裝藥長度、裝藥結構、起爆方式等因素的影響。當炮孔直徑、炸藥單耗和其它影響因素一定時,孔距和排距成反比關系,即當孔距減小時,排距增大,孔距增大時排距減小。不同的孔排距爆破效果不同??赏ㄟ^不斷地“選擇—計算—試爆—調整”來尋找爆破效果較好的孔排距[3-5]。

      3 孔排距計算方法

      根據(jù)巖石爆破理論前排炮孔起爆后為后排炮孔創(chuàng)造了臨空面,每排炮孔所裝的炸藥承擔的爆破方量應該為兩排炮孔間的巖石體積。為了在滿足破碎效果的同時,保證生產安全、減少炸藥消耗量,需要使炮孔實際裝藥量與承擔的爆破方量所需要的炸藥量相等[6-7]。采用連續(xù)裝藥結構時,假設單孔裝藥量為Q1,每個炮孔擔負的爆破方量所需的炸藥量為Q2,那么有

      式中,D為炮孔直徑,m;H為臺階高度,m;α為炮孔傾斜角;h為炮孔超深,m;hd為堵孔長度,m;γ為炸藥容重,kg/m3。

      式中,q為單位巖石炸藥消耗量,kg/m3;a為孔距,m;b為排距,m;其余符號意義同前。

      為滿足炮孔實際的裝藥量與承擔的爆破方量所需要的炸藥量相等,所以有

      將式(1)、式(2)代入式(3)式整理得

      當炮孔直徑、炸藥單耗和其它影響因素一定時,式(4)右端為常數(shù),令該常數(shù)為S,則有

      S即為單個炮孔負擔的爆破面積,從式(5)很容易看出孔距與排距間的反比關系。

      4 孔排距優(yōu)化方案及效果

      4.1 優(yōu)化前的孔網參數(shù)及主要問題

      4.1.1 孔網參數(shù)

      礦山使用的炸藥為乳化炸藥,采用連續(xù)裝藥結構,孔底起爆,具體的爆破參數(shù)見表1。采用多排孔毫秒加強松動爆破技術[8-9],排間順序起爆,用導爆管雷管裝藥、連線,最后用瞬發(fā)電雷管起爆??變扔?段導爆管毫秒延期雷管,孔外用2段導爆管毫秒延期雷管,排間用5段導爆管毫秒延期雷管。起爆網路見圖1。

      表1 優(yōu)化前的爆破參數(shù)

      4.1.2 主要問題

      2012年前,礦山主要采用上述孔網參數(shù)進行爆破。由于孔距相對較小,單孔裝藥量不高,導致同一排炮孔間的巖體破碎不完整,易形成根底,且大塊率較高,平均超過10%,開挖困難,增加了二次破碎的工作量,使得總體成本變高,對礦山經濟效益造成了不良影響;排距較大,前排炮孔破碎巖石強烈擠壓后排炮孔,在抵抗線方向上巖石過分破碎,形成粉礦,造成資源浪費。

      4.2 優(yōu)化方案及效果

      4.2.1 方案

      針對上述孔網參數(shù)存在的主要問題,借鑒國內外同類礦山的技術指標和工程經驗,決定選用大孔距小排距的爆破技術來優(yōu)化孔網參數(shù)。根據(jù)式(4)和式(5),在增大孔距的同時相應的減小排距,通過多次現(xiàn)場試驗,比較爆破效果,最終確定較佳的孔網參數(shù)見表2。

      表2 優(yōu)化后的爆破參數(shù)

      4.2.2 效果

      增大孔距,使得單孔裝藥量提高,有利于同一排炮孔間的礦巖充分破碎,降低了大塊率(平均為7.5%),也減少了根底;減小排距,使得各排炮孔的破巖范圍減小,減弱了爆破過程中礦巖間的相互擠壓,避免了在抵抗線方向上的過分破碎??傊?,改變孔網參數(shù)后,礦巖破碎塊度均勻(如圖2所示),根底減少,降低了爆破成本,提高了經濟效益。

      5 結 語

      通過理論計算和現(xiàn)場試驗,取得了大孔距小排距技術在中深孔爆破中的一些應用經驗。對于該石灰石礦山,當孔距為4.8m,排距為3.5m時,爆破塊度均勻,根底少。該技術在減少爆破成本的同時,保證了爆破效果,值得在同類礦山推廣應用。

      [1] 孟海東,李 家,宮玉成.黑岱溝露天煤礦1185水平臺階爆破設計實踐[J].爆破,2013,30(2):104-105.

      [2] 張 鑫,舒大強.寬孔距爆破法數(shù)值模擬及破巖機理分析[J].爆破,2012,29(4):42-45.

      [3] 李 萍,柯 波,趙 菲.小東溝鉬礦最優(yōu)崩礦步距研究[J].爆破,2013(2):67-72.

      [4] 董中虎.露天深孔爆破孔間距的計算與調整[J].西部探礦工程,2002(4):81-82.

      [5] 喬建軍.露天礦山爆破振動測試及分析[J].銅業(yè)工程,2013(2):46-48.

      [6] 康 斌.蟒山水泥礦山爆破參數(shù)優(yōu)化實踐[J].建材世界,2012,33(1):82-83.

      [7] 林建章,陳慶凱,黃國泉,等.露天礦山爆破效果對開采成本的影響研究[J].銅業(yè)工程,2013(3):33-37.

      [8] 魏連春.大孔距小排距的孔網參數(shù)在中深孔爆破中的應用[J].天津冶金,2003(4):18-19.

      [9] 李先軍,李恒勇.空氣間隔裝藥在水泥礦山爆破中的應用[J].建材世界,2011,32(6):143-145.

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