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逐孔起爆技術在露天礦山運用研究

發布日期:2019-09-23  瀏覽次數:189
 摘要:礦山爆破受到的影響因素很多,而且其具有十分復雜的內在規律,是兩者綜合作用的過程。把握和捕捉好這一作用規律可以很好的改善礦山爆破的效果,還可以降低礦山爆破的生產成本。在當前礦山爆破的復雜內在關系形式下需要在理論和方法上進行進一步的研究創新。逐孔爆破技術以其獨有的特點被廣泛的應用于礦山爆破之中。其起爆網絡鋪設是以高強度和高精度的復合導爆管毫秒雷管為起爆和傳爆元件的。應用了高段位的延時毫秒雷管在孔內進行起爆,在孔外則采用低段位延時毫秒雷管連接分散螺旋狀的其采用的起爆順序,是一種實現單孔孔問微差起爆的先進爆破技術。 
中國論文網 /1/view-4985104.htm
  關鍵詞:逐孔起爆技術;露天礦山;應用研究 
  引言 
  逐孔爆破技術能夠明顯的降低礦山爆破震動,能夠顯著的提高爆破效果。在我國露天礦中的采用比較廣泛。 
  1.逐孔起爆的概述 
  1.1逐孔起爆含義 
  在爆區內炮孔位于同一排,起爆點按照設計好的延期時間依次起爆,與此同時,炮孔位于爆區排問的另一延期時間依次向后排傳爆,使得相鄰起爆炮孔的起爆時間在爆區內相繼錯開,分散的螺旋狀是起爆順序的形式,這種技術被稱為逐孔起爆技術。 
  1.2逐孔起爆技術的特點 
  采礦工作的重要組成部分是爆破工作,爆破振動和效果受到爆破器材質量的影響,爆破參數,起爆順序,巖石性質和節理裂隙等因素對其也有影響。在爆破現場,很多不可預知的因素,經常導致爆破效果及爆破振動不可控制。 
  然而,在相同的條件下爆破,巖石爆破破碎的動態過程決定了每個孔中的起爆順序,以保證的各個孔之間的精確毫秒延期,充分利用爆炸能量來改善爆破的效果,與此同時使爆破地震效應得到降低,通過創造炮孔自由面來實現爆炸應力波的多次反射,從而加強巖石在相鄰炮孔之間的碰撞,使爆破的效果得到了很大程度上的改善,均勻了破碎塊度,減少了大塊和底根的數量。 
  1.3孔起爆網絡的設計原則及方法 
  1.3.1起爆走時線原則 
  在逐孔爆破技術被應用于礦山的爆破作業時,整排或者整列的推進方式不是爆破過程中使用的推進方式,而其推進方式是排和列在一定的角度上進行推進。在推進時起爆走時線是指位于同一角度上的爆破質點組成的曲線。 
  1.3.2三角形布孔的原則 
  在露天礦臺中,為了確保起爆參數的合理性,炮孔的布置和起爆的順序決定了多排孔微差爆破的起爆參數。通過這個順序的起爆,會使炮孔爆破出現自由面形狀。 
  如果ADB平面漏斗能在炮孔D爆破時形成,那么當一個三角形AFB存在于AB平面時,當DB>DF條件滿足時,ADBF漏斗就可以形成。AFB自由面上由于受到凸面AFB的存在,DB線方向上的最大阻力與個點的阻力差不多,就會在炮孔D爆破時避免爆破氣體過早飄散,從而能夠使爆破能量得到更加充分的利用,進一步加強了漏斗內巖體的破碎作用。 
  1.3.3增減排原則 
  為了確保地表網絡延時累加后分配的被起爆的時刻的唯一性和在“最小抵抗線”定理下的有序性,逐孔起爆網絡設計要保證各個炮孔起爆達到要求。這時增減排原則在起爆網絡設計中的作用就得到了體現。如果在設計中雁行列設定的孔數不一致,使控制排不能夠直接進行連接,就需要有相應的孔來進行單獨成列并與前列相對應,同時還要保持控制排平行于連線的連接。 
  1.3.4虛擬孔原則 
  為了在現場的實際施工中解決不規整爆破作業面,進行起爆網絡設計時因某個孔的缺失而導致的地表起爆網絡延期時間的混亂問題,要采用虛擬孔的設定原則來假象有孔設計時的地表起爆網絡設計,達到延期時序的正常進行。 
  2.工程概況 
  本次逐孔起爆技術應用研究在海口礦一采區中東采場進行。采場長1350m,寬225m,封閉圈標高+2460m。目前生產水平:2460m水平、2450m水平、2440m水平。設計臺階高度10m,φ150潛孔鉆穿孔,孔徑φ150mm,孔深12±0.5m,孔網參數5.5m×6m。孔內裝藥為2號巖石乳化炸藥。起爆系統:原先采用國產第一系列非電毫秒延期雷管2段和4段;現在試驗應用云南燃一爆破器材公司的燃鳴高精度導爆管雷管(標準延期時間:17ms、25ms、65ms)以云南燃-電磁雷管起爆。 
  3.強化穿孔質量工作 
  海口磷礦2440m水平以上屬于典型的土夾石結構,上部硬時,爆后上部易出現大塊。如果一次爆破效果不好,第二次爆破處理就難度非常大,安全風險及成本將大幅上升;下部硬時,容易出現結底,挖掘時出現底部工作面不平整而無法推進,同時會造成下一工作臺階穿孔工作時工作面平整的量大大增加,成本也隨之上升;中部硬時,易出現大塊率上升,導致挖掘機挖掘困難,使挖掘效率下降,成本上升。 
  海口磷礦通過強化穿孔質量工作解決以上問題: 
  (1)上鉆機前先將場地推平,推出硬底,以防止塌孔或孔深不夠,保證合理的邊眼距; 
  (2)邊緣第一排炮孔根據邊坡坡面角合理選擇傾斜孔角度,有效避免邊坡隔墻的產生; 
  (3)布孔員按要求布孔,特殊孔網地帶做到交代清楚,保障穿孔控制在設計要求范圍內; 
  (4)出現廢孔或不符合孔深必須補孔; 
  (5)爆破工作前認真設計,嚴格控制單耗,爆破時認真執行工作標準,加強操作質量。 
  4.對爆破作業的危害的控制 
  爆破地震、飛石、空氣沖擊波和毒氣是爆破工程的四大公害,在爆破工程施工中要對其進行嚴格控制。在露天礦山開采中,由于其環境的復雜,使爆破地震波成為了最主要的公害。 
  當前國家對爆破安全標準中爆破地震控制盒地震波計算公式進行了明確的規定,爆破的地震控制也受到了人們的普遍關注,但是爆破地震存在巨大的隱蔽性,影響因素極為復雜,爆破地震的大小直接受到爆破設計、地質和地貌、爆破器材的質量、爆破工程的現場管理和操作等因素的影響,使得絕大部分的爆破工程部能很好的對爆破地震進行監測,進而導致了爆破地震事故的發生。   本露天礦輕微爆破地震事故的發生率大約為2%。人的感官很難精確區分爆破地震的大小,所以要用儀器進行精確的測量,同時爆破工程有后效的特點,就加大了對爆破工程審批和爆破事故處理的要求。 
  5.孔間與排間逐孔延期時間的選擇 
  逐孔起爆的延期時間,也分孔間延時與排間延時。通常認為:孔間延期決定塊度,排間延期決定爆堆松散度。根據經驗,孔問延期取4-7ms/m,排問延期取14-22ms/m,較為合適。經過計算,5.5×6m的孔網,端部引爆采用25ms×65ms組合,中部引爆采用17ms×25ms×65ms組合,起爆網絡聯線示意圖分別見圖2、圖3。 
  6.爆破震動 
  海口磷礦中東采場部分最終邊幫位于地質情況復雜區段,且高度較大(目前最大高度110m),對爆破地震反應強烈;采剝車間VOLVO礦用自卸卡車停車場、挖掘機修理廠以及三水源水泵房等重要的工業廠房位于露天采場邊緣,距爆區的最小水平距離約150m,其對爆破震動反應亦很敏感,因此,解決爆破震動過大問題成了當務之急。為了確保安全生產,對比其他礦山逐孔起爆方式在降震方面的表現,以及企業自身的實際情況,今年準備完成對爆破振動相關數據的測試工作,定量評價爆破震動等級,以便采取相應措施。 
  7.爆破效果及經濟性評價 
  從最近幾次爆破情況看,云南燃一爆破器材公司的燃鳴高精度導爆管雷管與逐孔起爆方式的應用,對爆破效果也有一定程度的改善。底根和大塊有所減少,由原來的8%降低到<5%;爆堆松散度也有所改善,挖掘機效率明顯提高,以沃爾沃EC700液壓挖掘機為例,在逐孔起爆前裝車效率為340m3/h,實施逐孔起爆后裝車效率為380m3/h;爆破后沖明顯減小;爆破震動速度大幅度降低。最重要的是,可以避免因普通導爆管雷管延期精度低而導致的重炮現象,杜絕爆破地震事故。 
  在穿爆成本的構成因素中,占主體的是炸藥成本和穿孔成本,利用高精度導爆管雷管和逐孔起爆技術優化孔網參數后,可以改善爆破效果,減少大塊和底根,提高鏟裝效率,使采礦綜合成本有所降低。海口磷礦原來使用2段和4段毫秒延期雷管孔網參數為5m×5m,采用逐孔起爆技術后孔網參數調整為5.5m×6m,僅穿孔成本可節約15%以上;同時爆破地震強度的明顯減弱,確保了礦山安全生產和附近重要建構筑物的安全。 
  8.結語 
  逐孔起爆技術的初衷,是降低最大段起爆藥量,減小爆破地震強度,保證爆破地震安全。隨著高精度導爆管雷管及逐孔起爆技術逐步取代傳統的普通非電雷管排問微差爆破技術,將是礦山發展的必然趨勢,若將其與礦山生產的爆破參數優化、高精度導爆管雷管器材的使用、孔問爆破應力波疊加原理相統一,必將推動爆破技術的進步。 

 
關鍵詞: 采礦
 
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