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    重庆爆破期刊

露天深孔爆破大块率的产生与控制

 

重庆同益拆迁爆破有限公司   毛永利   刘仁亮

随着爆破作业需求的提高,钻孔机械设备和技术水平也出现了历史性发展变化,改变了以往露天爆破浅孔一统天下的局面,露天深孔爆破逐渐成为露天矿山开采、爆破级配石料等重要的生产工艺和爆破技术手段。而爆破质量和效果直接影响到铲装作业效率、采掘进度及破碎机的正常运行,因此大块率问题客观地成为了深孔爆破必须研究的重要课题。通常情况下,爆破质量和效果是从爆破大块率、爆堆高度及底部是否平整等现象加以判断,而深孔爆破时大块率偏高是露天矿山开采、爆破取料作业中普遍存在的问题,一旦大块率偏高,就会严重影响到整个生产和施工的正常进行,增加二次爆破工作量,加快破碎机系统的损耗,增加工程成本。

一、大率的定及算方法

大块的判断是根据矿山开采、筑坝等过程中铲装、运输及破碎设备、工程技术等规格要求而决定的,超过要求尺寸的块度即为大块,测定大块的方法有多种,一般采用体积法统计,即实施二次爆破的大块总体积与爆破总体积之比来确定大块率。

一次台段爆破大块率由下式计算:

D=(V1+V2+……+Vn)/V总×100

D?台段当次爆破的大块率,%

V1V2 ……Vn?当次爆破中大块的逐个体积(立方米)

V总?当次爆破的台段总体积(立方米)

二、产生大块的原因分析

(一)爆破时前排炮孔和炮孔充填上部位置容易产生大块,因为台段上部及前部受前次爆破的破坏,而产生较多裂隙,爆破时裂隙很容易松动、扩张,爆炸冲击波的能量会因此衰减过快。

(二)通过调查统计,目前行业内基本上都采用清渣爆破,每一次清碴过分彻底,造成前排部分在爆炸时无阻碍物,一部分爆炸能量只用于前排大块的向前运动而未用于破碎做功,爆破后的大块因前方临空而无挤压和碰撞,所以容易出现大块。

(三)露天中深孔、深孔爆破的充填深度受爆破安全距离、噪音控制等因素制约,爆破时炮孔充填上端部位岩层由于炮孔装药重心偏低,所获得的爆炸能量不足也易出现大块。

(四)孔网面积或台段前部抵抗线等爆破参数选取不合理(偏大),造成炸药单耗过低,炮孔中间及台段前底部也会由于爆炸能量达不到要求而产生大块。

(五)在特殊岩层位置,如边坡、削顶爆破,地质构造复杂,有断层、裂隙、节理及层理发育地段实施爆破,一方面,断层、裂隙产生了消耗爆炸能量的负面作用,爆炸应力波快速衰减,甚至阻断。另一方面,过厚的土质夹层也会减弱爆炸冲击波和爆生气体破碎岩石的能量,夹层中的岩石在还没来得及破碎的时候就会被推到爆堆中而形成大块孤石。

三、降低大块率的主要技术措施

(一)在爆破前,认真观测当次爆破区域,从岩层结构、倾角、破碎带构造是否存在裂隙等情况来选择合理的孔网参数、装药结构、炸药单耗及起爆顺序等,如遇地质复杂区域,还需查证地质勘探资料予以核实。

(二)选取合理的炸药单耗,炸药单耗是控制爆破效果的重要参数之一,偏大会造成爆体抛撒范围扩大,容易产生飞石,安全系数降低,同时增加爆破施工成本,偏小便会产生大块,确定当次爆破单耗前,应从爆破成本、二次爆破量、铲装效率、运输、破碎系统以及工程技术具体要求来综合考虑,使整个工程成本降到最低。炸药单耗应根据不同地质条件做相应确定和调整。

(三)采用大孔距、小抵抗线(小排距)布孔,合理调整孔网参数。改变短孔距、宽排距的传统设计,采用毫秒微差爆破技术,要特别关注的多排微差爆破时的抵抗线与孔网间距的参数确定。从改善爆破质量方面考虑,抵抗线越小越好,但会减少单孔爆破面积。在台段高度一定的情况下,根据当次确定的炸药单耗,爆破区域的体积(孔网面积)必须保持不变。因此,减少抵抗线(孔间排距)就必须增大孔间距。这样爆破效果就会随着孔网的密集系数的增大而得到相应提高。孔网密集系数计算公式如下:

m=a/w(b)

m?炮孔密集系数

a?炮孔间距(米)

w?底盘抵抗线(米)

b?炮孔排距 (米)   

(四)综合考虑采用留渣毫秒微差挤压爆破技术,但留渣挤压爆破是在牺牲爆堆高度的前提下才能采用的一种措施。即:前次爆破后的爆堆只能铲装前部分,保留后方爆堆作为下次爆破时的留渣宽度。留渣上部宽度一般控制在24m。因此,后方爆破区域自由面方向的大块会因为爆破时受到前方预留爆堆的挤压作用,使其受到的动能转化为破碎功而进行辅助破碎来达到进一步降低大块率的目的。

(五)综合考虑岩石单耗、单孔药量、爆体粒径、安全堵塞长度、炸药成本计算等因素,应用管道聚能效应底部采用竹筒或其它管道类器材代替实际装药,其它部位采用空气间隔装药,或者底部采用实际装药、其它部位采用空气间隔装药,达到整个单孔装药及爆能在被爆岩体中分布均衡,以最大限度实现被爆岩体粒径符合工程级配要求。

 







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