聚能爆破技術(shù)在會(huì)寶嶺鐵礦大塊礦石二次爆破中的應(yīng)用

葛程 顧新宇 劉繼發(fā)

（臨沂會(huì)寶嶺鐵礦有限公司，山東臨沂 277712）

聚能爆破技術(shù)在會(huì)寶嶺鐵礦大塊礦石二次爆破中的應(yīng)用

葛程 顧新宇 劉繼發(fā)

（臨沂會(huì)寶嶺鐵礦有限公司，山東臨沂 277712）

在大塊礦石二次爆破破碎過程中，引入聚能爆破技術(shù)，通過聚能藥包的使用，大大減少了單次爆破的炸藥使用量，節(jié)約了爆破成本和作業(yè)時(shí)間，對(duì)于提高出礦效率有明顯的效果。本文介紹了該技術(shù)在會(huì)寶嶺鐵礦的應(yīng)用。

聚能爆破；大塊礦石；二次破碎

1 引言

會(huì)寶嶺鐵礦是一個(gè)資源儲(chǔ)量大、品位較低的大型鐵礦，目前控制、推斷和深部推斷的資源總量約1.73億噸，礦石平均品位TFe31.34%，mFe18.81%，資源儲(chǔ)量可靠。鐵礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為300Mt/a，是山東省內(nèi)冶金行業(yè)第一個(gè)300Mt/a的礦山，設(shè)計(jì)服務(wù)50年。

在會(huì)寶嶺鐵礦礦石開采爆破中，由于地質(zhì)構(gòu)造影響、爆破參數(shù)不當(dāng)及炸藥性能不良等原因，不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定量的大塊礦石，這些大塊進(jìn)入溜破系統(tǒng)前必須進(jìn)行二次破碎處理[2]。

2 現(xiàn)有大塊處理方法

普遍采用普通裸露藥包爆破法，此法炸藥用量大、單耗高、爆能利用率低，特別是對(duì)巷道等底部結(jié)構(gòu)工程的破壞性大。與此同時(shí)裸露爆破過程中產(chǎn)生的沖擊波和碎石飛濺等問題也給現(xiàn)場(chǎng)安全管理帶來了一定的困難[1]。

3 聚能藥包設(shè)計(jì)

聚能爆破主要利用炸藥爆破的聚能效應(yīng)，柱形藥包爆炸后，爆轟產(chǎn)物沿近似垂直于藥柱表面方向向四周飛散，作用在物體上的僅僅是藥柱一端的爆轟產(chǎn)物。爆轟產(chǎn)物先向空穴軸線位置聚集，形成聚能氣流，由于聚能氣流的高能量密度，使其做功能力加大[3]。

3.1 炸藥的選擇

炸藥是聚能爆破的能源，因此其性能是影響聚能威力的基本因素。按照流體力學(xué)理論，炸藥的爆轟壓力PCJ是爆速D和裝藥密度ρ0的函數(shù)，即

由此可知，炸藥的爆速對(duì)爆轟壓力大小的影響要比裝藥密度大得多。為此，為提高藥包的聚能，必須用爆速高、猛度大的炸藥。

3.2 藥包形狀設(shè)計(jì)和幾何參數(shù)計(jì)算

在確定藥包的結(jié)構(gòu)形狀時(shí)，既要使裝藥重量最輕，又要使破巖效果好，這就要求選擇合適的裝藥形狀和結(jié)構(gòu)。在整個(gè)的聚能藥包中，參與形成聚能射流的炸藥，僅僅是靠近藥罩的一定厚度的炸藥層，即有效炸藥層[4][5]。

聚能藥包的破巖深度與裝藥直徑和高度有關(guān)，一般不大于3倍的裝藥直徑，根據(jù)具體幾何參數(shù)可根據(jù)表1計(jì)算：

表1 圓柱形聚能裝藥幾何參數(shù)表

3.3 大塊礦石聚能藥包設(shè)計(jì)

聚能藥包破碎大塊巖石的特點(diǎn)是：不需要鉆孔，施工簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度比淺孔爆破法快，安全性比裸露藥包法好，勞動(dòng)強(qiáng)度比淺孔爆破法低。由于二次破碎藥包使用數(shù)量較大，金屬藥型罩的加工費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，一般不采用。

經(jīng)測(cè)定，會(huì)寶嶺鐵礦的礦石堅(jiān)固系數(shù)f=7～12，結(jié)合表1，設(shè)計(jì)制作了500g和800g兩種聚能藥包，具體參數(shù)如下：

表2 兩種聚能藥包的規(guī)格和性能

4 結(jié)論

通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，使用聚能藥包與普通裸露放糊炮相比，單次爆破可降低炸藥使用量達(dá)50%以上。從現(xiàn)場(chǎng)破碎效果來看，使用聚能藥包時(shí)，大塊礦石全部能夠達(dá)到預(yù)期破碎效果，爆破過程中幾乎無飛石產(chǎn)生。較普通裸露爆破法大大提高了出礦效率。

聚能爆破較普通打眼爆破方法，每次爆破所用時(shí)間減少約80%，在爆破時(shí)將藥包上面覆蓋特制的注滿水的塑料袋，爆破時(shí)可在大塊周圍形成水霧，起到了降塵的作用，可大大減少粉塵的危害。

[1]謝源，劉慶林等．聚能藥包進(jìn)行巖石二次破碎的實(shí)驗(yàn)研究[J]．有色金屬（礦山部分），2001（2）：21～23.

[2]《采礦手冊(cè)》編委會(huì)．采礦手冊(cè)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1990.

[3]袁節(jié)平，徐建平．聚能藥包破碎大塊的實(shí)驗(yàn)研究[J]．礦業(yè)研究與開發(fā)，2002（3）：47～48.

[4]汪旭光等．爆破設(shè)計(jì)與施工[M]．北京：冶金工業(yè)出版社. 2012.11:548～550.

[5]陳開翔．聚能爆破在某露天礦的應(yīng)用與研究[J]．化工礦物與加工，2008（8）：30.

葛程,畢業(yè)于江西理工大學(xué)安全技術(shù)及工程專業(yè)，注冊(cè)安全工程師,爆破工程師,主要從事礦山地下開采安全管理工作。

TD235

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1003-5168(2014)04-0057-01