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      降低露天爆破炸藥單耗有效途徑探析

      2015-05-30 07:43:19李興葉
      科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年34期
      關(guān)鍵詞:炸藥途徑

      李興葉

      摘 要:露天巖體的爆破中,炸藥是作業(yè)施工中的必須品。但一般情況下炸藥損耗大,并且效果差,爆破后巖體大塊物質(zhì)過(guò)多,基本需要進(jìn)行二次爆破,這就使得爆破炸藥單耗過(guò)多,增加了開(kāi)采成本。近年來(lái),我國(guó)對(duì)于露天巖體開(kāi)采一直進(jìn)行研究,對(duì)于爆破的各項(xiàng)參數(shù)嚴(yán)格控制,優(yōu)化技術(shù),控制爆破炸藥損耗。文章針對(duì)現(xiàn)有露天爆破技術(shù),探討降低爆破炸藥單耗的有效途徑。

      關(guān)鍵詞:露天爆破;炸藥;途徑

      爆破的方法不同,爆破的參數(shù)也不盡相同。詳細(xì)了解爆破參數(shù)是保證爆破炸藥單耗的前提,并且露天巖體的爆破工程量大,所需炸藥多,合理控制爆破炸藥單耗是節(jié)約開(kāi)采成本的表現(xiàn)。并且有效地控制爆破炸藥單耗也可以降低露天開(kāi)采的風(fēng)險(xiǎn)、提高安全指數(shù)。

      1 工程實(shí)例

      河北鋼鐵集團(tuán)有四個(gè)露天礦場(chǎng),其中一個(gè)IIIa礦場(chǎng),采空區(qū)長(zhǎng)360m,寬22m,高60m,體積約為48萬(wàn)立方米,由于長(zhǎng)久開(kāi)采,底部巖體松動(dòng)。為防止巖體坍塌,而后的開(kāi)采過(guò)程需要多段微差爆破,對(duì)于各項(xiàng)爆破參數(shù)要求精準(zhǔn)。但是在后期開(kāi)采中,爆破炸藥單耗大,并且不能很好的維系安全性能。

      1.1 爆破炸藥單耗大的原因

      1.1.1 孔網(wǎng)參數(shù)不合理

      對(duì)于此項(xiàng)工程設(shè)計(jì)時(shí)的孔網(wǎng)參數(shù),認(rèn)定抵抗線(xiàn)1.6m,孔底距2m,密集系數(shù)1.2的方案,但是此種方法適合含量大的礦場(chǎng),于此礦實(shí)際不符。根據(jù)現(xiàn)有探測(cè),這種方式抵抗線(xiàn)大、密集系數(shù)大,致使每米爆破炸藥單耗增大。

      1.1.2 孔徑過(guò)大增加消耗

      根據(jù)已有抵抗線(xiàn)、孔底距的參數(shù),按照公式d=w/(25~30)求得所用孔徑空間為54~64mm,而現(xiàn)在所用孔徑是60mm,孔徑過(guò)大,致使裝藥量增多,增加了每米爆破炸藥損耗。

      1.1.3 裝藥結(jié)構(gòu)不合理

      原有設(shè)計(jì)采用孔底起爆的方式,但是卻致使孔口堵塞,并且較之孔口起爆,它的起爆更長(zhǎng),爆破炸藥單耗過(guò)大。并且這種裝藥方式在爆破的過(guò)程中,需要更多的孔底能量,但在運(yùn)行時(shí),難免造成能量不均,使得能量浪費(fèi),又增加了炸藥的損耗。

      1.2 改進(jìn)措施

      1.2.1 孔網(wǎng)參數(shù)修改

      由于現(xiàn)有開(kāi)采需要崩落基巖,所以孔底距不能過(guò)小,否則爆破時(shí)容易因炮孔太小出現(xiàn)事故,并且為了保持圍巖的穩(wěn)定性,應(yīng)該減小抵抗線(xiàn)至1.2m,孔底距2m,這樣可以不僅提高每米爆破量,也能增加安全性。

      1.2.2 孔徑最優(yōu)

      想要減少爆破炸藥單耗,需要降低孔徑,爆破的效果主要在炸藥的瞬間爆發(fā)力。原有孔徑裝藥量約3.5kg/m,減小孔徑雖然會(huì)降低爆速,但只要保證炸藥的瞬間爆發(fā)力,也可以取得良好的爆破效果,從而減少損耗。

      1.2.3 完善裝藥結(jié)構(gòu)

      孔底起爆造成的堵塞可以通過(guò)改變裝藥方式進(jìn)行改善,在邊孔位置及中間孔進(jìn)行分隔間縫裝藥。邊孔裝藥多,其它孔裝藥少,中間間隔進(jìn)行填充物堵塞,減少爆孔裝藥過(guò)度集中的情況,可以減少爆破炸藥單耗量。

      2 有效途徑

      2.1 孔網(wǎng)參數(shù)合理

      孔網(wǎng)參數(shù)是爆破過(guò)程中首要計(jì)算的,想要降低炸藥單耗,需要對(duì)爆破面積進(jìn)行合理計(jì)算。因?yàn)楦黝?lèi)巖體的結(jié)構(gòu)參數(shù)不一,同等炸藥爆破面積的效果不同(下表1是各類(lèi)巖體適合的爆破炸藥單耗量),并且根據(jù)對(duì)孔底距與抵抗線(xiàn)的調(diào)整,可以擴(kuò)大應(yīng)力波對(duì)巖體裂縫的壓力,使得孔底爆破的時(shí)間增加,從而爆破面積更全面,巖體粉碎的徹底,爆破效果提高,從而降低炸藥單耗。

      2.2 微差爆破

      這種方式通過(guò)雷管各段的起爆時(shí)間存在間隔,可以使底部先起爆,在造成一定的自由面后,以毫秒的時(shí)間延期爆破,有效地控制了爆破的效果。一般露天爆破都采用扇形中深孔爆破,如圖1所示。這樣可以使底部的爆孔先起爆,先起爆的地方造成的應(yīng)力波沖擊大,促使前面的爆孔繼續(xù)引爆,并且在應(yīng)力波的作用下開(kāi)闊了巖體縫隙,使巖體發(fā)生分離,增加了爆破空間。而先引爆的炸藥在余力仍未消失前,與后引爆的炸藥的應(yīng)力波相結(jié)合,可以增強(qiáng)破碎巖體的效果,減少大塊物質(zhì),并且由于炸藥的先后爆炸間隔,可以不斷增加自由面,從而降低炸藥單耗量。微差爆破主要優(yōu)點(diǎn)就是在爆破時(shí)的應(yīng)力波振動(dòng)小,可以控制地震效應(yīng),穩(wěn)定作業(yè)安全。

      2.3 裝藥結(jié)構(gòu)

      一般露天巖體開(kāi)采,采用中深孔爆破方式,原有裝藥方式是根據(jù)起爆順序全孔裝藥,直接將炸藥作為堵塞,這樣不僅浪費(fèi)炸藥,而且由于爆破時(shí)應(yīng)力作用的大小不一,爆破的能量也不同??椎撞糠直緫?yīng)由很大爆破力來(lái)促進(jìn)上層炸藥的威力施展,但由于上層炸藥過(guò)多,反而讓孔底炸藥阻抗大,能量不足,造成浪費(fèi)。并且孔口炸藥多但孔口破碎巖體的作用小,填充炸藥實(shí)屬浪費(fèi)。而其它部分炸藥雖然有很大的爆破力,但是由于過(guò)程重復(fù)爆炸,不僅爆破效果差,而且振動(dòng)大,容易出現(xiàn)事故。

      所以,要對(duì)爆孔填充一定長(zhǎng)度的堵塞物。填充物一般在兩米以上,這樣可以使炸藥不密集填充,在爆破過(guò)程中獲得合理的爆炸能量,又減少了炸藥單耗量,并且不會(huì)因?yàn)檫^(guò)大振動(dòng)而造成安全問(wèn)題。

      2.4 嚴(yán)格管理

      炸藥在使用過(guò)程中要嚴(yán)格管理,首先,要確定炸藥的用量不會(huì)造成坍塌等安全問(wèn)題。并且對(duì)于炸藥的管理人員要進(jìn)行深入管理,確保炸藥的存放地點(diǎn)無(wú)明火、無(wú)潮濕等情況,避免一些因細(xì)節(jié)造成的損失;其次,在裝藥結(jié)構(gòu)中,要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)指示進(jìn)行作業(yè),對(duì)于實(shí)際操作中一些數(shù)據(jù)的不合理要及時(shí)修正,保證可以達(dá)到爆破要求;最后,嚴(yán)格布孔,使用精密儀器測(cè)量,保證爆孔位置正確,避免不必要的孔,保證炸藥的合理使用率,避免不必要的浪費(fèi)。

      3 結(jié)束語(yǔ)

      一般爆破炸藥開(kāi)采成本占據(jù)總成本的25%左右,可見(jiàn)爆破的成本過(guò)于高。通過(guò)有效措施降低露天巖體的爆破炸藥成本,不僅能為企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益,也能將節(jié)約的成本用于技術(shù),提高開(kāi)采過(guò)程的安全性。

      參考文獻(xiàn)

      [1]鄔艷禮.中深孔臺(tái)階爆破降低炸藥單耗方法的探討[J].江西建材,2015(17).

      [2]周楠,王德勝,吳應(yīng)天,等.降低中深孔爆破炸藥單耗方法的研究[J].現(xiàn)代礦業(yè),2011(4).

      [3]胡勇輝,劉連生.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的沉積巖型礦山爆破開(kāi)采成本的預(yù)測(cè)與控制模型[J].中國(guó)礦業(yè),2013(11).

      [4]羅金蘭.朱家包包鐵礦降低炸藥單耗的措施[J].礦業(yè)工程,2014(5).

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