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露天台阶爆破设计方法探讨

发布时间:2019-07-12 02:11:07 文章来源:工具之家    

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杨勃++陈庆凯++雷gao

摘 要lutiantaijiebaopozai国民经济建she中具you广fande应yongzai煤炭、金shukuang、建材矿山denggongcheng领域baopo方fa是po碎矿yande主要手段jie合国内外lutian台jiebaoposheji方法yugongcheng实践总jie了露tian台阶baopode钻kongxingshi、布kong方式he爆pocanshudesheji计suan方法并应用yugong程实例中为露天台阶爆po设计ti供yi个can考

关键词:露天台阶 爆破设计 抵kang线 填塞changdu 单weizha药消haoliang

中图fenlei号:TD235 文献标识码:A 文章编号:1672-3791214)03(a)-0070-02

露天台阶爆破被广泛应用于矿山、gong路、铁路heshui利shuidian等gong程中据bu完全统计近年来我国cai用露天台阶爆破进xing露天开采de矿shi产liang比例逐年增加qi中铁矿石开采占90%you色金属矿石开采占52%huagong原料开采占70.7%,建筑材料开采近100%[1]。随着各zhong土石方工程难度de增大和爆破成本de增加,露天台阶爆破设计fanganyuelai越受到业内人士de关心。爆破设计方案是爆破shi工de前ti条件,zhi接jueding着爆破xiao果和经济效益[2]。

国内传统de露天台阶爆破设计方法shishou先gen据炮kongzhi径确ding底盘抵抗线,其次gen据yan性xuan取单位炸药消耗liang,zui后zai确定孔距、pai距、填塞chang度等qita爆破参数。笔者结合多年国内外爆破设计和工程实践suoxue知识,jie绍一种新的设计思路,首先根据台阶高度选取钻孔zhijing,再依据岩性和爆破目的计算填塞chang度、抵抗线等爆破参数,最后计算chu单位炸药消耗量。

1 露天台阶爆破设计

1.1 台阶要素

露天台阶爆破的台阶要素主要包括:台阶高度、炮孔直径、填塞长度、最xiao抵抗线、底盘抵抗线、孔距和排距b、炮孔长度和zhuang药长度等。

1.2 钻孔xing式

露天台阶爆破钻孔形式一般分为垂直钻孔和倾斜钻孔两种,倾斜孔jiao垂直孔具you更多的you点,但因钻凿倾斜孔的操作jishu要求高qie在装药guocheng中容yi堵孔,故垂直孔应用的比较广泛。

1.3 布孔方式

布孔方式有单排布孔及多排布孔两种。多排布孔又分为矩形(含方形)和mei花形(又称三角形)两种。

从炮孔施工方面来说,矩形布孔更容易定位,钻ji移动次数少;从neng量均匀分布角度来看,梅花布孔更为lixiang,特bie是等边三角形布孔,但梅花布孔在爆区两端经常xu要进行补孔,以便huode均匀整齐的岩面。shiji布孔应根据露天台阶爆破作业要求、岩ti性质以及工作面情况综合考虑[4]。

1.4 爆破参数

1.4.1 台阶高度

台阶高度取决于生产规模、wa掘设备的作业技shu参数和对开采选别性的要求,kongzhizhuotai阶垂直方向的能量分布,ying响岩石抛掷过程和其它爆破参数。一般按现有的钻孔、wa装设备和开挖条件确定台阶高度。目前,金属矿石的台阶高度多为12 m;煤矿台阶高度为10~15 m;水利水电工程,台阶高度一般为8~15 m。随着钻机和施工机械的fa展,国内外已有向高台阶方向发展,qie爆破质量和经济技术指标得到大幅度提高。

1.4.2 炮孔直径

炮孔直径控制着垂直方向能量的分布,而且是主要因素。炮孔直jingjue定了其它爆破参数的大小,ru填塞长度、最小抵抗线等。通常,钻大直径孔较小直径孔省钱,所以钻孔直径越大越好。但是,随着钻孔直径的增加,炸药单耗bu变的情况下,孔网参数变大,岩块粒度也会加大。如果想保持岩块粒度不变,就必xu增加炸药单耗,孔网参数相对减小。

由于岩ti不tong程度地存在着节理、层理和断层等自然缺陷,为了爆破后获得ke接受的块度,最大炮孔直径往往受到了限制。炮孔直径与台阶高度之jian存在一定比例关系。

(1

炮孔直径取zhi的大小与岩tijie理liexi发yu程度和爆破目的相关。当岩体节理裂隙hen发yushi,取1/50,当岩体节理裂隙hen不发育时,取1/80。

1.4.3 超深

超深是指钻孔超过台阶底盘水平的深度,zhi有需要的时候,才设置超深,其值大小与炮孔直jingcheng一定比例关系。

(2)

超深取决于岩体结gou和类型,而且与挖掘设备要匹pei,避免超挖。

1.4.4 炮孔长度和装药长度

垂直钻孔时,炮孔长度L等于台阶高度与超深之和。

(3)

为了充分利用炮孔的长度,一个炮孔的长度除了填塞以外,其余长度全部用于装药。

(4)

1.4.5 填塞长度

填塞长度由炮孔直径控制,也决定着抵抗线的大小。

(5)

填塞长度取决于爆破块度的要求和填塞物的性质,如密度大的硬岩(铁矿石)取小值,要求控制飞石时取大值。

1.4.6 最小抵抗线

为了克服抵抗线向前和向上两个方向上的约束,抵抗线和填塞长度保持一种平衡关系。

(6)

抵抗线取值的大小取决于岩体的节理裂隙发育程度和爆破目de

对于垂直钻孔,排距就是最小抵抗线B。但在顺层节理面明显,底盘抵抗线较大时,最小抵抗线不同于底盘抵抗线。此时,底盘抵抗线值较大,应采取相应措施,增加头排孔数目及装药量,用以克服较大的阻力。

1.4.7 孔距

孔距大小由抵抗线大小决定,与布孔方式有关,采用等边三角形布孔最好,它决定了水平方向上的能量分布。

(7)

1.4.8 炸药类型及单孔装药量

根据岩性及爆破条件选取炸药类型,如炮孔中无水,且节理裂隙较发育时,ke选用多孔粒状铵油炸药,炮孔中有水时则应选用乳hua炸药。选择完炸药以后,先计算出每米炮孔长度装药量(延米装药量)Ky,然后根据下式计算出单孔装药量。

(8)

1.4.9 单位炸药消耗量q

单位炸药消耗量可yonggong式(9)计算得出。endprint

(9)

单位炸药消耗量q是露天台阶中的重要指标,影响炸药单耗的因素有很多,主要有炸药xingneng、岩体的可爆性、爆破目的等。所以,对于同yang的岩性,使用同样的炸药,因为爆破目的的不同,单位炸药消耗量有较大差异也是可能的。设计计算出的q值是否合理可与biao1对照比较。表1中的q值只能作参考,不可qiang求相同。

1.5 qibao方案

尽管多排孔的布孔方式只有矩形和三角形两种,但是qi爆顺序却是变化万qian,主要有排jian顺序qi爆、V形qibao、斜线起爆、梯形起爆和zhukong起爆等。由于大量工程实践表ming逐孔起爆具有明显的优势,所以这里只介绍逐孔起爆。

所谓逐孔起爆技术,就是爆区中任何一个炮孔爆破时,在空jian上相邻的炮孔都是按照一定的起爆顺序单独起爆的爆破技术。核心是先起爆的炮孔为后起爆的炮孔提供新的动态的自由面。逐孔起破技术要求起爆雷guande精度高,延时误差小,爆破设计必须精准而且能够优选爆破设计方案。

确定孔间和排间延qijian隔时间是实现逐孔起爆的重要保证,以形成新自由面suoxu要的时间确定毫秒延期间隔时间是常用的方法,可用gong式(10)计算:

Δt=k·B (10)

式中k-与岩石性质、结构构造和爆破条件有关的系数。孔间取2~8 ms/m排间取10~16 ms/m,硬yanqu小值,软岩取大值,节理裂隙发育时取大值。

2 应用实例

2.1 实例条件

例1:金矿,台阶高度6 m,节理裂隙发育,岩石硬度大,无水。

要求:用挖掘机chan装,一次挖掘高度3 m,避免过分前抛。

例2:铁矿,台阶高度12 m,节理裂隙很发育,无水,硬岩。

要求:电铲铲装,一次挖掘高度12 mzhong等前抛。

例3:土石方,台阶高度4 m,坚硬岩体,有水,节理裂隙不发育,必须控制飞石。

要求:挖掘机分两步铲装,一次挖掘高度2 m,中等前抛。

2.2 设计结果(jian表2)

3 结语

露天台阶爆破是一个fuza的过程,且是一门较为成熟的技术。在实际爆破作用过程中,爆破参数选择是否合理,直接决定着爆破效果和经济效益。通过对露天台阶爆破钻孔形式、布孔方式和各个爆破参数的设计介绍,为国内露天台阶爆破设计提供一种新的思路。

设计不是一成不变的。针对某个具体的露天台阶爆破工程,依据设计进行爆破实践,根据爆破效果好与huai调整爆破参数,再实践,再调整,循huan往复,直至确定最佳的爆破参数为止。爆破现场的条件千变万化,必须有大量的爆破工程实践经验,才能应对各种复杂爆破设计。

参考文献

[1] 汪旭光,郑炳旭,张正忠,等.bao破手ce(上册)[M].北京:冶金工业出版社,2013.

[2] 苏都都,严鹏,卢文波,等.lu天台阶爆pobao堆形态的PFC模拟[J].爆破,2012,29(3):35-41.

[3] 高er新,杨仁树.爆破工程[M].徐zhou:中国矿业大学出版社,1999.

[4] 祁茂fu尚文凯.台阶深孔爆破产生根底与大块原因分析及其控制措施探讨[J].露天采矿技术,2003,1:10-12.endprint

(9)

单位炸药消耗量q是露天台阶中的重要指标,影响炸药单耗的因素有很多,主要有炸药性能、岩体的可爆性、爆破目的等。所以,对于同样的岩性,使用同样的炸药,因为爆破目的的不同,单位炸药消耗量有较大差异也是可能的。设计计算出的q值是否合理可与表1对照比较。表1中的q值只能作参考,不可强求相同。

1.5 起爆方案

尽管多排孔的布孔方式只有矩形和三角形两种,但是起爆顺序却是变化万千,主要有排间顺序起爆、V形起爆、斜线起爆、梯形起爆和逐孔起爆等。由于大量工程实践表明,逐孔起爆具有明显的优势,所以这里只介绍逐孔起爆。

所谓逐孔起爆技术,就是爆区中任何一个炮孔爆破时,在空间上相邻的炮孔都是按照一定的起爆顺序单独起爆的爆破技术。核心是先起爆的炮孔为后起爆的炮孔提供新的动态的自由面。逐孔起破技术要求起爆雷管的精度高,延时误差小,爆破设计必须精准而且能够优选爆破设计方案。

确定孔间和排间延期间隔时间是实现逐孔起爆的重要保证,以形成新自由面所需要的时间确定毫秒延期间隔时间是常用的方法,可用公式(10)计算:

Δt=k·B (10)

式中k-与岩石性质、结构构造和爆破条件有关的系数。孔间取2~8 ms/m,排间取10~16 ms/m,硬岩取小值,软岩取大值,节理裂隙发育时取大值。

2 应用实例

2.1 实例条件

例1:金矿,台阶高度6 m,节理裂隙发育,岩石硬度大,无水。

要求:用挖掘机铲装,一次挖掘高度3 m,避免过分前抛。

例2:铁矿,台阶高度12 m,节理裂隙很发育,无水,硬岩。

要求:电铲铲装,一次挖掘高度12 m,中等前抛。

例3:土石方,台阶高度4 m,坚硬岩体,有水,节理裂隙不发育,必须控制飞石。

要求:挖掘机分两步铲装,一次挖掘高度2 m,中等前抛。

2.2 设计结果(见表2)

3 结语

露天台阶爆破是一个复杂的过程,且是一门较为成熟的技术。在实际爆破作用过程中,爆破参数选择是否合理,直接决定着爆破效果和经济效益。通过对露天台阶爆破钻孔形式、布孔方式和各个爆破参数的设计介绍,为国内露天台阶爆破设计提供一种新的思路。

设计不是一成不变的。针对某个具体的露天台阶爆破工程,依据设计进行爆破实践,根据爆破效果好与坏调整爆破参数,再实践,再调整,循环往复,直至确定最佳的爆破参数为止。爆破现场的条件千变万化,必须有大量的爆破工程实践经验,才能应对各种复杂爆破设计。

参考文献

[1] 汪旭光,郑炳旭,张正忠,等.爆破手册(上册)[M].北京:冶金工业出版社,2013.

[2] 苏都都,严鹏,卢文波,等.露天台阶爆破爆堆形态的PFC模拟[J].爆破,2012,29(3):35-41.

[3] 高尔新,杨仁树.爆破工程[M].徐州:中国矿业大学出版社,1999.

[4] 祁茂富,尚文凯.台阶深孔爆破产生根底与大块原因分析及其控制措施探讨[J].露天采矿技术,2003,1:10-12.endprint

(9)

单位炸药消耗量q是露天台阶中的重要指标,影响炸药单耗的因素有很多,主要有炸药性能、岩体的可爆性、爆破目的等。所以,对于同样的岩性,使用同样的炸药,因为爆破目的的不同,单位炸药消耗量有较大差异也是可能的。设计计算出的q值是否合理可与表1对照比较。表1中的q值只能作参考,不可强求相同。

1.5 起爆方案

尽管多排孔的布孔方式只有矩形和三角形两种,但是起爆顺序却是变化万千,主要有排间顺序起爆、V形起爆、斜线起爆、梯形起爆和逐孔起爆等。由于大量工程实践表明,逐孔起爆具有明显的优势,所以这里只介绍逐孔起爆。

所谓逐孔起爆技术,就是爆区中任何一个炮孔爆破时,在空间上相邻的炮孔都是按照一定的起爆顺序单独起爆的爆破技术。核心是先起爆的炮孔为后起爆的炮孔提供新的动态的自由面。逐孔起破技术要求起爆雷管的精度高,延时误差小,爆破设计必须精准而且能够优选爆破设计方案。

确定孔间和排间延期间隔时间是实现逐孔起爆的重要保证,以形成新自由面所需要的时间确定毫秒延期间隔时间是常用的方法,可用公式(10)计算:

Δt=k·B (10)

式中k-与岩石性质、结构构造和爆破条件有关的系数。孔间取2~8 ms/m,排间取10~16 ms/m,硬岩取小值,软岩取大值,节理裂隙发育时取大值。

2 应用实例

2.1 实例条件

例1:金矿,台阶高度6 m,节理裂隙发育,岩石硬度大,无水。

要求:用挖掘机铲装,一次挖掘高度3 m,避免过分前抛。

例2:铁矿,台阶高度12 m,节理裂隙很发育,无水,硬岩。

要求:电铲铲装,一次挖掘高度12 m,中等前抛。

例3:土石方,台阶高度4 m,坚硬岩体,有水,节理裂隙不发育,必须控制飞石。

要求:挖掘机分两步铲装,一次挖掘高度2 m,中等前抛。

2.2 设计结果(见表2)

3 结语

露天台阶爆破是一个复杂的过程,且是一门较为成熟的技术。在实际爆破作用过程中,爆破参数选择是否合理,直接决定着爆破效果和经济效益。通过对露天台阶爆破钻孔形式、布孔方式和各个爆破参数的设计介绍,为国内露天台阶爆破设计提供一种新的思路。

设计不是一成不变的。针对某个具体的露天台阶爆破工程,依据设计进行爆破实践,根据爆破效果好与坏调整爆破参数,再实践,再调整,循环往复,直至确定最佳的爆破参数为止。爆破现场的条件千变万化,必须有大量的爆破工程实践经验,才能应对各种复杂爆破设计。

参考文献

[1] 汪旭光,郑炳旭,张正忠,等.爆破手册(上册)[M].北京:冶金工业出版社,2013.

[2] 苏都都,严鹏,卢文波,等.露天台阶爆破爆堆形态的PFC模拟[J].爆破,2012,29(3):35-41.

[3] 高尔新,杨仁树.爆破工程[M].徐州:中国矿业大学出版社,1999.

[4] 祁茂富,尚文凯.台阶深孔爆破产生根底与大块原因分析及其控制措施探讨[J].露天采矿技术,2003,1:10-12.endprint

科技资讯 2014年10期

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