微差时间对爆破块度影响的试验研究.pdf

第2 9 卷第3 期爆破 V o l 2 9N o 3 2 0 1 2 年9 月B L A S T I N GS e p ．2 0 1 2 d o i 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 4 8 7 X ．2 0 1 2 ．0 3 ．0 1 7 微差时间对爆破块度影响的试验研究术 沈晓松1 ’2 8 ，赵明生10 2 b ，池恩安1 ’3 ，康强2 6 1 ．贵州新联爆破工程有限公司，贵阳5 5 0 0 0 2 ；2 ．武汉理工大学a ．土木工程与建筑学院； b ．资源与环境工程学院，武汉4 3 0 0 7 0 ；3 ．贵州大学矿业学院，贵阳5 5 0 0 0 3 摘要针对遵义东联二号路的5 号还房小区爆破大块率较高的实际情况，为了确定合理的微差间隔时 间，降低爆破块度进行了现场试验。首先，采用微差间隔时间分别为2 0m s 、4 0m s 、6 0m s 、8 0m s 的数码雷管 逐孔起爆，并与同等条件下普通导爆管雷管孔问3 段、排间5 段进行对比试验。然后，利用S p l i t - - D e s k t o p 3 ．0 对爆堆图片以块度分布、综合平均块度与综合最大决度为指标进行分析。结果表明t 数码雷管由于延时 精度较高在降低爆破块度方面具有优越性，且存在降低爆破块度的最佳微差间隔时间，在本试验条件下为 6 0m s 。 关键词爆破；块度；微差时间 中图分类号T D 2 3 5 ．3 3 文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 2 0 3 0 0 7 0 0 4 E x p e r i m e n t a lS t u d yo fM i l l i s e c o n dT i m e I n f l u e n c eo nB l a s t i n gF r a g m e n t a t i o n S H E NX i a o ．s o n 9 1 ，如，Z H A OM i n g ．s h e n 9 1 一，C H IE n 一口n 1 ⋯，K A N GQ i a n f 6 1 ．G u i z h o uX i n l i a nB l a s tE n g i n e e r i n gL i m i t e dC o r p ，G u i y a n g5 5 0 0 0 2 ，C h i n a ； 2 ．a ．S c h o o lo fC i v i lE n g i n e e r i n ga n dA r c h i t e c t u r e ．b ．S c h o o lo fR e s o u r c ea n d E n v i r o n m e n tE n g i n e e r i n g ，W u h a nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，W u h a n4 3 0 0 7 0 ，C h i n a ； 3 ．S c h o o lo fM i n i n g ，G u i z h o uU n i v e r s i t y ，G u i y a n g5 5 0 0 0 3 ，C h i n a A b s t r a c t D u et oh i g hr a t i oo fb i gr o c ki nb l a s t i n ge n g i n e e r i n g ，t h ef i e l dt e s tw a sc o n d u c t e dt od e t e r m i n ear e a - s o n a b l em i l l i s e c o n di n t e r v a la n dt Or e d u c et h eb l a s t i n gb l o c k sr a t i o ．F i r s t l y ．t h ed i g i t Me l e c t r o n i cd e t o n a t o r 埘t I Ii n t e r - v a lt i m e so f2 0m s ，4 0m s ，6 0m sa n d8 0 m sW a sd e t o n a t e dh o l eb yh o l e ，a n dc o m p a r e dw i t ht h eo r d i n a r yd e t o n a t o r w i t hM S 3s e g m e n ta n dM S 5s e g m e n tu n d e rt h es a m ec o n d i t i o n ．T h e n ，t h eS p l i t D e s k t o p3 ．0w a sa p p l i e dt oa n a l y z e t h ep i c t u r eo fr o c kp i l eb a s e do nt h es i z ed i s t r i b u t i o no fb l o c k ．t h ec o m b i n e da v e r a g es i z eo fb l o c ka n d 山ec o m b i n e d m a x i m u ms i z eo fb l o c ka sa ni n d i c a t o r ．T h er e s u l t ss h o wt h a td i g i t a le l e c t r o n i cd e t o n a t o r sw i t hh i 【g hp r e c i s i o nd e l a y h a sa d v a n t a g e so nd e c r e a s i n gt h ed e g r e eo fb l a s t i n gb l o c k ， K e yw o r d s b l a s t i n g ；f r a g m e n t a t i o n ；m i l l i s e c o n dd e l a yt i m e 微差爆破是目前中深孔台阶爆破的主要手段， 收稿日期2 0 1 2 0 6 0 2 作者简介沈晓松 1 9 7 5 一 ，男，贵州省遵义市人，主要从事爆破工 程及安全技术方面的研究， E - m a i l s h e n x i a o s o n g 1 2 6 ． c o m O 通讯作者赵明生 1 9 8 2 一 ，男，博士，从事瀑破工程及安全技术方 面的研究。 E - m a i l m i n g s h e n g z h a o 1 2 6 ． 3 0 1 1 1 。 基金项目贵州科技计划项目 S Y 2 0 1 0 3 6 5 合理微差间隔时间的选取能够有效地改善爆破效 果⋯。关于降低块度的合理微差间隔时间的选取， 研究认为微差间隔时间按照每米最小抵抗线延迟 1 5 2 5m s ，也有研究认为微差间隔时间为2 5 5 0m s 比较合适旧。4J 。然而爆破块度的影响因素是 多方面的，除了与岩性、炸药性能、装药结构等相关， 还与爆破技术有关∞J 。因此对于降低爆破块度的 万方数据 第2 9 卷第3 期 沈晓松，赵明生，池恩安，等微差时间对爆破块度影响的试验研究 7 l 合理微差间隔时间的选取，应该根据爆破工程的地 质条件、爆破器材以及装药方式等具体条件进行确 定。针对遵义东联二号路的5 号还房小区爆破大块 率较高的实际情况，在其他因素都不改变的条件下， 采用久联集团生产的高精度数码雷管进行现场试 验，探讨适合该生产爆破条件下降低块度的最佳微 差间隔时间。 1 工程概况 遵义市5 号还房小区平场工程位于新蒲新区龙 礼路与东城大道交汇处，爆破工程总量约2 2 0 万m 3 ， 平场施工区域南北长约3 5 0m ，东西宽约3 0 0m ，最 大开挖高程V9 3 7m ，最大开挖高差约5 0m 。待爆 山体表面植被茂密，靠东城大道一侧山体已被开挖 一部分，形成约4 0m 高的陡壁，除已开挖部分外坡 度在3 0o ～6 0o 。岩体主要为石灰岩，爆区岩石为 薄至中厚层灰岩，微风化、陡倾斜产出、走向北东、节 理发育、泥质充填、局部风化严重有岩溶。断裂构造 不发育，区域地块稳定性好。爆破开挖山体岩石普 氏系数，约为6 一1 0 。 生产爆破台阶高度为1 1m 。梅花形布孔，孔距 4m ，排距3 ．5m 。孔径1 1 0m m ，孔深1 2i n ，堵塞长 度3m 。采用B c 7 型铵油炸药混装车现场混制的 多孔粒铵油炸药，塑料导爆管起爆网路，孔内1 0 段 延时，孔间3 段微差，排问5 段微差进行逐孔起爆。 目前爆破生产大块率较高，严重影响了生产效率，因 此决定采用久联集团生产的高精度数码雷管，通过 合理微差的选取来降低大块率。 2 现场试验 为了分析生产爆破条件下，微差间隔时间对爆 破块度的影响，采用久联集团生产的高精度数码雷 管 1m s 进行现场试验，并与同等条件下塑料导 爆管雷管起爆网路的块度分布进行对比。根据现场 使用的数码雷管微差间隔时间的实际情况，采取微 差间隔时间为2 0m s 、4 0m s 、6 0m s 、8 0m s 四种，每次 试验布置1 2 个炮孔，起爆顺序见图1 。为了对比高 精度数码雷管与普通导爆管雷管对爆破块度的影 响，采用塑料导爆管孔间3 段，排间5 段进行对比试 验。为避免钻孔、装药等操作过程中人为因素引起 的误差，高精度数码雷管每种微差间隔下试验重复 5 次，塑料导爆管雷管重复9 次，试验爆破的孔网参 数与生产爆破相同。 3 试验结果分析 爆破块度分析有多种方式，包括筛分法、摄影图 片分析法、数字软件分析等№j 。本次试验采用数字 图片块度分析软件S p l i t - - D e s k t o p3 ．0 对爆堆图片 进行分析，从而得出不同试验条件下的爆破块度分 布。试验中每次爆破后及时拍摄爆堆图片，拍摄时 用2 个标准大小的篮球作为参照物。在分析时，首 先设定好相关参数，然后在照片上用色块覆盖非岩 块区域，再用色块标示出篮球位置并输入尺寸后，软 件即可对照片中爆破块度自动加以分析，照片中各 岩块的边缘会被绘制出来，最后对分析结果中岩块 边界划分有误的部分加以人工修改，计算机即可给 出照片中爆堆的块度分布数据，图2 即为经过软件 处理前后的图片。高精度数码雷管不同微差问隔时 间下5 次试验数据分析结果见图3 ，塑料导爆管雷 管9 次试验数据分析见图4 ，高精度数码雷管不同 微差间隔与普通雷管的各次试验的综合平均块度 5 次试验平均块度的平均值 与综合最大块度 5 次试验最大块度的平均值 见图5 。 图1试验孔布置及起爆顺序示意图 F i g ．1A r r a n g eo ft h et e s th o l ea n ds t a r tb l a s t i n g 图2 爆破块度分析软件处理典型图片 F i g ．2 D e a lw i t ht h et y p i c a lp i c t u r eo f B l a s t i n gI 优ka n a l y s e s 由图3 、图4 、图5 可见①2 0m s 微差爆破试验 的爆破效果，5 次试验均为4 0c m 以下岩块占绝对 数量，仅在第4 次试验有个别岩石在8 0c m 以上； 4 0m 8 微差爆破试验的爆破效果均为4 0c m 以下岩 块占绝对数量，有2 次试验2 0c m 以下块度分布在 7 0 ％以上；6 0m 8 微差爆破试验的爆破效果，5 次试 验均为4 0c m 以下岩块占绝对数量，相比其它微差 时间，4 0 6 0c m 块度的比例要小；8 0m s 微差爆破 试验的爆破效果，5 次试验均为4 0c m 以下岩块占 绝对数量，0 2 0c m 与2 0 4 0c m 两区间块度的岩 石比例接近。②普通雷管爆破效果有一定起伏。 0 2 0c m 块度的岩石所占比例变化较大，第4 个数 据有个别岩石在8 0c m 以上，这是因为普通导爆管 万方数据 7 2 爆破 2 0 1 2 年9 月 雷管由于延时误差具有随机性引起的。③6 0m s 微 差数码雷管爆破的综合平均块度最小为1 5 ．8c m ， 综合最大块度最小为4 9 ．11c m 。普通导爆管雷管 7 0 6 0 器5 0 交4 0 求3 0 妞2 0 1 0 O 6 0 5 0 蓬4 0 乏3 0 忸2 0 1 0 O 9 0 8 0 7 0 辞6 0 丑5 0 求4 0 l Ⅲ3 0 2 0 1 0 O o 一2 02 0 - 4 04 0 6 0 6 0 8 08 0 ．。1 0 01 0 0 ．。1 5 0 块度／c m a 2 0 m s 一 陆 0 - 2 02 0 ～4 04 0 ～6 0 6 0 8 08 0 1 0 01 0 0 ～1 5 0 块度／c m c 6 0 m s 的爆破效果相较之下最差，综合平均块度及综合最 大块度均为最大。 0 - 2 02 0 ～4 04 0 6 06 0 ～8 08 0 ～1 0 01 0 0 ～1 5 0 块度／c m b 4 0 m s 耋羲◆ 0 - 2 02 0 ～4 0 4 0 ～6 0 6 0 ～8 08 0 1 0 01 0 0 ～1 5 0 块度／c m f d l8 0H 1 s 图3高精度数码雷管不同微差间隔下爆破块度分布 F i g ．3 I nd i f f e r e n tt i m e st h eh i g h a c c u r a c yd i g i td e t o n a t o ro fb l a s t i n gr o c ka n a l y s e s 0 ～2 02 0 ～4 0 4 0 ～6 0 6 0 8 08 0 ～1 0 01 0 0 ．1 5 0 块度／c m 图4 普通雷管9 次试验下块度分和 F i g ．4 O n9t e s t st h ec o m m o nd e t o n a t o rl u m pd i s t r i b u t i o n 8 0 7 0 6 0 g5 0 越4 0 式3 0 2 0 1 0 O 管 t ／m s 图5 高精度数码雷管与普通雷管的综合效果 ● F i g ．5T h eh i g h a c c u r a c yd i g i td e t o n a t o r w i t ht h ec o m m o n ．d e t o n a t o rs y n t h e s i z ee f f e c t s 微差间隔时间对爆破块度有较大的影响，同等条 件下高精度数码雷管由于延时误差较小，试验分析结 果较为接近；普通数码雷管由于延时误差存在随机性 导致爆破块度分布起伏，因此在爆破施工过程中为了 保证爆破效果应将高精度数码雷管推广使用。 4 结语 通过试验分析，认为在本次试验条件下，6 0m s 微差间隔时间爆破的综合平均块度与综合最大尺寸 均最小。为了达到理想的爆破效果，建议此爆破区 域使用高精度数码雷管进行逐孔起爆，其微差间隔 时间为6 0m s 。 参考文献 R e f e r e n c e s 段宗银，施发伍，张良贵．爆破块度分布与控制的模拟 试验研究[ J ] ．爆破，2 0 1 0 ，2 7 2 4 5 4 9 ． D U A NZ o n g Y i n ，S H IF a w u ，Z H A N GL i a n g g u i ．S i m u l a t i o nt e s to nd i s t r i b u t i o na n dc o n t r o lo fb l a s t i n gf r a g m e n l a t i o n [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 0 ，2 7 2 4 5 4 9 ． i nC h i n e s e 林大泽．降低地下矿深孔爆破落矿大块率的技术措施 [ J ] ．中国安全科学学报，2 0 0 7 ，1 7 1 8 6 - 9 0 ． L I ND a - z e ．T e c h n i c a lm e a s u r e so nl o w e r i n gb o u l d e ry i e l d d u r i n gd e e p h o l eb l a s ti nu n d e r g r o u n dm i n e [ J ] ．C h i n a S a f e t yS c i e n c eJ o u r n a l ，2 0 0 7 ，1 7 1 8 6 - 9 0 ． i nC h i n e s e 袁向全．露天深孔爆破中降低大块率的技术措施[ J ] ． ●■●■■■■■■●■■●■■目嘲豳瞄酯翻圉阻圈圈■目n“』 蚰加∞鲫∞如加m o 毋＼丑惫陋 1 J 1 J 1●-1J 1 』 l l 2 2 3 _．【r．L，．【r．L r ．L 万方数据 第2 9 卷第3 期沈晓松，赵明生，池恩安，等微差时间对爆破块度影响的试验研究 7 3 上接第6 页 [ 1 0 ] B O C KS t e i n e rG ．E v a l u a t i o no fu n d e r w a t e re x p l o s i v ep e r - f o r m a n c eo fP B X W - - 11 5 A U S T [ R ] ．D e f e n c eS c i e n c e T e c h n o l o g yO r g a n i z a t i o n ，A M R L ，D S T O T R 一0 2 9 7 ． [ 1 1 ] 孙金华，汪大立，颜世龙，等．水下爆炸测试技术在爆 破器材性能测试中的应用[ J ] ．淮南矿业学院学报， 1 9 9 4 ，1 4 2 5 0 - 5 4 ． [ 1 1 ] S U NJ i n h u a ，W A N GD a l i ，Y A NS h i - l o n g ，e ta 1 ．T h ea p - p l i c a t i o no ft h em e a s u r ea n dt e s tt e c h n i q u eo fu n d e r w a t e r e x p l o s i o ni nm e a s u r i n ga n dt e s t i n gt h ep r o p e r t i e so fd e t o - n a t ee q u i p m e n t [ J ] ．J o u r n a lo fH u a i n a nM i n i n gI n s t i t u t e ，1 9 9 4 ，1 4 2 5 0 - 5 4 ． i nC h i n e s e [ 1 2 ] B J A R N H A L TG ，H O L M B E R GR ．E x p l o s i v e e x p a n s i o n w o r ki nu n d e r w a t e rd e t o n a t i o n s [ C ] ∥P r o c e e d i n g so ft h e 6 t hI n t e r n a t i o n a lS y m p o s i u mo nD e t o n a t i o n ，C o r o n a d o ， C A O f f i c eo fN a v a lR e s e a r c h ，1 9 7 6 5 4 0 - 5 5 0 ． [ 1 3 ]孙跃光．模拟深水装药爆炸作功能力研究[ D ] ．淮南 安徽理工大学，2 0 0 8 ． [ 1 3 ] S U NY u e g u a n g ．S t u d yo np o w e ro fe x p l o s i v eu n d e rs i m u l a t e dd e e p w a t e re x p l o s i o n [ D ] ．H u a i n a n A n h u iU n i - v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，2 0 0 8 ． i nC h i n e s e [ 1 4 ] S W I S D A KMM ．E x p l o s i o ne f f e c t sa n dp r o p e r t i e s P a r t I I e x p l o s i o ne f f e c t i nw a t e r [ R ] ．N a v a lS u r f a c eW e a p - o n sC e n t e rT e c h n i c a lR e p o r t ．N S W C ／N O L TR 7 6 1 1 6 ． [ 1 5 ] 彭金华，吉田忠雄，青木宪治，等．撞击和冲击波感度 试验[ j ] ．爆破器材，1 9 9 6 ，2 5 6 5 ．7 ． [ 1 5 ] P E N GJ i n h u a ，T A D A OY o s h i d a ，K E N J IA o k i ，e ta 1 ．I m p a c ta n ds h o c ks e n s i t i v i t yt e s t s [ J ] ．E x p l o s i v eM a t e r i a l s ， 1 9 9 6 ，2 5 6 5 - 7 ． i nC h i n e s e [ 1 6 ] 王慧君，陈网桦，何中其，等．用水下卡片间隙试验法 测定炸药冲击波感度[ J ] ．爆炸与冲击，2 0 0 9 ，2 9 5 4 8 l - 4 8 5 ． [ 1 6 ] W A N GH u i - j u n ，C H E NW a n g h u a ，H EZ h o n g - q i ，e ta 1 ． S h o c ks e n s i t i v i t ym e a s u r e m e n to fe x p l o s i v e sb ya nu n d e r 一 [ 1 7 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] [ 1 8 ] [ 1 9 ] [ 2 0 ] [ 2 0 ] [ 2 1 ] [ 2 1 ] [ 2 2 ] w a t e rc a r dg a pt e s tm e t h o d [ J ] ．E x p l o s i o na n dS h o c k W a v e s ，2 0 0 9 ，2 9 5 4 8 1 - 4 8 5 ． i nC h i n e s e ． 苏华，陈网桦，吴涛，等．炸药水下爆炸冲击波参 数的修正[ J ] ．火炸药学报，2 0 0 4 ，2 7 3 4 6 5 2 ． S UH u a ，C H E NW a n g - h u a ，W UT a o ，e ta 1 ．A m e n d m e n t o fs h o c kw a v ep a r a m e t e r so fu n d e r w a t e re x p l o s i o n [ J ] ． C h i n e s eJ o u r n a lo f E x p l o s i v e sa n dP r o p e l l a n t s ，2 0 0 4 ， 2 7 3 4 6 - 5 2 ． i nC h i n e s e 胡毅亭，贾宪政，饶国宁，等．水下爆炸冲击波和气泡 脉动的数值模拟研究[ J ] ．舰船科学技术，2 0 0 9 ， 3 1 2 1 3 4 - 1 4 0 ． H UY i - t i n g ，J I AX i a n z h e n ，R A OG u o n i n g ，e ta 1 ．N u - m e r i c a ls t u d yo fu n d e r w a t e re x p l o s i o ns h o c kw a v ea n d b u b b l ep u l s e [ J ] ．S h i pS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，2 0 0 9 ， 3 1 2 1 3 4 - 1 4 0 ． i nC h i n e s e B J A R N H O L TG ．S u g g e s t i o n so ns t a n d a r d sf o rm e a s u r e m e n t sa n dd a t ae v a l u a t i o ni nt h eu n d e r w a t e re x p l o s i o n t e s t [ J ] ．P r o p e l l a n t sE x p l o s i v e s ，1 9 8 0 5 6 7 - 7 4 ． 王慧君．水下卡片间隙法测定炸药冲击波感度的实 验研究和近似计算[ D ] ．南京南京理工大学，2 0 0 8 ． W A N GH u i - j u n ．A p p r o x i m a t ec a l c u l a t i o na n de x p e r i m e n t a ls t u d yf o rm e a s u r e m e n to fs h o c ks e n s i t i v i t yo fe x p l o s i v eu n d e r w a t e re x p l o s i o nw i t hc a r dg a pt e s t [ D ] ．N a n j i n g N a n j i n gU n i v e r s i t y o fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ， 2 0 0 8 ． 张世杰．炸药的冲击波感度测定隔板试验法 [ J ] ．煤矿爆破，1 9 9 4 3 2 2 - 2 5 ． Z H A N GS h i - j i e ．M e a s u r e m e n to fs h o c ks e n s i t i v i t yo ne x p l o s i v e s c a r dg a pt e s t [ J ] ．M i n i n gB l a s t i n g ， 1 9 9 4 3 2 2 - 2 5 ． i nC h i n e s e C O L ERH ．U n d e r w a t e re x p l o s i o n [ M ] ．P r i n c e t o n ，N e w J e r s e y ，U S A P r i n c e t o nU n i v e r s i t yP r e s s ，1 9 4 8 ． 万方数据