大型采石场深孔爆破参数试验分析.pdf

第2 l 卷第2 期 爆破 v o l 2 lN o 2 2 0 0 4 年6 月 B L A S T I N GJ u n ．2 0 0 4 文章编号1 0 0 l 一4 8 7 x 2 0 0 4 0 2 一0 0 2 8 一0 3 大型采石场深孔爆破参数试验分析 李萍丰1 ’2 ，廖新旭2 ，罗国庆2 ，丘德如2 ，许泽栋2 1 ．中国地质大学，北京1 0 0 0 8 3 ；2 ．广东省宏大爆破工程公司，广东广州5 1 0 0 5 5 摘要对铁炉港大型采石场深孔台阶爆破穿爆参数第一阶段试验的8 4 次爆破作业进行初步统计分析． 得出爆堆石料、弃渣、刺采比随爆堆装运过程的关系曲线，初步确定可行的钻爆参数及装药结构，同时强调要 降低Ⅲ类岩爆破作业后的剥采比非常困难。 关键词 穿爆参数；石料规格；爆破效果； 剥采比 中图分类号T D 2 3 5 ．3 7文献标识码A A n a l y s i sO fB o r e h o l eE x p l o s i V eP a r 踟【I l e t e r si n L a r g e - s c a l eT o n eQ u a r r y L jP i ，2 9 舌竹9 1t - ，L M oX i n ．z “2 ，L U oG “伊q i 咒9 2 ，Q J UD 争r “2 ，X 【，Z 吾．如n 9 2 1 ．C h i n aU n i v e r s i t yo fG r o S c i e n c e S ，B e i j i n1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ； 2 ．G u a n g d o n gP r o v i n c i a lH o n g d aB l a s t i n gE n g i n e e r i n gC o ，G u a n g z h o u51 0 0 5 5 ，C h i n a A b s n ‘a c t 王j a s e do ns t a t i s t i c a 1 1 da n a l y s i so f1 o r e h o l ee x p l o v ep a r a m e t e 培i n8 4t i m 鹤e x p l o s i o ni m p l 锄e n t a t i o n i np h a s eIo fT i e l uH a r b D u rl a r g e - s c a l et o n eq u a r r y ，t h er d a t - o n s h ．p 锄o n gt h ee x p l o s i v ep i l es t c l n e S ，a b a n d o n e d r ∞i d u ea n do v e r b u r d e nr a t i oa c ∞m p a n j e dt h ee m b a r k a t i o np r o c e s si so b t a i n e dt h ew o r k a b l e1 0 r e h o l ee x p l o s i o n q u a n t i t ya n dt h es t r u c t u r eo ff m i n gp e r c u 鼹i o np o w d e ra r ed e t e r m i n e d ，s i m u l t a n e o s I yi ti sv e r yh a r dt od e c r e a 鸵t h e o v e r h u r d e nr a t i oo f Ⅲs o r tr o c ka f t e re x p l o s i o n ． K e yw o r d s b o r e h o I ee x p b i v ep a r a m e t e r s ；s t o n es i z e ；e x p b i v ee f f e c t i v e n 鹤s ；o v e r b u r d e nr a t i o 1 工程概况 L 2i 嚣嚣怒和规格石两部分墒计。5 某采石场是月平均爆破石方量达6 0 万m 3 实 方 的大型石方爆破工程，具有爆破作业规模大、爆 破次数频繁、要求一次爆破成型的石料规格多、爆破 质量要求严格、爆破作业面窄等特点。 1 ．1 工程地质特征 采区内岩层为黑云母二长花岗岩，厂值为1 1 ～ 1 4 ，饱和抗压强度为7 0 ～1 5 0M P a 。采区内地质条 件复杂，节理、裂隙、风化沟、破碎带均十分发育，裂 隙水丰富。 收稿日期2 0 0 4 一0 2 1 0 ． 作者简介李萍丰 1 9 6 6 一 。男；北京中国地质大学 北京 博士生 种规格，质量要求相当严格。 2 现场爆破初步试验 2 ．1 岩石可爆性分类 采区内岩体受构造影响较大，整个采区有6 组 很有规律的结构面。其中1 3 0 。么8 0 。及6 0 。么6 0 。～ 7 0 。为主要结构面9 0 。么3 0 。～4 5 。向南倾的一组低倾 角裂隙对爆破的根坎也有影响。采区东侧节理密度 为3 ～4 条／m ，西侧为1 ～3 条／m 。根据不同的岩石 类型设计爆破参数，经初步探索后，将采区岩石按爆 破难易程度划分为3 类 如表1 。 万方数据 第2 1 卷第2 期李萍丰等大型采石场深孔爆破参数试验分析 2 9 2 ．2 试验爆破参数【1 3 】 钻孔设备为英格索兰V H P 7 5 0 潜孔钻机；台阶 高度H 1 5 ．0m ，垂直孔，孔径拳 1 4 0m m ；对， 1 1 ～1 4 的花岗岩超深0 ．3 ～1 ．5m 。 因孔中有水，炸药选用W R 系列乳化炸药，炸 药密度△ 1 ．1 6g ／c m 3 ，采用全孔不耦合装药结构 爆破工艺。为改善级配，底部不耦合系数小，上部不 耦合系数大。现场实际装药操作是下部直接投入 庐1 1 0 药卷，上部用绳子吊装其它直径的炸药。经1 1 次试验调整，初步确定的穿孔爆破参数如表2 所示。 表1 采区岩石爆破难易程度分类表 岩性 孔距 ／m 38 4 次作业的爆破概况 3 ．1 爆破作业规模的统计分析 爆破作业规模的大小直接影响爆破后的大块 率。爆破规模越小，爆破作业次数越多，两头带落出 现的机会越多，大块率越高，但爆破规模又必须控制 在一个适当的水平，挖运的速度，各平台的进度以及 其它因素也影响爆破作业规模的扩大。对8 4 次爆 破作业的爆破方量分布分析可知 1 爆破规模在1 ．2 ～1 ．3 万m 3 比例最大，这符 合现场实际情况。目前每个平台的长度为1 8 0 ～ 2 3 0m ，每次爆破作业长度为平台长度的一半，可以 保证产量的连续性； 2 爆破方量大于1 ．5 万m 3 仅占3 ％，说明对采 石场的生产而言爆破规模受许多条件制约，还应综 合考虑挖运及产量的持续性。 3 ．2 炸药单耗的统计分析 炸药单耗是台阶爆破中的重要指标，既决定爆 破作业效果，又影响爆破施工的成本，它与岩石性 质、炸药性能、爆破效果、施工条件等因素有关。 对8 4 次爆破作业的炸药单耗统计分析可知 O ．3 5 ～O ．4 5k g ／m 3 所占比例达4 0 ％ Ⅱ类岩 0 ．2 5 ～0 ．3 5k g ／m 3 比例为2 9 ％ Ⅲ类岩 0 ．4 5 ～0 ．5 5 k g ／m 3 比例为2 5 ％ I 类岩 。这符合采区内3 种 岩石的分布规律Ⅱ类岩分布最广，Ⅲ类岩分布次 之，I 类岩分布最少。 4 几次爆破作业的爆破参数及效果分析 对数次典型的爆破进行了效果分析。该项爆破 工程的爆破效果的描述虽然也强调爆堆、眉线、大块 勰就 撇 犍偷 一黻一Ⅶ 药一线他装一船傀 托梳 上一 一馓肺 一 二、 一黻一Ⅶ 药一线他装一牡傀 彀触 下一 一馓偷 一 0 均耗m 平单 r 讯 黼纨 抵或偷盘线臣底抗捧 徘加 万方数据 爆破 2 0 0 4 年6 月 率、根坎、后冲等，但剥采比不仅关系到钻爆的成本， 而且直接关系到整个项目的盈亏。2 次典型的爆破 作业爆破参数及爆破效果的人工统计见表3 。 4 ．1 8 5 平台第8 50 0 5 8 爆破效果分析 岩石，炸药单耗0 ．4 0k g ／m 3 符合试验参数设计标 准，爆破后爆堆表面岩块均匀、眉线整齐、无后冲、爆 堆高度1 2m ，爆破效果理想。经统计分析作出每天 的石料、弃渣、剥采比柱状图及石料、弃渣、剥采比随 本次爆破作业的岩石性为Ⅱ类岩，属中等可爆时间的关系曲线可以反映以下情况 表32 次作业爆破参数及爆破效果统计表 1 在挖运过程中的产石料量随时间的延长呈多 次方上升、下降，有多个石料出产量的高峰期 2 每天平均的弃渣量、剥采比随开挖时间的增 加呈指数缓慢上升，上升幅度不大。因此可以认为， 爆堆挖运的实际情况符合爆破设计原则爆堆上面 三分之二为料石，下面三分之一为克服夹制作用和 根底而加大了延米装药量，石粉也必然增多。 4 ．2 1 3 0 平台第1 30 0 7 爆破效果分析 本次爆破作业的岩石性为Ⅲ类岩，属易爆岩石， 炸药单耗0 ．3 1k g ／m 3 ，爆破后爆堆表面岩石块较 小、眉线整齐、无后冲、爆堆高度1 4m 。爆破效果一 般。经统计分析作出每天的石料、弃渣、剥采比柱状 图及石料、弃渣、剥采比随时间的关系曲线可知 1 爆堆的产石料量随时间的延长呈多次方上 升、下降，但只有一个高峰期，到最后下降较快； 2 爆堆的弃渣量及剥采比随开挖时间的增加呈 指数急速增加，增加幅度很大。说明Ⅲ类岩本身已 经被裂隙切割成小块，非常破碎，爆破的作用只是将 其松散开便于装运而已，要想从Ⅲ类岩爆破中挖潜 力降低剥采比非常困难，当然该爆破作业的孔网参 数仍有扩大的余地，炸药单耗还可适当降低。 4 ．3 初步试验的成果及存在的问题 近2 个月8 4 次爆破作业的钻爆成本较一期下 降较大，延米爆破量从原来的1 5m 3 ／m 提高到 2 0 ．4 6m 3 ／m ，仅此一项每立方米降低成本0 ．7 1 元 已爆破方量7 3 40 7 1 ．6 7m 3 ，共计节省穿孔费用 5 2 ．4 8 万元，平均每天省1 万元。径向不耦合装药 后，石料率大幅度提高，降低了爆破成本，合理利用 了资源。 但也存在以下问题 1 根坎较多因存在一组低倾角9 0 。么3 0 。～4 5 。 倾向南的裂隙，对爆破的根坎影响较大。另外孔网 参数偏大超深偏少也是原因之一。 2 水孔较难处理采区内裂隙水比较发育，几乎 整个采区一半以上的钻孔都充水。孔中有水，投药 无法沉到孔底，只能用绳子吊装下去，底部装药量明 显不够，直接影响了爆破效果。 3 爆堆不够松散，铲装效率较慢，爆破一次需挖 运6 ～7d ，给工作面周转带来一定压力。 4 “因岩施爆”还要细化，采区内地质条件相当 复杂，有时一次爆破作业中可能同时含有I 、U 、m 类岩，如按一种岩类设计肯定不能适合其它岩石，必 定影响爆破作业效果。 5 结论 a ．系列生产性试验确定的一套爆破参数基本 能满足生产的要求，降低了成本，提高了工效，基本 控制了粉矿率，达到了第一阶段试验的目的 b ．台阶爆破设计要做到“因岩施爆”，这是降低 成本和改善爆破效果的根本措施； c ．采用径向不耦合装药结构，上下部装药的线 密度可相差一倍以上，这种装药结构不但可以减少 单耗、减少后冲，而且是降低粉矿率的重要技术措 施 d ．进一步试验，以解决水孔及根坎多的问题； 并细化“因岩施爆”。 参考文献 [ 1 ] 刘殿中，杨仕春．工程爆破实用手册[ M ] ．北京冶金工 业出版杜。2 0 0 3 ． [ 2 ] 张正宇．现代水利水电工程爆破[ M ] ．北京中国水利 水电出版社，2 0 0 3 ． [ 3 ] 郑瑞春，马柏会，高士才．爆破参数对破岩质量的影响 规律及小抵抗线大孔距爆破机理的探讨[ J ] ．爆破， 1 9 8 7 ， 2 1 5 ～1 8 ． 万方数据