实用深孔爆破采石技术的应用.pdf

第1 8 卷第4 期 爆破v 0 18N o4 1 ∞1 年】 月 B L A s T l N G D P r ．2 0 0 1 文章编号Ⅲ 1 4 87 x 2 ∞1 0 40 0 4 20 3 实用深孔爆破采石技术的应用 徐玉胜1 ，张伟2 I 铁道部科学研究院深圳分院，广东深圳j 3 0 2 3 ；2 ．深圳市工程质量检查总站．广东深圳5 3 2 3 擅要 根据多年石方深孔爆破的经验，总结了改善深孔石方爆破效果的主要技术对策有多排微差挤压 捶硅、孔口加压砂包以噩可靠的爆破网_ 路检测等。通过宾或证明这些技术措施既提高了爆破安奎性，卫能降 低爆破成本。 关键词 土岩爆破； 深孔爆破；多排徽差爆破{大墁事 中图分类号T D2 3 5 ．3 3文献标识码B A p p I i c a t i o no fP r a c t i c a lQ u a r r y i n gT e c h n o l o g yb yD e e p h o l eB l a s t i n g X t 7Y Hs h n 一，z H A N Gw 轷 1 ．S h e n z h c nB r a n c hI ns t i t u t e ，C h i n aA c a d e m yo fR a l l w a yS c 诗n c e ，S h e n z h e n5 3 0 0 2 3 ，Ch i n a ； 2 ．S h c n z h e nH e a dS t a t i o no fE “g i n e e r i n gQ u a I i t yS u p e r i s l o na n d1 n s p e c t l o n ， S h e n z h e n5 3 0 0 2 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h cm a l nt e c h n o l 0 9 1 c a l ∞u n I ㈣1 P a Ⅲ】r P so fl m p r o v l “gt h ee f f e c t l v P ㈣s 。fs t o ⋯m kd e e p h o 【c b l a s t l n ga ㈣r d l l l g 【ob l a s t m ge x 畔r I e n r P sf o ry c a r s a ㈧u m m a r l z e d ．w h “ hl n c 】u d em u l n r o wm I 】1 1 s ㈣n dl j l a s l 1 “g s d n ds a f kr o V P r m go nt h eh 。l e ，8 p p h c a t l o n 。fA N F 0e x p l o S v ㈣n dr e 【L a b 【e n e t w o r ke x a m m a o nT h 9 p r a c t ；c Pp r o V e st h a tt h e s et e c h n o l o g i c a lc o u n t ㈣e a 轧l r ㈣o to n l ys t r c n 殍h e nt hb l a s l l “gs a f e ’ h u ta 】s o1 0 W c r t h eb l a s t l “gc o s t K e yw o r d s r 。c kb l a s t l “g ； d P e p h o l eb l a s t l “g ；m u l “p I e r 。wm ㈨s e c o n dd e l a y ； b o u 【d e ry l e l d l 石方深孔爆破的要求 随着凿岩机械设备的发展和爆破器材系列化配 套日益完善，石方深孔爆破成为石方开挖的主要手 段。一般深孔爆破都有以下几方面的要求安全控 制；降低大块率；节省爆破成本。 安全控制方面最常见的就是飞石和地震防护。 当前深孔爆破的安全控制主要针对飞石和地震两方 面。此外，提高爆破网路可靠性也是保证爆破安全的 基础， 大块率是衡量深孔石方爆破效果优劣的主要指 标．大块率过高将增加二次破碎成本，增加装挖和碎 石工序损耗。降低大块率可有效降低钳爆成本， 图1深孔爆破前排临空面示意图 2 大块率问题 2 ．1 大块产生的主要原园 深孔爆破按正常的7 L 网参数设计，炸药单牦控 收稿口朗2 0 0 l _ 0 80 6 ． 作者简介i 徐玉胜 19 6 7 ，男；深圳铁道部科学研究院深圳研究设计院上程师 万方数据 第18 卷第4 期 徐玉胜等实用深孔爆破采石技术的应用 制在o ．4 ～o ．jk g ／m3 时．若所有炮孔正常起爆，爆 堆内部大块极少。根据观察记录，深孔爆破产生大块 主要来自3 个方面前排临空面；孔口堵塞区段；爆 区后缘边坡垮塌。 前排临空面产生大块的原因有以下几点 0 台阶立面凹凸不平，第一排最小抵抗线厚薄 不均 ②第一排通常上薄下厚 如图I ，若炮孔底部 有积水，只能装乳化炸药卷，从而使底部线装药密度 降低．所以第一排下部容易产生大块； ③第一排炮孔爆破后压缩应力渡和反射拉伸波 的瞬问作用，使第一排岩体剥离破裂。后续气体膨胀 能没有足够的时间压缩破碎岩体，气体膨胀主要导 致前排破裂岩块的抛掷，从爆堆前缘可见到被抛出 较远的很多大块。后排炮孔爆破时，因l 临空面条件不 及前排．反射波强度较弱．所以后续气体膨胀压力作 用时间较长，岩体内剪、压作用增强，此外岩块被抛 出时受前排的阻挡，岩块周发生强烈的挤压碰撞，更 多抛掷动能转为破碎作功，所以后排爆破大块明显 低于前排。 孔口堵塞段长度，通常为最小抵抗线Ⅳ的0 ．8 ～1 ．2 倍，根据条形药包爆破作用特性的研究“。，条 形药包端部轴线方向爆炸应力波衰减最快。当距离 尺与药包半径r 之比为5 5 ～6 5 时，条形药包端部轴 线方向应力波强度仪为端部径向的1 ／3 或中部径向 的l ／4 。考虑到上部孔口有台阶表面作临空面，所以 上部堵塞段有反射拉伸波作用，破岩作用加强。尽管 如此．深孔爆破顶部即条形药包端部爆炸作用能也 仅为中部的1 ／2 左右。考虑到孔口飞石防护，顶部堵 塞段不可为追求低大块率而随意缩短，所阱较长的 孔口堵塞段是产生大块的主要因素之一。 此外．在地质结构较破碎岩体中爆破，最后排抛 出后．后缘台阶顶部受爆破振动和反射拉伸作用往 往容易拉裂或垮落个别大块岩石。 2 ．2 降低大块率的技术途径 针对以上分析，采用多排微差挤压爆破和孔口 加压砂包方法可降低大块率。 多排微差挤压爆破与少排小规模爆破相比，使 第～排和最后排出现次数大大减少，，因而最大限度 地控制了大块产生。实践经验表明} 7 6mz n 炮孔深 度为8 ～1 0m 时，一次爆破排数最好不超过4 0 ，排 数更多则松动效果差，使挖装效率降低或需增大炸 药单耗。 孔口加压砂包一方面可排除冲炮和} 1 ．口飞石的 危险．另一个方面可减小堵塞长度。根据条形药包端 部效应分析，孔口严密堵塞后，取孔口堵塞长度，7 一 o8 w 可保证安全。堵塞长度尽可能碱小后，孔口上 部岩体爆破有效能量增加，大块率自然有所下降。实 践证明，f7 o ．8 w 时，表面大块率较低．爆堆可完全 抛散i ，‘一1 ．o Ⅳ时，爆堆松散，表面局部有大块；，’ 1 ．2 w 时，爆堆鼓起，表面松裂．大块较多。因此孔[ 1 加压砂包后，使堵塞长度控制在o ．8 w 左右，是降低 大块率的有效方法。通常“ 6 m m 炮孔，7 L 口盖压1 个3 0k g 砂包，8 9m m 炮孔，孔口叠压2 个3 0k g 的砂包，} 1 1 5m m 炮孔，孔口叠压3 个3 0k g 的砂 包。 3 提高深孔爆破安全性的措施 3 ．1 飞石防护 深孔爆破飞石主要产生于孔口和前排。造成孔 口飞石有两个方面原因一是堵塞不严，产生冲炮并 带出孔口松动石块；二是装药过多，堵塞长度不够． 使孔口石块飞出。造成前排飞石的原因主要是前排 临空面不平，最小抵抗线差异太大，或结构面切割， 甚至裂缝与炮孔贯通。 对于孔口飞石．} L 口加压砂包既能消除冲炮之 隐患，同时也限制了孔口松动石块的飞出，又是降低 太块率的有效办法，因此孔口加压砂包具有多种功 效。而且操作非常简便．效果十分显著， 对于前排飞石的防护．一方面可采用多排微差 爆破减少前排出现次数．另一方面视前排抵抗线和 结构面变化情况，在抵抗线太薄的位置堵塞岩粉作 问隔装药；若过量的铵油炸药流人裂缝，必将造成大 量飞石。如1 9 9 4 年珠海某采石场发生远距离飞石事 故，l9 9 9 年深圳某采石场发生的远距离飞石重大事 故，皆因前排裂缝中流人大量铵油炸药所致。～巳发 现炮孔与贯通裂缝或空洞相连，应将该段炮孔堵塞， 分段装药。若已有过量铵油炸药流入裂缝中．必须注 水溶解它，然后再回填石粉堵塞裂缝贯通段。 3 ．2 爆破振动安全防护 深孔爆破虽然采用多排微差挤压爆破有很多优 越性，但其最大的问题是如何有效地降低大规模爆 破的地震强度。实践表明，降低爆破振动最经济、最 有效的办法是增加爆破分段数、减小最大单响药量。 理论上深孔爆破采用非电导爆管起爆网路可实现无 穷多分段“。I ，当分段不超过3 0 段时町用孔内非电 导爆管雷管微差、孔外电雷管延时来实现．超过3 0 个段别后需用非电雷管接力延时。 如果仅靠减小单段炮孔数还不足确保爆破振动 安全。应在最后排先作预裂爆破，形成预裂缝后可阻 万方数据 爆破 隔4 0 ％的振动波能向外传播”- ， 3 ．3 起爆网路可靠性问题 深孔爆破中起爆网路的可靠性是保证爆破安全 的关键。如珠海某采石场一直使用孔内两发电雷管 大串联电爆网路，往往因孔内有水，造成电爆网路漏 电，引起部分炮孔拒爆，瞎炮处理时容易产生远距离 飞石和大块，危险性大大增加。关于电爆网路的漏电 检测，有一套非常有效的办法可参考，即对于大串联 网路若用指针式电桥检测，只有当漏电非常严重时 才会显示出来，当电雷管较多、电阻值很大时不易显 示出网路的漏电情况。若用数字式电子测表检测串 联网路时，一旦网路漏电不仅会显示不稳定的电阻 值，对网路两端正反两次检测还会发现电阻值有误 差。误差值越大，漏电越严重，当误差值超过3 0 ～5 0 Q 时，一般会发生雷管漏电拒爆现象。所以电爆网路 应该用数字式电子测表反复检测，当几次检测误差 较大时，可将太网路分开成2 ～3 个小串联网路，用 多台起爆器同时起爆．这样使起爆电流显著增大，即 使电路撮电损失一部分电流，也能保证全部电雷管 引爆。由于深7 L 爆破大多数情况下孔内有地下水，为 了确保网路可靠，建议孔内最好采用非电导爆管雷 管，它可避免漏电拒爆的隐患。非电导爆管网路检测 困难，所以网路联接后应反复检查2 ～3 遍．防止漏 接雷管产生瞎炮。此外孔外导爆管集簇最好使用电 雷管引爆．电雷管可以检测，孔外地表电爆网路不易 发生漏电，可靠性较高。一旦绑扎在集簇导爆管结点 的雷管出现质量问题将会导致1 0 ～2 0 个炮孔拒爆， 所以用检测过的电雷管绑扎更为安全，为确保绑扎 结点万无一失，还可在雷管周围包裹少量乳化炸药， 但在冲击渡有严格要求的地区不宜包裹炸药。 参考文献 l 杨年华．条形药包端部效应研究[ J ] ．爆炸与冲击，1 9 9 7 2 张正宇．塑料导爆管非电接力式起爆网路及其可靠性分 析[ A ] ．工程爆破文集 第四辑 [ c ] ．北京冶盘工业出版 社，1 9 9 3 ． 3 刘宏刚．青岛市环腔州湾高速公路山角村路堑石方深7 L 控制爆破技术[ A j ．工程爆破文集 第六辑 [ C ] 深圳海 天出版社．19 9 7 ．3 2 3 3 2 9 ． 4 兰格福斯．岩石爆破现代技术[ M ] ．北京冶金工业出版 社，l9 8 3 ． ■P - ●k ■P - ●k - ■} ●k - ‘P - ■} - ，- 9 * - g k 业- ■P 廿■} ■P ■} 坐■e I k 坐业生业士■E 业坐坐坐坐尘- - 坐- - 矗■t ■t ■k 。■t | k 业生| k 业■t | ‘立■t 第二届辽宁省爆破学术会议召开 由辽宁省爆破学会、辽宁省民用爆破器材协会主办的“第二届辽宁省爆破学术会议”于2 0 0 1 年8 月2 7 ～2 9 日在辽宁省阜新市召开。辽宁省国防工办民爆处处长、辽宁省民爆器材协会副理事长兼秘书长冯向军， 阜新市科委主任黄显桥，阜新市科协主席缪家齐，阜新矿务局十二厂厂长、辽宁省民爆器材协会理事长陈文 生，豇宁工程技术大学副校长石景峰，辽宁省爆破学会理事长王明林出席大会并讲话。会议由辽宁省爆破学 会副理事长兼秘书长屠晓利主持。 本次学术会议是继1 9 9 8 年“第一届辽宁省爆破学术会议”后，辽宁省爆破界又一次学术盛会。与会8 0 多 位代表来自辽宁省冶金、煤炭、交通、铁道、建筑、公安、部队、民爆器材生产企业、与爆破相关的高等院校、科 研院所、爆破公司、经销、管理等部门。收到关于理论研究、生产和管理经验方面的学术论文5 0 多篇，充分展 示了自“第一届辽宁省爆破学术会议”以来我省爆破行业在科研和生产技术方面的丰硕成果与技术新面貌， 也是全省爆破行业技术和管理人员的大聚会。从此看出爆破技术在辽宁经济发展中的重要作用。 大会交流论文7 篇，分别介绍了爆破安全、爆破器材、矿山生产爆破、爆炸焊接、拆除爆破、穿孔机具、爆 炸消除残余应力方面的理论研究成果和实践经验。会中又进行了分组学术交流，进一步广泛深入地探讨了各 类爆破新技术和管理经验。学术会议期间，全体与会代表参观了阜新矿务局十二厂炸药和雷管生产线。 辽宁省爆破学会 ●} - 9 0 ●} - 9 0 ■} - 出- 坐- 出坐■} - 出坐- g * 出业- 9 * 坐- 出9 * - 出啦。●* j ■‘* P 盘。j * 。辩’妊。9 * 1 出。■k 。‘P 。■} 。●廿坐。出。9 * 1 ●} 1 ‘} 1 业。1 ■} 1 ‘} 妇业Ⅲ■t ‘t 万方数据