中深孔底部储能腔大区段微差爆破(1).pdf

第1 8 卷第3 期 2 0 0 1 年9 月 爆破 B L A S T l N G V o 】．1 8N o3 S e p ．2 0 0 】 文章编号1 0 0 l 一4 8 7 x 2 0 0 1 0 3 一0 0 2 9 一0 3 中深孔底部储能腔大区段微差爆破 程玉泉，钱锋 福建省爆破器材工业公司，福建福州3 5 0 0 2 5 搐薹运过工程实斑．介绍了中深孔点部储能腔戈区段撤差爆玻设甘愿理厦设计方法．谊方靠有娃提高 了爆磕质量，取碍了满意的爆破垃果。 关攮词中津孔；底郝借能腔；堵塞段小药包，太区段；擞差爆破 中匿分娄号T D2 3 53 3文棘杯识码A L a r g eD i s t r i c tM i I I i s e c O n dB l a s 恤gi nE n e r g y r e s e r V i n g C a V i t yo fM e d i u m l e n g t hH o l eB o t t o m c H E N GY u q ㈣，Q I A NF e n g F u 曲nP r o v i n c i a lE x p 。s i v e sI n d u s t r yC a m p a n y ，F u z h o u3 5 0 0 2 5 ．C h l n a A b s t r a c t T h ed e s i g np r i n c i p I ea n dm e t h o d 。f1 a 。g ed j s t r i c tm U i s e ∞n db k s t j “gw i t he n e ’g y r e s e r v i o gc a v I t y a th o l eb o t t o ma r eI n t r o d u c e dt h r o “g he n 蓟n e e n gp r a c t i c e ．T h eb 【a s t 】n gp r o g r a mc a ne f f e c t l v e 【yl m p r o v et h e q u a m yo fb 】a s t l n g ． K e yw 埘m s m e d i u m l 邮g t hh o I eF e n 。r g y r e s e r v i “gc l v i t ya tb 。t t o m { s m a l l e rc b a 。g e l ns t e m ； 8 q u l b ； m i 】s e c o n db 】a s t i n g l 工程概况 上杭县紫金山金矿爆区岩石为中细粒花岗岩， 受地质时期造山运动的影响，风化、淋滤、蚀变现象 较为严重．局部已呈土状风化，硬度， 7 ～9 ，岩石 经风化后呈板块状，球状展布，节理、裂隙较为发育， 岩石可爆性较好。爆区周围无交通要道、重要文物及 设施，爆破时主要保护对象为现场施工设备及施工 人员。 2 主要技术措施 在中深孔爆破中除了爆破参数对爆破质量及安 全有很大影响外，还有装药结构。为了消除根底，降 低爆破震动，采用在孔底部留空腔的储能腔大区段 擞差爆破技术。与此同时．适当缩小前排至梯段自由 面的眉线距离，控制钻孔精度，并辅以堵塞段小药包 技术，达到改善破碎质量、减小太块率的目的。 3 爆破参数 钻孔直径D 一1 5 0m m ；总体单耗按炸药单耗q 一0 ．5k g ／m 3 控制；铵油炸药密度P o ．8 jt ／m ．则 铵抽炸药的线装药密度吼 1 5 ．ok g ／m ；超钴深度 岛 1 0 ～2 0 D 一1 ．5 ～3 ．0m ，取1 ．5m ；台阶高度 日 1 2m ；钻孔深度工一 H 局 ／s i n 。，按3 1 倾 斜度，则L 1 4 ．2 3m ，考虑底部吹渣能力，取L 1 4 ．5m ；堵塞长度d 2 5 ～40 D 3 ．7 5 ～6m ．根 据实际情况取4 ～5m 之间；单孔装药量Q ， q ． L d ，按堵塞4 ．jm 计算，则0 l l5 0 妇；单孔爆破 收稿日期t 2 0 0 1 一0 2 2 8 ． 作者简舟程玉良 1 9 7 1 一 ，男} 福州福建省富辨工程局工程师 万方数据 3 0 爆破 2 0 。j 年9 月 负担面S 2 sm 2 } 孔排距取6 4 ．5 m ，孔距取n 一5 ． 6m ，采用矩形或梅花形布孔；底部抵抗线取Ⅳ． 5 3m ． 4 堵塞段小药包设计 对于堵塞段较长引起太块问题，采用在炮眼堵 塞段间隔装若干同时起爆的小药包 见图1 a ，且堵 塞长度加长，药量采用松动爆破药量，负担药包以上 至工作面之间爆破漏斗范围内的岩体破碎。计算药 量原则为由上往下计算，底部药包应扣除上部药包 量．以下每间隔1m 再设药包。因为孔径大，最上部 药包堵塞长度应大于2m ．以防止飞石。堵塞段小药 包药量计算如下式 Q K ／ 月 H ，3 取K ， 一 一0 ．5 ，则第一个药包量Q 。一0 ．5 2 a _ 4 k g ；第二个药包量0 2 0 ．5 3 3 2 3 9 ．5k g ； 根据炸药密度计算装药段长度，得出总体堵塞 长度。 W k 蚰 t a 炮孔装药结构 b 储能腔结构 图1 炮孔装药结构示意图 1 一堵塞2 一堵塞控小药包3 一副起爆体4 硅袖炸药 5 导爆索6 一导爆臂雷管7 一主起爆体8 药型罩 g 储能腔 5 底部储能腔设计 底部储能腔分为药型罩和储能腔两部分 如图 2 。 5 ．1 药型罩设计 可采用圆球形、圆锥形两种，底部外直径为1 3 5 m m ．以保证装人孔内的装配精度要求，圆锥高h 与 底径之比为2 5 ，则药型罩高为5 5m m 。 5 ．2 储能腔设计 储能腔的外直径与药形罩一致，取1 3 5m m ，因 其发挥两部分作用．一是药型罩上部炸药产生射流 时保证最佳炸药的支撑架作用；二是储存爆炸能量 作用。因此其高度应比支架作用高度大。根据聚能 弹设计最佳炸高，一般是药形罩底部直径的3 倍，即 最佳炸高为4 0 5m m 。 因其主要目的并非穿孔，而是利用空腔聚集更 太的爆炸能量，以挤碎底部孔与孔之间的岩体．清除 根底，因此储能腔高度为最佳炸高的2 ～3 倍一则其 高度为8 1 0 ～12 0 0m m 。按岩性确定。 5 ．3 炸药匹配 炸药是聚能爆破的起源，炸药的爆压越大，聚能 威力越大。为得到高爆压，需高爆速、高密度炸药。根 据工程实际，空腔上部起爆药包采用乳化炸药．兼具 防水作用。 S ．4 储能腔制作 储能腔为1 ．o ～1 ．2m 高的塑料筒，批量生产， 储能腔与药型罩可采用套接式。结台现场岩性及实 际情况，可采用毛竹锯成1 _ o ～1 ．2m 的竹筒一保留 竹节，将竹节凸面朝上，效果良好。 6 底部储能腔作用机理 当炸药爆炸时，锥孔部分的爆轰产物飞散．先向 轴线集中，汇集成一股速度和压力都很高的气流。聚 能气流集中在较小的面积上，提高了锥形孔的破岩 作用。经验证明，它可穿透6 0 0m m 以上浮渣．消除 浮渣的影响，提高炮孔利用率。 聚能射流是个高速短暂过程，在对孔底实施射 流时，一是高压迫使爆轰产物向周围低压区膨胀．使 能量开始分散；二是在对孔底破坏过程中．聚能气流 开始反射，空腔内高压气体压力迅速升高。由于空气 缓冲作用，在底部孔壁上波峰应力消失，孔壁上的环 向应力曲线趋于平缓，且在较长时问内基本不变，这 时起主要作用的不再是作用较短的应力波峰压．而 是持续时间较长的爆生气体准静压作用．从而延长 了爆生气体作用时间。当孔壁裂隙形成时，高压气体 措裂隙形成“气楔”，气体的楔人起到破碎岩体、消除 岩坎根底的作用。 因爆轰产物在炮孔轴向加强作用及空气缓冲作 用形成气垫，对减震的效果亦是明显的，同时减小发 生飞石的机率。 7 起爆网路及延迟时间 当一次钻孔数量大、爆落方量多、排数多时，为 了达到破碎、减少大块率、降低震动危害．提高穿孔、 装药、爆破、装载和运输等作业效率．降低采矿成本， 减少爆破及警戒次数，减少飞石发生机率，使用导爆 管雷管接力式传爆网路实现大区段爆破，根据实践 经验及有关资料一般取延长时间2 5 ～j om s 。 万方数据 第1 8 卷第3 期程玉泉中深孔底部储能腔大区段微差爆破 8 技术经济效益分析评价 妻望；i ； 善篓娄妻姜；茎茹篡嚣嚣 萎霉嘉 根据紫金山金矿三个月近2 0 。万m 3 爆破实践示 。 表l 主要技术经井效益比较衰 寰2 施工组织效益比较衰 由表l 、表2 可知，采用新工艺有以下优点 1 岩体大块率降低，爆堆前冲减少，利于铲装， 爆破质量及爆破效益提高，且远区地震明显降低。 2 采用底部储能腔爆破技术．利用高压气体的 “气楔”作用，消除炮孔底部大漏斗现象，孔底留渣对 爆破效果几乎无影响，炮孔利用率提高，延米爆破量 亦提高．底板较为平整，可直接用装载机铲装，铲装 基本无根底，提高铲装效率，降低铲装成本。 3 采用大区段爆破，避免设备频繁移动，可以 集中力量装药堵塞，减少警戒次数，大大减少爆破危 害发生次数，能节约大量施工组织时间，减少设备停 机时间．提高工作效率。 4 各工序之问施工干扰减少，消除忙乱现象， 确保整个施工流程流水作业。 j 根据紫金山金矿每月爆破量l o o 万m 3 综合 计算．采用新工艺每月节约成本约3 0 万元．每年节 约成本3 6 0 万元。 综上所述，在全国第一大金矿首次综合采用底 部储能腔、堵塞段小药包的大区段爆破新技术．提高 爆破质量和效率、降低消耗，同时也降低了爆破潜在 危害。 参考文献 l 中国力学学会工程爆破专业委员会爆破工程[ M 北 京冶金工业出版社．1 9 9 2 ． 2 剂殿中．工程爆破实用手册[ M j ．北京冶金工业出版杜． 1 9 9 9 ． 3 秦明武．控制爆破[ M ] ．北京冶金工业出版鞋．1 9 9 1 ． 4中国力学学会工程爆破专业委员会．工程爆破文集第5 辑[ M ] ．武汉中国地质大学出版社．J9 9 3 ． s 伍祝．爆破工程[ M ] ．北京冶金工业出版社．1 9 9 5 万方数据