露天多段深孔微差爆破孔网参数优化设计.pdf

第 “卷第期 “ “ 年月 爆破 “ , 9 9 , 6 4 0 1 9 / 6 , 1 , 1 * 4 13 , “ , A（B C , AJ K K 9 L 9 , E 9 , ’ 9 , L L C ’ F A R , C 9 N 9 D C C A ’ G C E L E， NR ’ ’ N A F ’ N A 9 , ; C ；F C ’ D A A C ,；D C A C N D A 9 9 Q A 9 , 收稿日期 “ “ . “ . - 作者简介 于治斌 （- U .） ， 男； 葫芦岛 辽宁渤海水泥 （集团） 有限责 任公司工程师 - 引言 辽宁渤海水泥 （集团） 有限责任公司是国家水泥 骨干企业， 位于辽西走廊、 渤海之滨的” 关外第一市” ..葫芦岛市， 前身是锦西水泥厂， 已有五十多年的 历史， 现年产水泥- “万吨。石灰石矿是其主要原 料矿山， 为了减少爆破振动及危害， 提高爆破效率与 效果， 多年来一直使用深孔微差爆破。但随着开采 高程的降低和产量的增加， 采区距居民区越来越近， 爆破振动、 噪声、 粉尘等危害影响了周边居民的正常 生活。因此， 过去的一排一响、 多孔一响改为现在一 孔一响， 减小了爆破规模， 控制单孔装药量， 改变了 起爆顺序， 采用多段微差爆破。由于起爆段数的增 多， 所以必须对多段微差深孔爆破孔网参数进行优 化设计。 多段深孔微差爆破 在多段微差爆破中， 第一排的- 个孔首先起 爆后， 其相邻炮孔增加一个侧自由面， 即先爆的炮孔 为后爆的炮孔增加了一个侧自由面， 而先、 后爆破的 炮孔的正面抵抗线都不变， 均为2值； 在第二排以 后的炮孔爆破时， 除每一排的第一响炮孔只有一个 自由面外， 其它炮孔均有两个新出现的自由面； 从开 始微差后， 均是前排为后排创造自由面， 且每排各孔 的正面抵抗线均相等。 万方数据 后响的炮孔起爆时， 由于前响炮孔的爆落矿岩 还未抛出而反作用在后响矿岩上， 增加了后响爆破 的阻力， 因此， 后响的爆破为挤压爆破。第一排为侧 面挤压爆破， 第二排以后为正、 侧两面挤压爆破。 深孔微差爆破的孔网参数 炮孔直径“ ； 炮孔倾角 ’； 台阶高度“ “ “ ； 炮 孔超深“ “ ； 炸药单耗 * * ,／ ； 炮孔排列为三角形， 炮孔排数-*排， 最小抵抗线 ， 炮孔间距， 排距’ .， 第一 排炮孔孔网参数为/ ， 第二排开始孔网参数 为/ - 。 孔网参数优化设计 “ 优化设计条件 “）爆破作用指数 “， 即标准抛掷爆破， 爆破 漏斗角为直角； 0）被爆矿岩均质且前后段微差时间相同； ）各炮孔装药量相等； -）每排炮孔成直线排列， 两排之间成交替正三 角形排列； ）每一炮孔各方向自由面的作用力相等， 即在 各自由面的最小抵抗线方向效果相同。 *）挤压爆破的孔网参数较非挤压的小“ 1。 0 参数优化 爆破的目的是使每个炮孔破坏和抛掷最大体积 的岩体， 在此情况下， 必须有两相邻炮孔的连线方向 完全形成裂隙 ［“］ 。这时， 一个炮孔的爆破岩体的体 积应为 * “ 0 ““ 0 ““ 0 “ 0 “,“ 0 ’ “ “ 0“ ［ （“）（“ -） 0,’0） , ’］ 式中 “为岩体容重， 其它符号同前。 对*求导， 并设置 *／ *／’ ｛ ， 有 *／ “ 0“ ［“ 0 （“） ,’］ *／’ “ 0“ ［0（“） ’,］ “ 可得 0’ 由此可知， 炮孔排列为交替正三角形， 每排的孔距应 与第一排的孔间距相等。因后排炮孔爆破为挤压爆 破， 且前后排炮孔药量和孔间距相同， 以及孔网参数 缩小“ 1， 所以， 排距也减小“ 1， 即’ .。 根据炮孔在各个自由面上的爆破作用力相等、 挤压爆破的抵抗线较正常爆破小“ 1、 以及爆破作 用指数和爆破漏斗角为直角的原理， 如图“所示。 图“孔距2计算图 图中， “ 3为先爆孔，0 3为后爆孔。由图可知 . 0“ 0 ， 式中为第一排孔抵抗线。 - 效果分析 优化设计前， 深孔微差爆破第一排的孔网参数 -为- ， 每孔爆破面积为0 0； 因每孔 药量相同， 炸药单耗相同及台阶高度不变， 故每个炮 孔的爆破面积应相同。 采用多段微差深孔爆破后， 每 孔爆破面积不变， 而优化后的炮孔间距“ 0 ， 这时第一排炮孔每孔爆破面积为“ 0 0 0 ， 求知- - -， 进而知.， 实际中取 - ，’- ， *。 由上述知， 露天多段微差深孔爆破的孔网参数优化 结果是 第一排炮孔-为 *-- ， 第二 排以后-’为 *-- 。 孔网参数优化前后 情况如图0所示。 图0爆破孔网参数优化前后面积计算 图中阴影部分为爆破作用较弱部分， 容易形成 大块及根底。通常情况下大块和根底形成的多少与 爆破漏斗阴影面积成正比。 根据以上图示， 采用面积公式/“00 1／ （-“） ［0］ ， 式中， /为炮孔负担爆破面积 （ 0） 、 0为炮孔直径 （） ，为装药密度 （ , ／ ） 、 1 为深孔装药系数、 1为炮孔深度 （） 、为单位炸药 （下转第0 4页） 0 第0 卷第0期于治斌等露天多段深孔微差爆破孔网参数优化设计 万方数据 性。每排孔的导爆管组成同一非电起爆网路一次起 爆， 如图所示。 图“预裂孔装药结构图 安全防护措施与爆破效果 ［］ 爆破飞石最大距离与防护 根据经验公式“（ ’ ’） “ ’ ’ “ * （约 ’） 为确保周围民房不受损坏， 爆破时需在炮孔上 覆盖双层胶皮， 以降低爆破碎块的飞散距离。 图起爆网路展开图 爆破震动控制 根据国家 爆破安全规程 ， 将地面建筑以一般 砖房， 非抗震的大型砖砌建筑物为代表， 规定地面质 点的安全震动速度为 “, ／ -， 钢筋砼框架房屋 , ／-， 为确保爆区周围的安全， 按, ／-值控制震 动速度。 ）一次最大齐爆药量 ’ . /“ “ （／） “／“ “ “ “ （／ ’） “／“ “ 0 1 ）爆破地震波影响范围 预裂爆破每次起爆最多2个孔， 实际起爆药量 0 1； 爆破地震波影响范围经计算为 “ 。 “ 爆破效果 从爆后现场了解可知， 爆后围岩内残留的半孔 率达 ’ 3以上， 孔口出现宽 2 裂缝， 极少有 孔口裂缝向桩基围岩内延伸。 * 几点体会 ） 在基坑边沿采取先预裂爆破的方法， 比普 通爆破法更明显地提高了基坑围岩稳定， 特别是有 效地防止了主爆孔大区域爆破对围岩和桩基的影 响。 ） 在有震动控制要求的情况下， 同段起爆孔 数也不宜少于“个； 相邻段的起爆时差不宜大于 -； 若与主爆区一次起爆， 预裂孔应提前 ’ ’ ’ ’ -以上。 “） 在两药孔之间增设一个空孔， 以充分利用 空孔导向的作用， 是保证预裂效果的有效措施。 参考文献 ［］ 龙维祺爆破工程 ［4］北京 冶金工业出版社， ［］ 朱忠节， 何广沂岩石爆破新技术 ［4］北京 中国铁 道出版社， 2 * （上接第 页） 消耗量 （ 0 1 ／ “） 、 *为台阶高度 （） ， 可计算出优化 设计的效果为 优化设计前阴影面积为2 2 ， 优 化设计后的阴影面积为“ 2 2 ， 优化设计前后阴 影面之差为 * ， 优化设计阴影面积减少率为 * 3。 结论 优化设计后， 爆破作用比较均匀， 爆破效果明显 好转。优化设计后阴影面积减少 * 3， 可以认为优 化后爆破大块率下降 * 3， 同时， 爆破根底产生的 机会和程度下降。 参考文献 ［］ 张春雷台阶中深孔爆破孔网参数优化 ［5］中国钼业， （ ’） “ 6 * ［］ 钟维良露天多排深孔爆破孔网参数的确定 ［5］爆破， 2 （） 6 * ［“］ 何文经紫金山金矿深孔爆破参数的选取和探讨 ［5］ 爆破， ’ ’ （） 6 2 爆破 ’ ’ “年*月 万方数据