电子雷管在紫金山金铜矿的应用.pdf

2 0 1 2 年2 月 电子雷管在紫金山金铜矿的应用刘超等 3 5 电子雷管在紫金山金铜矿的应用 刘超①李东涛⑦欧仙荣①朱利武o ①福建海峡科化股份有限公司烽林分公司 福建 - - “ 4 ，3 6 5 0 0 0 ②北京理工大学机电学院 北京，1 0 0 0 8 1 ③北京北方邦杰科技发展有限公司 北京，1 0 0 0 8 5 [ 摘要]采用电子雷管与导爆管雷管在紫金山金铜矿进行工程爆破实验，通过对比分析大块率、铲装效率和根 底数量等数据，证明了在露天开采中应用电子雷管可以降低大块率、提高铲装效率、改善爆破效果；通过监测电子 雷管爆破振动，分析了延期时间对爆破振动的影响，发现延期时间不仅影响爆破振动峰值速度，而且决定爆破振动 频率的大小和频率分布规律，并给出了实验条件下的较优爆破参数为孔间延期2 0m s ，排间延期7 3 眦。 [ 关键词]电子雷管铲装效率爆破振动振动频率延期时间 [ 分类号] T D 2 3 5 ．4T Q 5 6 5 ．2 T J 5 l 引言 爆破是矿山开采的主要手段之一。爆破质量的 好坏直接影响到铲装、运输、矿岩粉碎等工序的生产 效率及其成本。在保证爆破块度、均匀性和成本的 前提下，降低爆破振动和爆破冲击波等负面影响，是 采矿工作要解决的难题。在国外，电子雷管爆破在 降低爆破振动危害、提高采矿综合经济效益方面取 得了良好的效果【I 引。电子雷管逐孔起爆技术不但 可以减小爆破振动、改善爆破效果，而且可提高铲运 效率、降低采矿和土石方开挖的成本，能够很好地解 决这一难题。 为了改善紫金山金铜矿露天采场爆破的综合效 果，采用海科“隆芯l 号”数码电子雷管[ 3 引进行生 产爆破实验。 1 工程实验概况 紫金山金铜矿为一特大型有色金属矿床，其上 部是特大型金矿，下部为大型铜矿。目前存在的突 出问题是大块率偏高、底根偏多，这不仅增加了二次 爆破量，而且容易造成溜井堵塞、降低铲装和运输作 业效率，影响正常的生产作业。随着露天采场开采 范围的扩大，开采深度不断增加，边坡稳定性与边坡 维护问题日益突出。 1 ．1 爆破参数 采用中深孔台阶爆破，常规爆破参数如图1 所 示，台阶高度为1 2 m ，炮孔采用7 5 0 斜孔，孔径0 ．1 6 5 m ，孔深1 4 m ，堵塞5 m ，孔间距7 m ，排间距6 m 。前 排抵抗线5 ．5m 。每次爆破3 0 个孔左右，采用电 ●●●●下一 ●●●●●L 6 l 摊聂j 必 台阶高 度；1 2 图1 爆破参数 单位m 子雷管毫秒延期爆破，每孔放置一发电子雷管，并采 用大孔距小排距电子雷管爆破实验方案，即根据爆 破效果不断优化延期间隔与孔网参数。首次爆破孔 问延期1 7m s ，排间延期4 2m s 。 1 ．2 数据收集 前期实验历时6 0d ，共收集电子雷管爆破振动 数据1 0 组，电子雷管爆破效果数据1 0 组，高精度导 爆管爆破效果数据3 组。本次实验对爆破现场严格 监督以保证穿孔到爆破整个过程的质量，仔细收集 和统计铲装、大块等数据，用以全面评价实验效果。 爆破振动数据采用3 台四川拓普测控科技有限公司 生产的U B O X 5 0 1 6 爆破振动智能监测仪，3 个测点 成一条直线依次布置在紧邻爆区正后方的3 个台阶 ●收稿日期2 0 l l 8 - 2 3 作者简介刘超 1 9 7 5 一 。男．工程师。主要从事起爆器材的研制和技术管理工作。E - m a i l y a h g c 1 6 3 ．嘲 万方数据 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第4 1 卷第1 期 上，如图2 所示。传感器采用石膏耦合方式固定在 原岩地面上，3 台测振仪设置相同的采集参数。 图2 测点布置示意图 单位m 2 实验结果与分析 2 ．1 爆破效果分析 实验采用大块率、根底数量和铲装时同来衡量 爆破效果。大块是根据矿山采掘、破碎设备的规格 要求而决定的，紫金矿规定矿石的单一长度超过6 0 c m 的为大块，在平台的设计坡底标高上的体积超过 2m 3 为底根。为了简单、迅速和较为准确地给出露 天爆破的大块率，采用体积统计法来计算。通过最 后统计．相比导爆管雷管爆破大块率降低1 ．8 ％。 通过对爆后爆堆实地勘察，爆堆表面破碎．松散 性很好．爆堆后方无散落浮石，爆裂线平直．未见严 重拉裂现象，块度均匀，如图3 所示。随后铲装挖掘 过程中发现消除了底根．爆堆内部大块较少。 { { 3 律酸被艇 实验中逐渐增大孔距，减小排距，最后7 L 距增大 到7 ．5r r l ，排距减小为5 ．5m ，逐步调整延期时问。铲 装效率也逐步提高。除1 号爆堆有1 个根底外，其 余9 次实验均没有根底，铲装效率相比导爆管雷管 有了很大提高，而使用导爆管雷管时没有改变常规 爆破参数，实验对比结果 部分数据 见表1 。这证 明在保持炮孔爆破体积基本不变情况下．通过加大 孔距、减小排距，即提高炮孔密集系数，有助于改善 矿岩破碎质量。实验中发现采用不同的时间间隔， 破碎效果有差异，只有选取合理的延期时间．才能取 得最佳的爆破效果”j 。块度的改善可以提高铲装 效率，减少二次爆破量．降低成本。从降低大块率、 提高铲装效率这一显而易见的技术经济效益来看 电子雷管在改善爆破效果方面具有较大的优势。 袁1 铲装效率对比 2 ．2 爆破振动分析 露天矿爆破产生的振动对边坡的影响主要表现 在两个方面一是爆破振动不断作用在边坡岩体上， 导致台阶边坡和整体边坡强度降低，形成后冲破裂、 表面岩石松动等典型破坏；二是爆破振动引起的惯 性力过大会降低边坡的安全系数，导致边坡失稳。 爆破振动频率低，容易形成共振而增大对边坡的破 坏”】；频率高，则岩体相应的惯性力大，容易导致边 坡失稳。使用爆破振动监测仪器进行现场实时检 测．既能够对本次爆破的安全评价提供可信依据，又 能够为今后爆破参数的优化提供参考。 在测试参数相同、地质条件一致的情况下测得 1 0 组有效的爆破振动数据。图4 为爆破振动时程 曲线，爆破振动峰值速度为2 ．6 7 c m ／s ，没有出现振 动的剧烈增强，爆破振动主振频率5 7 ．3 7H z ．远离 矿山固有频率 1 0H z 左右 ，有利于保护边坡。 ， 目 3 幽 辖 图4 电子雷管爆破振动时程曲线 表2 给出两种延期间隔下电子雷管爆破参数 爆心距R 和单7 L 装药量Q I 和振动峰值速度，其中 爆心距5 2 ／T I ，单孔药量1 5 6k g 。孔间延期2 0 m s 、排 间延期7 3 m s 的振动明显偏大。 以l 号和3 号的2 个测点为例，对比两种延期 条件下的振动频谱，可以看出} L 间延期1 7 m s 、排闻 延期6 5 m s 的爆破振动峰值大，振动频率分布范围 相对集P ，振动能量在频谱图上几乎集中在一个频 万方数据 2 0 1 2 年2 月电子雷管在紫金山金铜矿的应用刘超等 3 7 表2不同延期下振动参数 率附近 图5 ；而孔间延期2 0 r m 、排间延期7 3 m s 的 爆破振动峰值相对小，有多个幅值低且相对集中的 子频带，且频率较高，都在2 5 H z 以上 图6 ，振动能 量在频谱上较为分散，显然这有利于降低爆破振动 危害。由此可见，延期时间一定程度上决定了振动 频率。通过调整延期时间，控制爆破振动频率，对降 低爆破振动危害具有较大的意义。 f p 且 莲 瑙 骚 O ． 一O ． ；o ． 量0 ． 鞠O ． 骣0 ． O ． 图5 孔间1 7 珊爆破振动频谱图 图6 孔间2 0 麟爆破振动频谱图 3 结论 1 实验结果证明，使用电子雷管爆破技术具有 明显的优越性，切实提高了矿山的生产效率，大大降 低爆破振动，进一步推广和使用电子雷管爆破，可取 得的经济效益是显著的。 2 分析爆破振动信号发现，延期时间不仅影响 爆破振动峰值速度，而且决定爆破振动频率的大小 和频率分布规律，这对解决爆破振动问题，进一步寻 求更好的爆破方案，具有积极的意义。 3 本次实验条件下的较优爆破参数为孔间延 期2 0 m s 、排间延期7 3 m s 。今后需要进一步研究的 问题是如何设计孔问、排问延期时间，使爆破效果更 好、爆破振动影响最低。 致谢本次实验的顺利进行得益于紫金山金铜 矿、海峡科化烽林分公司、北方邦杰等相关人员的通 力合作，在此深表感谢 参考文献 【1 ]M c K i m t r yR ．，f l o y dJ ．，B a r t l e yD ．E l e e t r o n i cD e t o n a t o r P e r f o r m a n c eE v a l u a t i o n [ J ] ．J o u r n a l0 fE x p l o s i v e sE n g i n e e r i n g ．2 0 0 2 ，1 9 3 1 2 1 4 ，1 6 - 2 1 ． [ 2 ] D a v i dM ．，D r e wM ．Ar e v i e wo ft h eb e n e f i t sb e i n gd e ] i v - e r e du s i n ge l e c t r o n i cd e l a yd e t o n a t o r si nt h eq u a r r yi n d u s - t r y ．Q U A R R Y l N G2 0 0 7C o n f e r e n c eP r o c e e d i n g s ，2 0 0 7 ， M e l b o u r n e ，1 6 1 5 1 6 4 5 ． [ 3 ] 唐跃，曹跃，罗明荣，等．高精度数码雷管在爆破施工 降振中的应用[ J ] ．爆破，2 0 1 1 ，2 8 1 1 0 7 1 0 9 ． [ 4 ] 张乐，颜景龙，李风国，等．隆芯1 号数码电子雷管在 露天采矿中的应用[ J ] ．工程爆破，2 0 1 0 ，1 6 4 7 3 - 7 6 ． [ 5 ] 冢本员久，朱旭安．利用毫秒微差爆破改善矿石块度 [ J ] ．国外金属矿山，1 9 9 6 1 0 4 3 4 8 ． [ 6 ] D o w d i n gC ．H ．B l a s ta n dc o n s t r u c t i o nv i b r a t i o nm o n i t o - r i n ga n dc o n t r o l T h i r t y - f i v e - y e a rp e r s p e c t i v e [ J ] ．e r a c - t i e eP e r i o d i c a lO nS t r u c t u r a lD e s i g na n dC o n s t r u c t i o n ， 2 0 0 6 。1 1 1 8 ．1 2 ． A p p l i c a t i o no fE l e c t r o n i cD e t o n a t o rI nZ i j i n s h a nG o l dC o p p e rM i n e L I I JC h a o ①，L ID o n g m o o ，O I JX i a n r o n g ①，Z H UL i w u 0 I F e n g l i nB r a n c h0 fF u j i a nH a i r , i * S c i e n c ea n dT e c h n o l o g yC h e m i c a l 2 0 ．，L 【d ． F u j i a nS a n m i n g ，3 6 5 0 0 0 馐 S e h o o lo fl V l e e h a t r o n i eE n g i n e e r i n g ，B e i j i n gI m t i t u t eo fT e c h n o l o g y 1 3 e i j i n g ，1 0 0 0 8 1 ‘i B e i i i , l gB a n g i u n i o nT e e h o l o g yD e v e l o p m e n tC o ．。L t d ． B e i j i n g ，1 0 0 0 8 5 [ A B S r R A C T 】 E n O n e e r i n gb l M t i n ge x p o r i m e n t sw e f e ∞r r i o do u tb yu s i n gt h ee l e e t r o n l ed e t o n a t o ra n dd e t o t m t o rw i t h 8 h o c k c o n d u c t i n gt I l b ei nZ i j i n s h a n 耐dc o p p e rm i n e ．T h ec o n t r a s ta n a l y s i so fl a r g eb o u l d e rr a t e ，s h o v de t t l c i e n e ya n d t h en u m b e ro fb o t t o mp r o v 既lt h n ti nt h es a r f a e em i n i I l gt h ea p p l i c a t i o no fe l e c t r o n l ed e t o n a t o rc o u l dr e d u c et h er a t eo fh , r g e b o u l d e r 。i n c r e a s et h es h o v e ld t l e i e n e ya n di m p r o v et h eb t M t i , l ge f f e c t ．V i am o n i t o r i n gt h ee l e c t r o n i cd e t o n a t o rb l a s t i n gv i - 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