中深孔爆破炸药量计算方法的应用.pdf

第 3期总第 1 5 8期 2 0 0 5 年8 月 冶 金 丛 刊 MET AL L URGI C AL COL L ECT I ONS Su m ．1 58 NO． 4 Au g us t 2 0 0 5 中深孔爆破炸药量计算方法的应用 郑 明 焦 福建省潘 洛铁 矿生产科 摘要深孔爆破中 ， 使用常规方法计算出的炸药量， 恰好满足已施工深孔 的爆破合理需求量是困难 的， 潘洛铁矿 在井下中深孔爆破中， 按爆破设计的排孔装药系数计算药量 ， 在生产中取得良好的效果 。 关键 词 中深孔 爆破 装药 系数 炸 药量 计算 中图分 类号 T D 2 3 5 ． 3 3 T D 2 3 5 ． 2 1 4 文 献标 识码 B 文章 编号 1 6 7 1 3 8 1 8 2 0 0 5 0 4 0 0 2 4一 o 3 APPLI CATI oN oF CALCULATI NG M ETH oD oF EXPLoSI VE QUANTI T Y I N BLoWI NG UP oF ME DI UM DE EP HoL ES Z h e n g Mi n g j i a o P r o d u c t i o n S e c t i o n o f P a n l u o I r o n Or e Mi n e ，F u j i a n Ab s t r a c t T h e p a p e r d e s c r i b e s t h a t i t i s h a r d t o b l o w u p t h e d e e p h o l e i n r a t i o n a l q u a n t i t y c a l c u l a t e d i n n o r ma l ma n ne r，b ut i t c o u l d be OK f o r Pa n l uo I r o n Or e M i ne t o b l o w up i n t h e q ua n t i t y c a l c u l a t e d t o t h e h o l e s c ha r g i ng c o e ffi c i e n t i n d e s i g n o f b l o wi n g u p． Ke y wo r ds me d i u m d e e p h o l e b l o wi n g up；c ha r g i n g c o e ffi c i e n t ；e x p l o s i v e q ua nt i t y c a l c ul a t i ng 1 前 言 潘洛铁矿洛 阳矿 区南 矿段 2 3 矿体 1 6 0 m 水平 以上矿体 ， 采用措施斜坡道 开拓 ， 井下开采 以无底柱 分段分条崩 落法 为主 。投产初期 ， 由于缺乏经验 ， 中 深孔爆破参数取值 困难 。生产 中按 常规计算 方法算 出的爆破炸药量 与爆破设计排孔 的实际需 求药量不 相吻合 ， 给生产带 来麻 烦 和浪 费。在井 下 生产实 践 过程 中， 矿技术人员经过 多次试验 ， 在 取得单位米孔 装药量值 的基础 上 ， 结合 爆 破设计 的排 孔装 药系 数 进行排孔爆破 炸药 量 的计 算 ， 解 决 了过去 用常规 方 法计算药量 在爆破 中所存 在 的问题 ， 在生 产 中得 到 广 泛应 用。 2 常规药量计算方法及其在 生产 中存 在 的问题 深孔爆破 主要 参数有孔径 d 、 孔底距 a 、 孔 深 L 、 排间距或最小 抵 抗 线 w 和 炸药 单 耗 q 。这些 参 数 中， 孔 径 d取决于凿 岩机配用钻 头 的直 径 ； 孔深 L 可根据 矿体产 状、 厚度 等特征 由设计需要而定 ； 其它 参 数的确定 都与矿石坚 固性 系数 f 有关 。 深孔爆 破落矿主要包括深孔设计施工及爆 破设 计施工两个 步骤。深孔设 计施工是指根据 矿石 坚固 性 系数 及矿 山各 自特点 ， 在其 对应 的 W、 a 、 m 等 参 数 中选取 合理 的参 数值 ， 设 计施 工 出合 理 的 深孔 。 爆破设计施 工是指通过药量计算 、 装药设计 、 爆破 网 络设计并付 之施工 把矿石理想地崩落下来 。深孔形 成后 ， 按深孔控制 落矿 范 围， 炸 药尽 量均 匀 分布 ， 避 免局部 药量过分集 中或按深孔担 负爆 落体积和难爆 程度分配 ， 边界 处较难 爆的孔应按分 配炸 药等原则 ， 进行排 孔合理装药设 计 ， 则排 孔所 需 合适爆 破 药量 就确定了 ； 爆破设计 的常规药量计算公式 如下 Q V q 对于平行孔 Va w n t mw r t t 对于扇形孔 VS W 式 中 Q 排孔 消耗炸 药量 k g ； 排 深 孔 爆 落 的矿 石 体 积 m ； m 该排 孔 的 密 集 系数 ； 该 韵 } 孑 乙 的韵 } 距 m 口 同排 孔 间距 或 孔 底 距 m； L 孔 深 m； g 炸 药单耗 k g ／ m ； 维普资讯 第 4期 郑明焦 中深孔爆破炸药量计算方法 的应用 2 5 n 该 排 孔孔 数 S 该排 孔预 定崩落岩石面积 m 。 从 以上排孔 总药量 q 计算公式 可知 在深 孔施 工完毕后 ， 除炸药单耗 q值外 ， 其余 计算 药量 的参 数 都是 已定值 。要使 计 算 出来 的排 孔爆 破 总药 量 q 与合理爆破所需 的 实际药 量相 等 ， 则炸 药单 耗 q的 取值是 困难 的 ， 尤 其对 于 尚无 长期 的生 产经 验数 据 作参数 的矿 山而 言 ， 其难 度更 大。一旦 炸 药 单耗 q 的取值不 当 ， 常会 导致 产生如下 问题 1 q值 偏 小 ， 常 规计 算 出来 的药 量 小 于排 孔 爆破 合理需 求量 ， 爆破装药时容 易造成药量 不足 ， 而 无法 满足排孔装药设计 的要 求 ， 影 响中孔爆 效 ， 其 结 果 是带来爆破后 大块 率增 多 ， 从 而 导致 二次爆 破 药 量 的增加 。 2 q值 偏 大 ， 常规 计算 出来 的药 量 大 于排 孔 爆 破合理需求 量 ， 装 药爆破 时会 出现 炸药 剩余 。将 造成 ①若 把剩余炸药全数装 入孔中 ， 不仅不 能提高 爆效 ， 且 会造成局部 区域 药量过分集 中， 爆破 后易造 成眉线 、 设 备或 附近构 筑物的破坏 ； ② 由于深 孔爆破 时领用 的炸 药一般需经加 工 ， 改变了某些属性 ， 若把 剩余炸药久 置或 回收 ， 炸药容易结块浪费或失效 。 3 根 据炮 孔装 药 系数 K计算 排 孔装 药量 在 同一 矿体条件下 ， 凿岩设备相 同， 爆 破装药设 备一样 。则 深孔爆 破 时 ， 单 位米孔 装药 量是 相对 固 定 的常值 c ， 可根据下式进行爆破药量计算 q C X L X K 16 1 式 中 C 单位 米孔装 药量常值 k g ／ m； ￡ 排 孔孔深 总长度 m； K 排孔装 药 系数 ； 6 装 药过程 中炸药 总损失 率 ， 一般 为 5 ％ ～ 1 0％ 。 3 ． 1 单位米 孔装 药量常值 C的确定 上 式排孔药量 计算 式 中 ， 单位 米孔 装药 常 值 c 有 以下两 种确定方法 1 理论近似计 算法 参照钻头直径 ， 结合现场炮孔直径测定 ， 确定炮 孔近 似直径 d ， 1 一 则 c 仃 d △ X 0 ． 0 0 1 斗 式 中 d 深孔近似直径 e m ； △ 装药 密度 g ／ c m 取值 可 参 考设 备 提 供 的指 标 。 2 试验数值归 纳法 按 常规方 法进行 深孔爆 破 试验 ， 在爆 破施 工过 程 中 ， 根据装药实 际情 况 ， 算 出排 孔 装药 系数 K， 据 收集 的炸药 加工损失量及装药 返粉损失量算 出爆 破 过程 中炸药 总损失量 b 。 根据公 式 1 得 Cq ／￡ X K 1b 进行几次常规爆破试验得 出 C 。 、 C 、 ⋯ 、 C C C l C 2 ⋯ C ／ n 3 ． 2 排孔装药 系数 K及其计算 爆破设计时按排孔装药 分配原则对各孔装药长 度进行分配设计 ， 则各孔装药段 的总长度 ￡ 与排孔 总长度 ￡ 。 的 比值 为爆破设计 的装药 系数 ， 即 K ￡ 2 ／ X 1 0 0 ％ 3 ． 3 爆破炸药总损失率 b 炸药总损 失率 b是指 在爆 破 时 ， 炸药 加 工及装 药过 程的炸 药损失 比率 ， 主 要包括 炸药 加工 的报废 率及 装药返粉 率两部分 。 下面就 我矿 的 实 际情 况举 例 说 明， 斜 井 2 3 矿 体采 用无底 柱分段崩 落法 ， 中深孔 落矿 回采 条件 如 下 1 分段高度 1 0 m进路沿 走 向布置 ， 进路 间距 8m ； 2 中孔布置均 为立 面扇形炮孔 ； 3 凿 岩设 备为 Y G一9 0重 型导轨 式凿 岩机 。 配用钻头 d 6 5 mm； 4使用 A Y Z一1 5 0型装药器 ， 装药密度 0 ． 9～ 1 ． 0g ／c m ； 5矿石坚 固性 系数 f8～1 4， 参照其 它 同类 型矿 山情况 ， 中深孔设 计 选取 参数 最小 抵抗 线 埘 1 ． 5～2 ． 0 m， 炮 孔密 集 系数 m1 ． 0～1 ． 2， 孔底 距 口 1 ． 5～2 ． 6 m， 单位炸药 消耗 q1 ． 0～2 ． 4 k g ／ e m ； 6 引爆点火方 式为导爆 管孔 口火雷管起爆 。 我矿斜井 1 7 0 m 中段 该 分 段 与顶 板 围岩 直接 接 触 3 进路排孔爆 破时 ， 该排孔设计 见图 1 。 1 单位米孔炸 药消耗 量 c值理论 近似计 算 凿岩机钻 头直 径 6 5 m m， 现 场 实测 施 工 后炮 孔 孔径为 6 8～ 7 0 mm， 取值 d6 9 mm， 装 药密 度为 0 ． 9 ～ 1 ． 0 g ／ e m ， 取值 △1 ． 0 g ／ c m ， 把 d 、 △值代人 ， 得 c 1仃d △ 0 ． 0 013 ． 7 4 k g ／m 2 按排 孔合理装药设计 ， 求 出排孔装药 系数 由于我矿井 下 中深孔爆破采 用导爆 管孔 口引爆 的起 爆方式 ， 经摸索并结合实 际生产情况 ， 该排孔装 药设计 见图 2 ， 从 图 2可知 ， 该 排 孔设计 装药 总长度 维普资讯 2 6 冶 金 丛 刊 总第 1 5 8期 注 扇形 炮孔 排 面倾角 9 0 。 ； 扇形 炮 孔排 间 距 1 ． 5 m； 排 孔 总 长度 6 8 ． 2 m 图 1 扇形排 孔设 计 图 L 2 5 3 ． 1 m， 排 孔总 长度 L P 6 8 ． 2 m， 则 KL 2 ／ L 1 0 0％7 7． 9％ 。 图 2实 际排孔 装 药图 3 炸药 总损失 率 b 根据 我矿 多年来 经验积 累和测试 ， 在拌药 过 程 中加工损失 为 1 ％ ， 装药 返粉 率一 般 为 6 ％ ～1 0 ％ ， 故取 l 0 ％。 4 按排孔装药系数计算爆破药量 Q C L P K 1b 3 ． 7 4 6 8 ． 27 7 ． 9 ％ 11 0 ％ 21 8． 6kg 可见 ， 按 排孔装药系数计算 ， 该 排孔爆破药量 为 21 8． 6k g。 4实 际应 用 效 果分 析 我矿斜井 自 1 9 9 2年下半年试 产到 1 9 9 3年正 式 投产初期 ， 1 9 9 3年 4月 份 后 ， 开 始 进行 中深孑 L 单 位 米孔装药量 c值 的测定 ， 实践 中通过理论 近似值计 算及多次实 践 归纳 ， 最终 确 定 1 7 0 m 中段 的 中孔 单 位 米 孔 装 量 c值 在 3 ． 6 5～3 ． 8 k g ／ m 之 间 ， 此 后 1 6 0 m 中段 的中孔 爆 破都 采用 排孔设 计装 药 系数 进 行爆破药量计 算 ， 并且 在 生产 中取得 良好 效果 。据 统计 数据分 析采用常规药量计算 及设计排 孔装药 系 数进行计算 ， 两者 吨矿炸药 消耗情况 比较见表 l 。 表 1 常规药量与装药系数药量吨矿炸药消耗情况比较 排孔设计装药 系数计算药量 的应用 ， 自 1 9 9 3年 5月份开始 至 1 9 9 7年 1 6 0～1 7 0 m 中段 中孔共 回采 矿石 1 7 ． 6万 t ， 按 我 矿 炸药 调 拨单 价 3 ． 2元／ k g计 算 ， 则采用新方法进行 药量计算 ， 仅爆破一项共 节约 炸药成本 。 1 7 6 0 0 0 0 ． 6 3 0 ． 5 8 3 ． 22 8 1 6 0元 从我矿井 下 中孔 落矿 生产 的实 践证 明 ， 采 用排 孔设计装 药系数进 行药 量计 算 ， 在爆 破应用 中有 如 下优 点 1 中孔设计 施工 后 ， 按爆 破范 围药 量分 配原 则 ， 进行排孔 中各孔装药量 的设计 ， 有利于保证炮孔 的爆破质量 。 2 按设计 装药 系数 进行 药量 计算 ， 把爆 破范 围药量分配及排 孔合 理 总装药 量有 机结合 起来 ， 能 使爆破工在装 药过 程 中对各孔 装药 量心 中有 数 ， 从 而取得合理装 药的 目的。 3 我 矿 目前 中孔 爆 破仍 采 用 导爆 管 孔 口引 爆 ， 爆 破范 围炸药量合 理分配受到一定程度 的限制 。 若今后 生产 中引进 孔 底 引爆 技 术或 导 爆 索孔 间引 爆 。 将能提高爆 效 ， 降低 排孔 装药 系数 ， 从 而降 低 吨 矿炸药单耗 。 5 结 语 在深 孔爆 破 中 ， 按爆 破设 计深孔 的装药 系 数进 行爆破药量计算 ， 具有科学性 与合理性 ， 凡 是散装炸 药深孑 L 爆破 ， 不管 是露 天或 井 下 ， 也不 管是平 行孔 、 扇形孔 或放射状孔 ， 该 方法 的应 用将 有利 于保证 深 孔 的药量控制及爆 效 的提高 ， 从而 取得较 好 的经 济 效 益 。 维普资讯