逐孔起爆技术在黄山石灰石矿山中的应用.pdf

1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第26卷 第3期 2009年9月 爆 破 BLASTING Vol . 26 No. 3 Sep. 2009 文章编号1001 - 487X2009 03 - 0040 - 03 逐孔起爆技术在黄山石灰石矿山中的应用 陈星明 1 ,邓永康 2 1. 西南科技大学环境与资源学院,绵阳21010; 2.四川金顶集团股份有限公司矿山车间,乐山614200 摘 要 逐孔起爆技术是近几年发展起来的一种新型起爆技术,一些大型露天矿山已陆续试用。在介绍逐 孔起爆技术的基本原理的基础上,介绍了逐孔起爆技术在黄山石灰石矿的设计方法以及在该矿山生产爆破 中取得的良好效果。 关键词 逐孔起爆技术; 基本原理; 设计方法; 爆破效果 中图分类号 TD235. 1 文献标识码 A Application of Hole by Hole Blasting Technique on Huangshan L i mestoneM i ne CHEN X ing2m ing 1 , DENG Yong2kang 2 1. SouthwestUniversity of Science and Technology,Mianyang 621010, China; 2. Sichuan Golden Summit Group Co Ltd,Leshan 614200, China Abstract Hole by hole blasting is a new technique,which developed in the near several years and used by a lot of large open2pitmine. In this paper, based on the introduce of the basic principle, design and its good blas2 ting results in Huangshan Li mestoneMine about hole by hole blasting technique are introduced. Key words hole by hole blasting technique; basic principle; design ; blasting results 收稿日期 2009 - 01 - 06 作者简介陈星明1972 - ,男,副教授, E2mail cxms wust . edu. cn。 0 引言 爆破工作是露天采矿生产过程中的一个至关重 要的工序,爆破成本在矿山生产成本中占有较大的 比例,爆破质量的好坏对其后续工作如电铲采装、 汽 车运输、 矿岩破碎等工序的生产效率和成本也有关 键性的影响。露天矿山爆破质量评价一般有2个标 准一是爆堆外部具有标准的几何尺寸,其前冲、 后 冲、 侧冲、 爆堆高度应适合电铲采装及汽车运输作 业;二是爆堆内部具有均匀的破碎块度和较好的松 散度,采运等设备生产效率高,能耗低。传统的露天 矿生产爆破一般采用多排孔微差爆破,每次爆破的 装药量较大,能耗高,大块率高,增加其后续工作采 装和运输工作的难度,并且容易产生地震波、 空气冲 击波、 飞石等危害 [1]。 良好的爆破质量是采矿工作者一贯追求的目 标,影响爆破质量主要有炸药、 岩石、 爆破技术等诸 多因素。随着爆破器材产品性能的改进,爆破技术 日益提高,近几年发展起来的逐孔起爆技术就是其 中新技术之一。 逐孔起爆技术在国外发展很快,技术也比较成 熟,国内近几年一些大的露天矿山都陆续使用,并取 得了良好的爆破效果和经济效果。四川金顶集团 有限公司黄山石灰石矿山自2005年开始使用逐孔起 爆技术,取得良好的爆破效果和经济效益,对逐孔起 爆技术在黄山石灰石矿山的应用作简单的介绍。 1 逐孔起爆技术简介 逐孔起爆技术是指爆区内处于同一排的炮孔按 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 照设计好的延期时间从起爆点依次起爆,同时爆区 排间炮孔按另一延期时间依次向后排传爆,从而使 爆区内相邻炮孔的起爆时间错开,起爆顺序呈分散 的螺旋状,也就是说在预爆破区域的布孔水平面内, 处于横向排和纵向列上的炮孔分别采用不同的延期 时间,但通常位于1排或1列中的炮孔具有相同的 地表延期时间间隔。从起爆点开始在二维平面内每 个炮孔的起爆时间按孔、 排间延期时间累加实现,相 对于周围炮孔各自独立起爆。即爆区中任何一个炮 孔爆破时在空间上都是按照一定的起爆顺序单独起 爆,这样,爆破过程在时空发展上按某一起爆等时线 向前推进,直至爆破过程完毕。 根据逐孔起爆的爆破过程,逐孔起爆技术与多 排孔微差起爆比较有以下几个特点 [223 ] 1 先爆炮孔为后爆炮孔多创造一个自由面。 增加爆破自由面,能大幅度地提高爆破炸药的能量, 提高效率。 2 爆炸应力波沿自由面充分反射,加强矿岩破碎。 3 相邻爆炮孔相互碰撞,挤压,增强矿岩二次 破碎。利用逐孔起爆技术,矿岩爆破块度好,大块率 低,二次爆破量少,能较大地提高其后继工作铲装 和运输的工作效率。 4 控制或减少爆破地震波等危害。同时间起 爆药量只有单孔装药量,起爆药量小,能有效地控制 和减少地震波、 冲击波和飞石等矿山危害的发生。 2 黄山石灰石矿山逐孔起爆方案的设计 2. 1 黄山石灰石矿山基本情况 黄山石灰石矿地处四川盆地中南部,位于峨眉 山市乐都镇境内,是典型的半山坡露天矿。该矿山 矿石质量好,矿岩普氏系数为f6～8。矿山生产爆 破采用中深孔台阶爆破方式,台阶高度为15 m,钻 孔设备为KQ2200型潜孔钻机,垂直钻孔,采用三角 形布孔方式,孔径为200 mm。生产爆破时,其孔网 参数分别为底盘抵抗线D 6. 5 m,孔间距a 5 m,排间距b 5 m,炮孔深度17. 5 m,其中超深 2. 5 m,炮孔填塞长度为5～6 m。 2. 2 矿山逐孔起爆方案的设计 逐孔起爆技术起爆方式一般采用地表延期网路 和孔内延期。为了保证爆破网路的安全,孔间延期 一般要求大于地表延期的最大时间,根据矿山实际 情况及现有国产的高精度毫秒非电雷管类型,黄山 石灰石矿山孔内延期选用400 ms高精度毫秒非电 雷管。地表延期分为孔间延期和排间延期。根据矿 山爆区爆破体自由面的状况,黄山石灰石矿山设计 的地表延期网路有斜线型逐孔起爆网路和“V” 型逐 孔起爆网路2种形式。下面分别介绍。 1 斜线型逐孔起爆网路 斜线型逐孔起爆网路适应于爆区爆破体有2个 自由面的情况,采用后倾联接方式即列传爆方向 与控制排传爆方向大于或等于90。根据孔间距 和排间距的距离大小及现有国产的高精度毫秒非电 雷管类型,矿山生产爆破中选用的孔间延期时间为 17 ms,排间延期时间为42 ms的非电雷管。斜线型 逐孔起爆网路连接如图1所示,每个炮孔旁数字表 示该炮孔地表延期的时间ms ,实线表示网路的连 接,每个炮孔的起爆时间为地表延期时间与孔内延 期时间400 ms之和 [4]。 图1 斜线型逐孔起爆网路单位ms 如图1所示,各炮孔的起爆时间地表延期时 间孔内延期时间均不相同,实现了爆区内相邻 炮孔的起爆时间错开。根据各炮孔的爆破时间,可 以看出爆破过程在时空发展上按某一起爆等时一 定时间范围内线如图1中虚线所示向前推进, 直至爆破过程结束。 在这种条件下爆区所爆矿岩朝自由面的一个方 向抛掷,即为一定时间范围内起爆等时线的法线方 14第26卷 第3期 陈星明,邓永康 逐孔起爆技术在黄山石灰石矿山中的应用 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 向,爆堆较集中。在实际工作中,可以选择不同规格 的孔间和排间地表延期雷管,以调整爆区的起爆等 时线方向,根据采矿工作面平面位置,相应地改变矿 岩抛掷方向,使所爆破矿岩能更好顺应其后续工作 如铲装、 运输等。 2 “V” 型逐孔起爆网路 在矿山生产过程中,当爆区爆破体只有1个自 由面时,不能采用斜线逐孔起爆网路,而应采用“V” 型逐孔起爆网路。一般是从第1排炮孔的中心孔进 行起爆,其余炮孔仍采用后倾方式联接,在这种条件 下爆区起爆点2边的矿岩向起爆点中心线方向抛 掷,网路连接如图2所示。 黄山石灰石矿采用“V” 型逐孔起爆网路时,孔 间延期采用17 ms地表延期非电雷管除中心孔两 侧其中1个炮孔采9 ms延期时间外 , 排间延期采 用42 ms地表延期非电雷管,各炮孔的起爆时间分 别为图 2 各炮孔旁的数字,单位 ms所示。 “V” 型起爆网络的起爆等时线如图示虚线所示,矿岩的 抛掷方向为起爆等时法线方向,这样爆堆比较集中, 便于挖掘机进行铲装和汽车运输作业。同时在矿山 实际工作,我们可以调整第1排孔起爆点的位置,改 变矿岩的抛掷位置,以满足采矿工作面的平面布置, 提高生产效率。 图2 “V” 型逐孔起爆网路单位ms 3 逐孔起爆技术的效果 逐孔起爆技术在四川金顶集团股份有限公 司黄山石灰石矿山使用3 y多来,获得了矿山工作 人员及管理人员的一致好评,取得了较好的爆破效 果和经济效果,主要表现为 1 爆破块度好,大块率低,二次爆破量少,底根 少或无底根。使用3 y来,基本未出现大块。 2 能控制爆堆移动方向,有效地控制和降低了 损失和贫化。 3 能控制爆堆形状和控制爆堆松散度及松散 均匀度,便于挖掘和运输,发挥铲装、 运输设备的效 率,提高矿山企业的经济效益。 4 控制爆破震动,噪声,飞石,矿山的安全加强。 逐孔起爆技术与多排孔微差起爆技术相比,减 少了矿山矿岩炸药单耗,提高了炮孔的延米爆破量, 大块处理费用降低,特别是由于铲装效果的改善,大 大地降低了矿山企业长期居高不下的铲装费用,使 矿山总体效益明显提高。 但是,要成功实现逐孔起爆,必须保证雷管延期 时间的精确性,即要求使用高精度非电毫秒雷管,延 时不精确,容易造成起爆时间发生紊乱,达不到应有 的爆破效果,并且起爆后岩石抛掷方向也将发生紊 乱。延时精确是实现矿山逐孔起爆的基本保证,我 国的爆破器材公司应加快高精度雷管的研制和生 产,以便更好地满足更多矿山的实际需求。 参考文献 [1] 李宝祥.金属矿床露天开采[M ].北京冶金工业出版 社, 1992. [2] 刘忠卫,尤广生.精确微差延时及逐孔起爆技术在爆 破实践中的应用[J ].矿业工程, 20035 37240. [3] 银开州,王利平,刘 军,等.“ 逐孔起爆技术 ” 在永平 铜矿的应用[J ].爆破, 2003, 202 34236. [4] 曾 鸣,张成良,申玉兰,等.单孔单响微差起爆技术 在路堑开挖中的应用[J ].爆破, 2006, 232 43247. 24爆 破 2009年9月