光面爆破参数的规范化研究及参数优化试验.pdf

第 了卷 第 期 ∀年月 爆炸与冲 ∃ 对于中深孔光面爆 破和预裂爆破来说 , 还要考虑到地震效应的影响 。 但是本文所及 , 仅限于浅眼光面爆破 。 要使光面爆破的试验结果便于推广应用 , 参数的选取从一开始就必须规范化 、 系列化 。 做到规范化比较容易 , 做到系列化还有一些困难 。 因为 , 能使岩石光爆参数系列化的 , 只有 岩石在爆炸荷载下的成缝指标 。 岩石的成缝指标 , 在不 同于现在我们所说的岩石可爆性分级 , 是光面爆破和予裂爆破要研究的另一个专门课题 , 由于篇幅所限 4 这里只谈规范化问题 , 系 列化问题将 另文阐述 。 二 、 光面爆破参数的选取 4 影响 光面爆破效果的主要因素分析 据不完全统计 , 影响光面爆破效果的因素约有年月9 ≅ Α 日收到 , ∀年Β 月Β日收到修改稿 〕 爆 炸与冲击第∀卷 质与构造可用岩石的成缝指标概括 , 不能由人们任意改变 。 因此 , 在工程爆破中可供人们在 设 计中调整控制的主要是炮孔参数和装药参数 。 4 装药结构的规范化形式 由于我国还没有专用光爆炸药和定型生产多种规格 的光爆药卷 。 因而 4 在光面爆破中采 用的装药结构形式有多种多样 , 图 是常用的几种装药结构形式 。 ∋ , 去 4 十 十 孟 走 丁 9 5 5 ￡ 小 对 一一 “ 一一 口口口口 了了牙不下 下 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 ⋯⋯ 伙伙伙 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Χ Χ Χ Χ Χ ΔΔΔΔΔ 汁爆东 图 常用的几种装药结构ΑΕ乡式 ∋ Φ 孔深 , ∋ Φ 装药长度 , 寿 Φ 临界坑塞 位段 , Γ Φ 炮孔直径 4 ∋ Φ 轴向空 尸 讨Ε长度 4 Γ , Φ 装药直径 ∋ 、Φ 灯∋塞长度 其中≅ΗΑ为等药 径连续装药 4 除有环向空气层外 , 还有轴向空气柱么 。 ≅ΙΑ为不等药径 的连续装药 , 孔底的加粗药卷是为减少根底而设置的 , 石系将加粗药卷换算为等药径药卷后 的装药长度 。 ≅ϑΑ为等药径不连续装药 , 药卷之 间用导爆索连接 , 以适应软岩爆破的需要 。 ≅ΓΑ为等药径连续装药 , 只有环向空气层 , 没有轴向空气柱 。 我们认为四种形式中 , ≅ Η Α为 光面爆破装药结构的 规范化形式 。 因为其他三种装药形式或者是它的特例 , 或者略加换算就 可化为规范化形式因此 , 下面我们以它 为墓础讨论它的参数规范化 问题 。 ∗ 2类围岩 ⎯∀ 喊∀ Β气Τ 产 Β 眼痕率系指可见眼痕的炮眼个数与不包括底板的周边眼 总 ≅Α可见眼痕率的翅尺 , ∗ , Π , ⊥类 围岩眼痕为孔长的∀ ”、算 一个 4 ∗ 2类以下 围岩 , 眼痕为孔长的Β β算一个 。 ≅ Α 围岩分类参看喷锚支护施工验收规范 。 表超欠挖 、 孔壁裂纹评分标准 项9 Φ 9 评分 最大线超挖≅厘米Α χΒ Βχ占χ χ ⎯ 欠挖≅厘米Α χ χ 奋Β 孔壁裂纹≅毫米Α 无 ≅肉眼不可见Α 轻微 ≅χ 4 Α 中度≅ 4 χ 4 ΒΑ 严重 ≅⎯ 4 Β Α 分分分分 口 勺 日 Ξ, ‘Π 说明 线性超挖值系指超挖面积与不包括洞底在内的设计断面 周长之比 。 爆炸与冲击 第∀巷 总分 质 磺等级 表 ≅ 质且综合指标评价 Β乃, 。一 ‘, Β9≅ Α 不合格 、 经济效益评价指标 井巷掘进按总的单位爆方的凿岩爆破费用评价 。 对于顶留光爆层的情况 4 也可按光爆层 单位爆方的凿岩爆破费用评价 , 本试验用的后一种办法 。 经与现场研究 后 得到以下单价 Φ ≅9Α 侮米炮孔的凿岩费用Β元 Φ ≅Α 呀∋导爆管费用 4 元Φ≅Α 征米炮孔的炸药费用 4 豹 元Χ米 ‘鱿, 的单位 为公斤Χ米Α 根据孔间距和抵抗线 4 按上述单价算出林米 , 的凿岩爆破费用后 , 再将其规范化为加权数 , ,5 9 ’ 作为经济效益的评价指标 、 本试验孔间距和缎小抵抗线的组合有四种9 御兄 4 其加权数计算 见表 Β 。 表Β加权数计算 孔孔∗ ’∗ 4】 距 抵古 ’∋线线 叹;小∀Β ‘‘9〔 习之 , , 6‘杯 6ΣΡ,69,9呢 米Α Α Α ∀≅一又∀吸 ‘Τ ,9〔 米 , , ∀一, α ∀ 4 Β≅厘米Α Α Α ‘‘ 准Υ仪爆Τ ,费川川 Ε 9 9 ’作如下 分析 Φ 9 、 光爆参数 ≅简称ΕΑ ’ ∗素 Α 的三次 关系 先肴影响光爆质 Φ4【 的 Α Σ ∗素 一 二次关系 从极双8的 人小 49 ’ 以得出如下排列顺序 呱Χ 9 , 6 ∗ Θ Α “ ∃ , , Π 4 瓜 ‘Δ ∃ 4 从 , “ ⊥ , 从 4 ∃ 门 。 4 ∃ , Ξ 4 9 Χ 9 Σ , 矿 4 如果不考虑交互作用 4 则有 ⊥ , , 4 ∃ , , ∗ 4 9Χ9 Α 9 Τ矿 , 再看影响光爆经济效益的 囚素二次关系 4 同样 49 Τ ’ 以排出下 列顺序 ∃ , ⊥ , 的Χ 9毛矿 4 瓜 ς α 4Χ δ几 , 矿 如果撇开交互作用 , 有 ∃ , ⊥ , 的Χ几沪 , , ‘ 4 综合质量和经济两个方面 , 可以看出 Φ 密集系数 ⊥ 4 相对孔距∃ , 径向不祸合系数 瓜 是影响光爆综合效果的三个主 要因素 。 以往 , 人们把注意力更多地放在不祸合系数 , , 、上4 看来要提高光爆的综合效果 , 需要更多地注意孔间距以及孔 间距与抵抗线之间的搭配关系 。 、 因素之间的交互作用分析 从 影响光爆质嗜因素的主 次关系指出 , 相对孔间距与相对装药集中度之间的合理搭配 ≅∃ 第闷期 陶纪南等 Φ 光面谭破专胶的仃锐伙研充怪ε衬 9月祖 城脸 爆炸与冲击 第 ∀卷 α 的Χ两了少对光爆质量具有第一位的影响 。 一般来说 , 孔间距越大 , 装药集中度也要大一些 。 径向不藕合系数与相对孔间距≅ ς Η α∃ Α以及密度系数≅ ς Η α ⊥ Α之间的搭配对光 爆质量也有重要影响 , 其影响程度甚至超过 , ’本身 。 一般来说 4 Η 越大 , 即爆压越大的情 况下 , 孔距可以大些 。 这些都说明 , 在完整岩石中 , 如果参数搭配合适 , 有可能实现大孔距 光爆 。 以往 , 人们把不少精力用于研究空腔比 , 即轴向空气柱对光爆质量的影响 。 从试验的 结果来看 , 它的影响似乎并不十分重要 , 这一点和文献〔〕的结诊是一致的 可以作出表∀ 。 表了光爆参数的可能最佳搭配 赢赢淤侧竺竺 4 ‘‘ ∃ ∃ ∃用用Ξ Χ 八,Γ γ γ γ 质质量要求最优条件件 4 。 4 4 Β 。 ∀ ∀ ∀ 。 4 Β ηΗ , 平行层面平均抗压强度为 ηΗ , 平均抗拉强度为 ΒηΗ Φ 垂直层面波速为 ⊥Χ Λ , 波 阻抗为 。 ∀ ∀ ∀ 。 。 Β ΒΜ∀ ∀ ∀ 四 、 结论 对光面爆破参数的规范化研究和对参数优化的现场试验结果的深入分析 , 得到以下结论 Φ 4 试验参数必须规范化和 系列化 , 试验成果才有利于推广 应用 。 试验表明 , 本文提出的 装药结构及光爆参数的规范化形式是适当的 。 当炮孔直径由凿岩设备 , 炮孔长度由爆破循环 作业组织确定后 , 这些参数便唯一地决定了周边眼的布药设计 。 4 用正交试验法对光面爆破参数进行优选试验研究是可行的 , 这个方法较其它方法不仅 试验次数少 , 而且可以获得较多的有用信息 。 4 根据因素的主次关系和因素之间的相互作用分析启发人们 , 欲提高光爆的综合效果 , 需要更多地注意下列搭配关系 Φ ∃ α 4 Χ 两子 , 拟 ‘α ∃ , ς ϕ ‘ ⊥以及∃ α ⊥ 。 似 乎 还 表明 , 只是轴向空气柱对光爆质 量的影响并不十分重要 。 第期陶纪南等 Φ 光面爆破参数的规范化研究及参数优化试验 一 4 Μ 4 ≅Α 4 ΒΜ 4 ∀ ∀ ∀ΒΜ∀ ∀ ∀ 参加本试验的还有李芳湖 、 樊学东同学本文由陶纪南撰写 参考文献 〔9〕涅 冈诺夫 , κ 4 Π 4 , 斯克里普卡 κ 4 , 4 , 光 面爆破主 要参数的计算 , 光面场破 , 煤炭工业出版社 ι7− ∗∃∴ι , − , 8 − ∗_ , ι ∗∴8 ηι. κ ∋,ι∗ λ ,8, η∃ ι ∃ 8 , − ∗ι ι∃ ι ∗λ ∴ ι ∗η∗_ , ι ∗ ι Η3 ΣΠΗ Π ΨΣΠηΣΠμν Κ ,ΙΛ6ςΗ /6 ι ο5 Υ3 ς⊥ 3 Υ Λ6 ΗΠ6Η ςΓ ΣδΗ6Σ3Π Υ3 ςΗ ςΗ ⊥ 565ςΛ3 Υ Λ⊥336ο Η ΠΓ ς5 一Λ9Σς6ΣΠμ Ι 9Η Λ6ΣΠ μΒΓ ΣΛ5 Κ ΛΛ5ΓΣΠ 6οΣΛ Η5 ς 4 ιο 55 3 Π 5 563 Υ 36Σ⊥Η9Η ςΗς Π 565ς οΗ Λ Ι5 5 ΠΛ56Κ 4 ∗Π9Σ⊥ 5 Λ63 Π 5Η Λ 5 ςΣ5Λ 65Λ 6 Β⊥ Η Γ 5 νΣ6ο 5 ς5 Π ΓΣ5 Κ9Η ς 36Σ⊥Κ ⊥ ⊥ 56ο3 Γ 4 ,μς3 Κ 3 Υ 3 6Σ⊥ Η9Λ⊥336ο Ι9Η Λ6ΣΠ μΗ ςΗ ⊥ 565ςΛ Η ς5ς 553 ⊥ ⊥ 5 Π Γ 5 Γ Η 5 5 3ςΓ ΣΠμ 636ο565Λ6ΣΠμ ς5Λ Κ 96Λ 4