孔间微差欲裂爆破试验研究.pdf

炸药与爆破 收稿日期 2004 - 12 - 29 作者简介占时春1968 - ,男汉族 , 湖北麻城人。攀钢矿业 公司兰尖铁矿采矿工程师,主要从事冶金露天矿山爆破设计施工组 织工作。 孔间微差预裂爆破试验研究 占时春 攀钢矿业公司兰尖铁矿,四川 攀枝花617025 摘要结合微差爆破理论和预裂爆破成缝机理,对兰尖铁矿孔间微差预裂爆破试验研究情况进行了详 细的阐述。 关键词孔间微差;预裂爆破;降震 中图分类号 TD 23511 文献标识码 A 文章编号 1671 - 8550 2005 02 - 0039 - 02 0 引言 目前,兰尖铁矿兰、营和尖山采场的边坡高度 分别为330、225和288 m。为了降低爆破震动对 高陡边坡的危害,兰尖铁矿在采场的生产爆破中, 除在靠帮的预裂等控制爆破中采用传统的排间微差 起爆方式外,其它的生产爆破均采用了孔间微差爆 破等降震措施。由于靠帮爆破是在已经形成终了边 坡的根部进行爆破作业,与其它的生产爆破相比, 其爆破震动对高陡边坡稳定的影响更大,极有可能 是潜在失稳边坡滑坡的诱因。因此,研究采用孔间 微差预裂爆破方式,以提高边坡控制爆破质量,降 低边坡控制爆破的震动,对保护高陡边坡的稳定显 得尤为重要。 1 孔间微差爆破起爆特点 孔间微差爆破是一种能够实现爆区各炮孔按设 计要求进行一定时间间隔先后顺序起爆的技术。该 技术是以单个炮孔为单位,按一定的排间和孔间微 差间隔时间使爆区内的所有炮孔分别起爆。它在传 统排间微差爆破的基础上兼有孔间的微差爆破,因 此,该技术有比排间微差爆破更突出的特点在孔 间和排间均存在补充破碎、残余应力、减轻地震和 产生辅助自由面作用。 在多排的孔间微差爆破起爆过程中,先行起爆 的炮孔不断地为相邻炮孔提供新的自由面。在多个 自由面条件下,相互夹制作用相对减小,而且由于 每孔单独起爆,孔间干扰振动以及岩块的相互运动 可能形成3次碰撞破碎,对提高爆破质量、降低爆 破震动十分有利。 2 孔间微差预裂爆破设计 与其它爆破类型的孔间微差爆破相比,孔间微 差预裂爆破在起爆网络设计和爆破施工方面更复 杂,要求也更高。 211 孔间微差预裂爆破设计原则 爆破 网 络 传 爆 的 可 靠 性 达 到 或 接 近 100 ; 预裂孔的起爆时间超前面正常孔100毫秒 以上; 预裂孔和其前面的正常孔均是孔间微差起 爆; 预裂孔孔间的毫秒微差时间不影响裂缝的 形成。 212 爆破孔网参数和药量 孔间微差预裂爆破试验的孔网参数选取根据 岩 性 和 节 理 裂 隙 发 育 程 度,预 裂 孔 的 孔 距 “200 mm118～215 m、排距2～215 m ;缓冲孔 孔距4～415 m、排距4 m ;前排正常孔的孔网参数 比正常爆区参数略小。预裂孔前面的正常孔药量、 预裂孔装药结构和装药量与排间微差预裂爆破设计 相同。 213 预裂爆区起爆雷管的选取 兰尖铁矿使用澳瑞凯山东威海爆破器材有 限公司提供的高精度雷管进行爆破。该雷管有延时 时间精度高、雷管脚线强度高、地表网络传爆可靠 等优点,可实现预裂爆区孔间微差起爆,保证爆破 网络安全。 21311 孔内雷管的选取 为了延长孔内雷管的起爆时间,预裂孔前面正 常孔内的延时雷管和捆绑在预裂孔孔口导爆索上的 延时起爆雷管均采用高段别起爆雷管,以保证在孔 内雷管开始起爆时,地表延时雷管尽可能传爆到较 远的地方,降低爆破飞石和爆破震动等对爆破地表 网络的影响。 93 第3卷 第2期 2005年4月 矿 业 工 程 Mining Engineering 21312 地表雷管的选取 在选取地表雷管时,可以将预裂孔和其前面的 炮孔按两个网络分别设计。按照设计爆区的爆破孔 网参数预裂孔前面炮孔的地表孔间延时时间选用 25或42毫秒雷管,排间地表延时时间选用42或 65毫秒雷管;预裂孔间的地表延时雷管时间为9 或17毫秒澳瑞凯爆破器材有限公司提供的技术 资料。 两个单独的起爆网络确定后,在起爆点或爆区 中部的位置,前面正常孔起爆网络选用100毫秒的 地表延时雷管延时,实现预裂孔超前正常孔100毫 秒起爆。起爆点击发后,最先起爆的预裂孔会在击 发392毫秒后开始起爆,前面的正常孔最快也要在 击发500毫秒后起爆。孔间微差预裂爆破地表起爆 网络联接见图1。 3 爆破效果及震动 311 爆破效果 从试验的6个孔间微差预裂爆区的爆破效果 看,均取得了较好的爆破效果爆区塌落明显,爆 堆大块很少,采场掌子面底板平整;预裂孔几乎没 图1 孔间微差预裂爆破地表网络联接示意图 有后冲、边坡上部岩石完整。孔间微差预裂爆破平 均的半壁孔痕率达9613 ,而排间微差预裂爆破 平均的孔痕率为8415 。 312 爆破震动 为了有效地了解孔间微差预裂爆破的降震效 果,从2004年2月16～9月15日,使用成都托普电 子研究所研制的TOPBOX爆破震动自计仪,在兰 山1 420和1 390 m水平对爆区总药量差值在100 kg 左右的6个孔间微差预裂爆区和6个排间微差预裂 爆区进行了爆破测震的对比。从规模相近爆区的对 比测震情况看,孔间微差预裂爆区降震率达50 ～ 80 ,对比爆区爆破振动数据及降震率见表1。 表1 相同爆心距、不同微差预裂爆破类型爆破震动比较 排间微差预裂爆破测震数据 爆区总药量 / kg 最大段药量 / kg 水平震速 / cms- 1 垂直震速 / cms- 1 合震速 / cms- 1 孔间微差预裂爆破测震数据 爆区总药量 / kg 最大段药量 / kg 水平震速 / cms- 1 垂直震速 / cms- 1 合震速 / cms- 1 降震率 3 9127203121318951043 9851101132111411746515 4 6478403146316851054 8031001165110411956114 6 3622 0405172510771646 5371201136213121686510 4 7431 3204155418161624 8021122153112721835713 9 5092 86071927133101798 0311001172113121168010 5 6862 2806129710591455 5291102181113821567219 4 结语 孔间微差预裂爆破试验研究成果,说明较 短的毫秒延时时间对预裂缝的贯通、扩展和预裂轮 廓线形成的影响不大。 该技术在提高边坡控制爆破边坡质量的同 时,降低了爆破震动对终了高陡边坡的伤害,对保 护冶金露天矿山高陡边坡的稳定,在国内类似矿山 中具有一定的参考价值。 该研究成果填补了兰尖铁矿孔间微差预裂 爆破的技术空白,实现了采场内所有爆破类型爆区 的孔间微差起爆,给兰尖铁矿孔间微差爆破技术的 成功应用创造了较好的条件。 该成果具有着极大的推广应用价值。 参考文献 [1] 龙维祺1 霍永基[ M]1 爆破工程1 北京冶金工业出版 社, 19971 [2] 陶颂霖1 凿岩爆破[M]1 北京冶金工业出版社, 19951 [3] 秦明武1 露天深孔爆破[ M]1 陕西陕西科学技术出版 社, 19951 Experimental study on short delay pre2splitting blasting among the holes ZHAN Shi2chun Lanjian Iron Mine of Panzhihua Iron pre2splitting blasting; vibration reduction 04 矿 业 工 程 第3卷 第2期