逐孔起爆在南芬露天矿深孔爆破中的应Il.pdf

S e r i e s No ． 31 4 Au g u s t 2 0 0 2 金 醇 M匮TAL M I NE 总 第 3 1 4 期 2 0 0 2 年第 8期 逐孔起爆在 南芬露天矿 深孔爆破 中的应Il l 庄世勇 卢文川 高洪亮 本钢 矿业公 司南芬露 天铁 矿 摘要介绍了逐孔起爆方法在南芬露天矿的应用， 进行 了爆区设计， 分析了爆破效果。南芬矿由于采用了 高精度雷管， 实现 _『 “ 逐孔起爆” ， 在提高爆破质量和减少爆破震动方面取得了较好效果， 经济效益十分突出。 关键 词起爆 网络逐孔起 爆‘爆破 质量爆 破减震 近年来 ， 国外在露天矿深孔爆破中 ， 通过地表不 同延期雷管 的搭配使用 ， 实行逐孔起爆 ， 不但大大降 低 了爆破震动 ， 而且明显改善了破碎效果 。 为了提高采场爆破质量 ， 降低爆破震动 ， 特别是 延长 2 9 0平硐的使用寿命和保持边坡 稳定 ， 南芬 矿 借鉴 国外 的先进经验 ， 从 2 0 0 0年开始 ， 推行逐孔起 爆 ， 取得 了良好的技术经济效益。 1 逐孔起爆爆区设计 尽管爆破机理很复杂 ， 具有许 多难 以测定的因 素 ， 但我们仍 可以通 过改变起爆时 间来 改变爆 破结 果。这并不是说延 期 时间能 解决钻 孔 和炸药 的问 题 ， 但同等条件下 ， 连续且适当的延期 时间确实可 以 改善爆破效果 。在规整爆 区 ， 延期时 间可分为孔间 延期 和排间延期 。通常认 为孔 间延期影响块度 ， 排 间延期决定推移 。实践证 明， 孔间微差在 5 ms ／ m、 排间微差在 8 ms ／ m左右爆破效果最好。 为了严格控制延期时间 ， 保证逐孔起爆 ， 南芬矿 对 国内外 的起爆器材进行 了调查 、 分析 ， 最终选定澳 瑞凯 威海 爆破器材公 司的非电导爆雷管 。该产品 分地表和孔 内两种系统 ， 在实际应用 中， 可根据具体 条件选择导爆雷管的延期时间和规格。南芬矿使用 乳化炸药车进行装药 ， 进入孔 内的炸药初始温度在 7 0 ℃左 右 ， 且 又地 处 北 方 ， 冬 季最 低 温 度 在 零 下 3 0 ℃左右 ， 因此 ， 根据需要孔 内选用 4 0 0 ms ， 长度分 别为 1 4 m、 1 6 m 的导爆 雷管 ， 导爆管 为粉色 ， 属 复 合管 ， 耐油 、 耐腐蚀 ， 可在 一4 0 ℃ ～ 8 0 ℃温差范围 内使用 ； 地表选用 9 ms 、 1 7 ms 、 2 5 ms 、 4 2 ms 、 6 5 ms 、 1 0 0 ms 6种 ， 导爆管 的长度为 9 m， 地表管具有联接 块 ， 可通过联接块引爆相连雷管 ， 依次将整个起爆 网 络起爆 。由于地表雷 管爆能设计合理 ， 爆炸后不会 破坏前部 网络 ， 无需将雷 管掩埋 ， 施工 特别简便 ， 也 R 十分可靠。南芬矿对澳瑞凯非 电导爆进行了各方面 检测 ， 证明产 品技术性 能优 良。表 1为雷 管延期 时 间实测结果。 表 1 导 爆管雷 管实测延期 时间 澳瑞凯产品具有 配套 的计算机设计软件 ， 只需 将爆 区炮孔按 比例输入 到计 算机 中， 即可利用该软 件进行起 爆 网络 设计 ， 可将每 孔爆破 时 间 、 抛掷 方 向 、 等时线 、 任意 间隔时间 内起爆孔数 、 模 拟现场爆 炸等在计算机 中显示出来 ， 也可把起爆 网络图 、 雷管 数量和型号等打印出来。 图 1到 图 4为不 同情况 的爆 区起爆 网络设计 图， 对于不规则爆区 ， 只需稍作调整 即可。这 4个起 爆网络设计均是典 型的逐孔起爆 ， 因为每个孔 的起 爆时间都有差别。 2 爆破效果分析 逐孔起爆 在 国外 矿 山深 孔爆破 中已被 广泛采 用 。该起爆方法明显优于斜线起爆或“ V” 型起爆等 起爆方法 ， 它 的原理是在爆破过 程中为每个孔准备 最充足的 自由面。从 图 1到 图 4不难 看 出 每个孔 在起爆前 ， 其前方 、 侧方的孔 已经爆 炸 ， 为本孔准备 出多个 自由面 ； 本孔药柱爆 炸后 产生的应力波 传至 自由面后将同时发生反射 ， 反射波 同时抵达药包 位 置 ， 反向拉伸波在传播过程 中首先在两个 自由面接 触 ， 然后依次向着药包位置在诸点上发生迭加 ， 拉应 庄世 勇 ， 本钢矿业公 司南 芬露天矿生 产技 术科 ， 副科长 ， 1 1 7 0 1 4辽宁 省本溪市南芬 区。 维普资讯 庄世勇等 逐孔起爆在 南芬露天矿深孔爆破 中的应 用 2 0 0 2年 第 8期 力强度将成倍增加 ， 从而增进岩石爆破破碎效果。 图 1 一个 自由面方形布孔 起爆 网络 图例 下 同 孔n c D l 7一台阶 二cC D 4D 2 25 口 ／Ig m , 一 C I 6 5 孔 内 1 2殷 图 2 两个 自由面方 形布孔起爆 网络 图 3一个 自由面三角形 布孔起爆 网络 图 4两个 自 由面三角形 布孔起爆 网络 南芬矿在 以往爆 破 中采用 斜线 或 V型 掏槽起 爆 ， 这种起爆方法 特点是在一条线上有 几个孔 同时 起爆 ， 每个孔 起爆 时 比逐孔起 爆少 了一 个 自由面。 同时 ， 由于雷管延期时间误差较大 ， 很可能造成后一 孔 比前一孔先起爆 ， 爆堆形状紊乱 ， 容易产生根底和 大块 。对 于头排起爆 ， 由于南 芬矿 矿体倾 角在 4 6 。 左右 ， 造成下盘抵抗线 在 1 2 m 以上 ， 南芬矿过去 的 做法是在头排打加密孔并同时起爆 2 ～ 3个孔 。这 种做法的结果是 这些同时起爆 的炮孔 爆炸后并不 能克服前方的抵抗线 ， 由于雷管延时误差 ， 这几个孔 并不是同时起爆 ， 很有可能后一个孔 比前一孔先起 爆 ， 由于 自由面准备不充分 ， 极易产生根底 。而采用 逐孔起爆却大 大改善 了这种情况 。这好 比劈材 ， 几 斧子同时劈下去 ， 劈材效果并不好 ， 而沿着木材纵向 纹理一片一片砍下去就容易多 了， 且效果极佳。 逐孔爆 破可降低爆 破震动 ， 这 从爆 破震动的计 算公式 V K Q ／ R n中不难看 出。 式 中 Q 为 同时起爆 的最大药量 ， 由于逐 孔起爆把每个孔 的起 爆时间平均分开 ， 因此 同时起爆 的孔数明显减少 ， 基 本上达到了单孔起爆的效果 ， 起爆药量的明显降低 ， 使爆破振动速度大幅度下降。 南芬矿从 2 0 0 1年 6月开始全面推广逐孔起爆 ， 截止 8月末 累计爆破 4 1次 ， 爆破 孔 4 2 7 3个 ， 爆 破 量 6 8 0万 t 。现 已有 l 7个爆区铲装完 ， 这 l 7个爆 区 没有 出现根底和盲炮 ， 爆 区破碎块度均匀 ， 大块率 明 显降低 ， 只有 0 ． 2 4 ％， 铲装 比较容 易 ， 铲装成本 明显 降低 。2 0 0 0年南芬矿未使用该 产品时 ， 全年 累计爆 破 1 8 0次 ， 炮孔 2 0 3 5 0个 ， 爆 量 3 3 4 9万 t ， 共 产生 根底 7处 ， 盲炮 6个 ， 大块 率 0 ． 9 9 ％。因此 ， 南芬矿 由于使用逐孔起爆 ， 从 提高爆 破质 量方面取得 的直 接和间接经济效益估计在 2 0 0万元 以上 。 另外 ， 由于逐孔起爆 大幅度降低爆破震动 ， 对延 长南芬矿 2 9 0 m平硐运输系统使用寿命和边坡稳定 起到了积极作用 。南芬矿 2 9 0 m平硐运输系统原设 计采至 3 4 6 m 水平 时即报废 ， 由于每延长使用 1年 可降低汽车运输成本 2 0 0 0万元 以上 ， 因此 ， 继续 向 下一个 台阶开采并保证 2 9 0 m平硐安全使用被列为 南芬矿 2 0 0 0年科研课题 ， 而降低爆破震动对平硐的 影响是延长平硐使用寿命 的根源所在 。特别是在平 硐上方 3 4 6 m～ 3 3 4 m 台阶的爆破 ， 对平硐 的影 响 最大。在未使用逐孔爆 破时 ， 平硐 上方爆破 时测得 硐 内最大震速达 2 0 c m／ s以上 ， 而使用后 ， 爆破振动 则明显降低。图 5为 2 0 0 1年 7月 9日的爆 破起爆 网络设 计 图 ， 该爆 破 在 2 9 0 m 平 硐 上方 3 4 6 m～ 3 3 4 m 台阶 ， 共 4 4孔 。硐 内实测最 大震速只有 7 ． 5 c m／ s ， 减震效果十分 明显。 总之 ， 逐孔起爆有利于 1 增加每个炮孔 的 自由面 ， 最 大限度地发 挥 炸药的爆破能量 ； 2 科学地设计 延期时 间 ， 明显改善爆破后 的 爆堆形状和块度 ， 减少根底 ； 3 减少单段起爆药量 ， 大大降低爆破振动 ； 4 改进爆破质量 ， 降低生产成本 ， 提高生产效 率 。 下转第 6 2页 S q 维普资讯 总第 3 1 4期 金 砖 2 0 0 2年第 8期 2 0 0 1 年正式生产 ， 4月对工艺流程进行 了全面考察 ， 考察结果见 图 l 。 图 1 尾矿再 选数质量 流程 3 ． 2 实际生产指标 表 4 3 ． 3 效益计算 2 0 0 1年 l ～ 6月生产直接成本为 2 0 ． 3万元 ， 根 据承钢公 司内部产品优质优价政 策 ， 品位 5 6 ． 5 ％的 铁粉 售价 为 1 8 0元／ t ， 因此 ， 半 年 获经 济 效 益 为 7 2 5 7 1 8 02 0 3 0 0 0 l l 0 ． 3万 元 。 上接第 5 9页 表 4 2 0 0 1年 1 ～ 6月实 际生产指标 4结语 1 由于球磨机选择偏小 ， 球磨细度较粗 ， 精矿 品位只能达到 5 6 ． 5 ％左右 ， 影响生产售价 ； 2 实际生产精矿产率为 2 ． 3 5 ％， 与试验指标 相差较多 ， 仍有提高产品产量 的潜力 ； 3 B K W 型磁选机作为磁选尾矿的再选设备 ， 其性能和选别指标都是较先进的 ， 值得推广应用 。 收 稿 日期 2 0 0 2 0 4 0 6 例 地 表 孔 口 O 台阶 三 C D 10 0C D 4 2 吕起 点 一 一CD 4 S 5 图 5 南芬露天 矿 2 0 o 1年 7月 9 E t 爆 区起爆 网络 非电导爆雷管无论从产 品性能上还是从起爆方法上 3 结语 都有突破性进展 ， 能满足逐孔起爆 的需要 。今后 ， 我 1 年多来 ， 我们在使用逐孔起爆方法 ， 改善爆 破 们还将进一步 摸索如何 根据 不 同岩性选 取延期 时 效果方面取得 了一些进展 ， 但要实现逐孔起爆 ， 必须 间 ， 研究布孔方式和孔距与排距之 比率 ， 使爆破效果 有一个安 全 、 可靠 、 精确 、 简便 的起爆系统。澳瑞 凯 更好 。 收稿 日期 2 0 0 2 。 0 4 2 2 上接第 6 0页 样品的粒度 ， 主观上要 时常注意加强对样 品加 工人 员的责任心教育 ， 客观上尽量使用先进的制样机器 ， 减少人的劳动强度 。 2 普及推广荧光分析仪。由于化学法的成本 6 2 费是荧光法 的几十倍 。因此 ， 凡是荧光法 的准确度 能够满足生产需要的样 品， 都要用荧光分析 ， 在实际 工作 中， 荧光法和化学法 的搭配使用 ， 可为企业 的质 量管理和节支降耗发挥较大作用 。 收 稿 日期 2 0 0 2 0 4 。 1 5 维普资讯