导爆索开采花岗石矿山的原理与应用.pdf

导爆索开采花岗石矿 山的原理 与应用 一 陈卫军 3 1 经验 介绍 ／ 爆索开采花 岗石矿 山的原理 与应用 闽东华联石材工业有限公 司 福建宁德3 5 2 1 0 0 陈卫军 g 础 t z 摘要根 ⋯稠导爆索开 石矿山 ，提 列 导爆索开采花岗石的条件、设计计算方法与实际使用的工艺参数． ． 关键词 一 花 一 _ 广 一 珏 ‘ | 1 引言 3 0 0 3 3 0 m m 孔距 就不能产生压缩应力波 相 石材矿山的开采．必须满足极严格的条 件．即开采方法对原岩或分离体、荒料等均 不能产生爆破裂缝．不得有 内伤，同时能满 足板材加工厂对荒料的规格、数量、加工工 艺的要求 导爆索开采法 ．主要用于开采花 岗岩 或一 些硬质的大理石 。实 践一再证 明 ． 裂缝 的产 生与爆破实施过 程 中的 装药 孔的孔 径、孔距 、孔形 、布 药方式 与数量 、起 爆方 向及矿体的地质构造 特别 是自由面的数 量、力学性质有较大的关系。 2 导爆索开采花 岗石矿 的原理 导爆 索开采 花 岗石矿 依据 是控制 爆破 原 理，其主要理论依据有应力波作用假说、 爆 生气体作用假 说、爆炸 应 力波 与爆轰气 体 综台 作用 假说等 。 2 ． 1 应力波作用假说 w．I ．Du a l与 R、S ．P a i n e等人认 为 同时起爆的相邻炮孔所产生的压缩应力波峰 在传播 过程 中在 孔线上相 互叠加 ．从而产 生 垂直 于孔线 上的切 向拉应 力 ．所 以沿孔面 上 形成受 拉 力面 ，当某点的合 成应 力波产 出 的 拉应力大于岩石的动态极限抗拉强度时，就 会 使该 点产生 断裂 ．然后 ，断裂 向孔 眼扩 展 ， 形成裂面 。分析该理论在石材矿 山开采 中的 应 用 I 同时起爆 。若时差大于 0I ms ．则 交 应 力波速 大于 3 0 0 0m／s 2 实践 中发现 ， 即使 保 证 时问 差控 制 在几个微秒 以内，裂 缝均未发现在中间产 生．而是从孔壁开始i 3 产生的裂缝在石材开采中会出现分 叉、开裂弯 曲现象 ．原因是岩体为非均质材 料 以及个别装药 的非均匀性 。 4由于 作用 时间 极短 ．微裂缝 的 开裂 扳有 限 2 ． 2 爆生气体作用假说 该假说认为 由于不偶合装药 ．炮孔 内 的空气间隙对爆轰波波峰有缓冲作用．故爆 生气体的作用时间较长且稳定 ．炮孔处于准 静态作用下．在炮孔连线上衍射很大的切向 拉应力．并在两炮孔的连线上产生应力集中 现象 。当集中的切向拉应力大于岩石的抗拉 强度时，出现拉伸裂缝，然后这些裂缝沿连 线 延伸 ，当两炮 眼间距台 适 时．产 生贯穿裂 缝 。分析该理论在石村矿山开采中的应用 1 装药应 采 用不偶台方 式； 2 爆生气体作用过程为准静态作用 ， 不会对岩体或分离体产生接触性破坏； 3 炮孔问的裂缝 自孔IS ] 向内延伸； 4 制定台 适的 炮眼 间距 。 2 ． 3 爆炸应力波与爆轰气体综合作用假说 U．兰格 弗斯和 C ．H．约翰逊等人提 出．高压爆生气体作用于孔壁．在应力波形 维普资讯 煤 矿 爆 破 l 9 9 9 年第1 期 总第4 4 期 成切向拉应力而产生裂缝的同时 。高压爆生 气体楔入这些裂缝。使之向前扩展失稳。分 析该理论在石材矿山开采中的应用 1 爆 生气 体 的作用 时问长 至 少 是应 力波的数十倍 ，其压 力相对较稳，是一个 准静压 作用过程 2该理论 强调 炮孔 的 不 偶 合装 药 ，以 便降低峰值．减少粉碎性破坏及形成 多向裂 缝； 3 实践证明。不论同时起爆与 否，均 在相邻孔会形成应力集中。但应力集中的大 小会有很大的区别 。 3 爆破设计及计算 综台三个假说，可 对石材矿 山开采工 艺进行 定性 ，分别是 不偶台装 药 、尽 可能 同步爆破 、长孔线、均匀装药、降低冲击波 在孔 内的波峰 加水、夹竹片以及延长气 体作用时问。 依照 假说 的定性工 艺进行 爆破 设 计与计 算 如下 。 3 1 导爆索的适用性 根 据岩石爆破理 论 ，炸 药爆 炸后作 用于 孔壁 的压 力 P P兰 ． 1 二 L一 ． 1 PI Ca Po D 式中p 一 岩体的密度 c 1一 岩体的纵波速度； p。 一 炸 药密度 D 一 炸 药爆 速 一 爆轰 c 面压力。 对于导爆索，波阻抗 7 ． o P o D---- - 9 6 0 0 1 0 8 8 0 1而岩体波阻抗 Zl P G7 8 0 0 1 0 4 0 0 ，使 P 。符合控制爆 破要求的 岩 石 波阻抗应与炸药波 阻抗 相匹配的要求 。 3 ．2 不偶合系数 选择 石材 开采要求 大的不偶合系 数 Ⅳ。通 过 降低线装药密度。从而降低爆炸能量直接作 用于 围岩 与被分离体。实践证 明 ，不偶合 系 数达 到 8 ～l O为佳 。这 时应 力集 中系数 保 持在 1 ． 5 5 ～ 1 ． 6 5之间。 3 ． 3 炮孔与装药参数的计算方法 炮j L j L 距 b 8 ～ 1 0 d o孔 径 d取 决 于钻头直径，通常选用 由 3 6 、 3 8 或 4 0 的钻头。孔径比 9 ．5 0 - 8 ．8 5 ，即每孔装药 量 l 8 2 0 g／m。 4 花岗石开采工艺与参数 4 ． 1 工艺流程 剥离 表土 、风 化层一 开拓岩 体工 作面 一 垂直， 水平钻孔一火 焰切割端 自由面 一导爆 索爆破分离一分解分离体，得毛荒料坯一修 面 整形 一验 收造 册 一装运或集堆 4 ． 2 工艺参数 不同种类的花 岗岩石 的开采工艺参数列 见表 l 。 4 ．3 工艺要求 1 钻孔应遵从 “ 齐、平、直 ”的原 则，齐一孔底不论是否有超深要求均应整齐 地在同一水平 ／ 垂直面上。平一钻孔必须在 表 l 不同种类花岗岩石的开采工艺参数 维普资讯 化学发泡乳化炸药失爆原因探析 隋湘滨 学发 飙化炸药失爆原 因探析 淄博矿务局五二五厂 堕塑盗 山东淄博2 5 5 2 0 6 摘 要针对化学发泡乳化炸药保证期内发生失爆的原因进行了探讨，认为主要原因是 乳化剂的质量差，同时贮存环境条件的变差较大也有很大影响． ， 关 键 词 坐 、 雾 1 1 一l 一 讲 l y t r l ‘ 、 乳化炸药是 7 0年代发展起来的一种含 之一．1 9 9 5年 4月生产．3 5天后失爆； 水炸 药 ， 由于它生产 工艺简 单、成本低 、原 之二 ． 1 9 9 6年 4月生产 ．4 O天后 失爆 ； 材料丰 富 ，8 0年 代 得 到 了迅 猛 的发 展 ，全 之三 ， 1 9 9 7年 3月生产 ，4 5天后失爆 。 国不 少火工厂都 已具备 了乳化炸 药生产能 失爆后的乳化炸药 ．药态变硬，药体变 力，但是乳化炸药的不稳定性一直没有得到 白．不粘手，可用手捻碎．掰断后气孔很大． 很好 的解 决，各 厂家都不 同程度地 存在着 乳 有砂粒 感 炸 药密 度介于l 0 5 ～1 ． 1 2 g ／ c mJ之 化炸 药失爆的 问题 间，捻碎测则 为 1 ． 3 0 - - - 1 ． 3 4 g ／ c m3 ．浸泡 2 4 h 我 厂 自 1 9 9 5 年开始 大量 生产 后 电曾三 后 铡在 1 ． 2 8 ～ l 3 0 g ／ c m 之 间 而 正常 的乳化 次出现过批量失爆的乳化炸药，这些炸药不 炸药外观为药态软粘 ，用水难掰断，不能 但难 于处 理，而且影响 厂商 的经 济效益和用 捻碎， 内部气泡 细小密集 ．密度在 1 ． 0 0 - - - 1 ． 1 7 户利 益 通过几年 的研 究和 分析 ，现 己对 失凸 ， c m 之 间 ，浸 泡 2 4 h 的 密度 为 1 , 0 5 1 2 0 爆的原因有了一定的认识，阐述如下。 c m， 。比较 可见．乳化炸药之所 以失爆是 1 ．失爆乳化炸药的特征 因为胶体破乳，气体逸出，水份蒸发 ．密度 三次批量失爆的乳化炸药特征如下 增大，造成药体对雷管没有惑度。 同一平面 上，直 一钻孔应与水平或垂直面相 垂直钻进。每一炮孔应均匀钻进，不得有台 阶。炮孔应保持 圆形 ，即不得在非分割 线上 有 导 向。 2 自由面 的形成 ，除 有意 切割 形成 外，尚有 自然 山坡面 、自然裂缝面或构造面 、 岩体中的非结台弱面或空洞 、包裹体等缺陷 多种 形式 ，应 加 注意 。 3 布药应 定心爆破 为原则，尽可 能满足之。起爆应注意 从 自由面大的方 向向 小的方 向传播。 4 开采台阶 的高度应考虑最大应采 荒料 尺寸 的倍数 。实 际布置 工艺过程 中 ，应 充分考虑岩体在生成过程中形成的截面、涩 面、劈面各向的力学性能的差异 ，同时开采 荒料 中应 将劈面 作 为开采 的大面 ．以保证 板 材有较 强的抗压抗剪强 度 。 5结束语 导爆索 开采花 岗岩石 荒料 是一个 高效 率、低成本 、工艺简单的开采技术，十年来 在福建、湖北等地十多个开采或试采的矿山 实践证明．所确定的工艺参数合理可行．也 适用于其它硬质矿石的开采。 维普资讯