某露天矿复杂环境下控制爆破开采技术研究.pdf

某露天矿复杂环境下控制爆破开采技术研究 第六图书馆 介绍了复杂环境下某露天矿新采区开采过程中的爆破技术设计。设计中采用了逐孔起爆和预裂爆破技术相结合的方案,很好的 解决了爆破振动、爆破飞石以及临近采区的河床渗水问题,对类似矿山开采具有指导意义。介绍了复杂环境下某露天矿新采区 开采过程中的爆破技术设计。设计中采用了逐孔起爆和预裂爆破技术相结合的方案,很好的解决了爆破振动、爆破飞石以及临 近采区的河床渗水问题,对类似矿山开采具有指导意义。逐孔起爆 爆破振动 预裂爆破露天采矿技术段代刚 刘峰 张家权 [1]云南省地方煤矿事业局,云南昆明650011 [2]山西平朔煤炭工业公司,山西朔州0360062007第六图书馆 第六图书馆 臣 翟 圈 露 天 采 矿 技 术 2 0 0 7 年 第 4 期 3 1 某露天矿复杂环境下控制爆破开采技术研究 段代刚 ，刘峰 ，张家权 1 ． 云南省地方煤矿事业局 ，云南 昆明 6 5 0 0 1 1 ；2 ． 山西平朔煤炭工业公 司，山西 朔州 0 3 6 0 0 6 摘要 介绍 了复杂环境下某露天矿新采区开采过程 中的爆破技术设计。 设计 中采用了逐孔起爆和预裂 爆破技术相结合的方案 ， 很好的解决 了爆破振动 、 爆破 飞石 以及 临近采区的河床渗水问题 ， 对类似矿 山开采 具有指导意义。 关键词 逐孔起爆 ； 爆破振动 ； 预裂爆破 图 1 爆破区周围环境示意图 2 方案设计 设计的前提是 首先确保安全 ， 主要是降震 ， 同 时还要防飞石 ； 其次考虑爆破质量 ， 能够满足矿山生 产要求； 由于开采后河床高度将高于采区， 因此必须 充分考虑河水渗透到采 区的问题 以及边坡稳定。经 过分析研究后 ， 试验方案确定如下 总体设计思路 采用预裂爆破和逐孔起爆方法 ， 先用预裂爆破切 断爆破区域和河床之间的联 系， 主 爆破区采用逐孔起爆。 为减少单次起爆炮孔数量 ， 在 主爆破区采用 4 0 0 m s 延时设计 ， 将主爆破区分成几 个小的爆破区域 ， 一次起爆整个炮区。 2 ． 1 孔网参数 收 稿 日期 2 0 0 7 ～ 0 3 2 1 作者简介 段代 刚 1 9 7 6 一 ， 云南思茅人 ， 1 9 9 7年毕业 于辽 宁工程技 术大学露 天开采专业 。现在 云南省地 方煤矿 事业局从事地方煤矿安全生产管理工作。 文章编号 1 6 7 19 8 1 6 2 0 0 7 0 40 0 3 10 2 2 ． 1 ． 1 预裂爆破 孔 间距 2 1T I ， 单孔装药量 5 k g ， 药包不耦合装药 间隔 1 ． 2～ 1 ． 5 m， 有效充填 3 m。为降低预裂爆破的 空气冲击波 ， 采用分段延期起爆 ， 每次起爆 4 ～ 5 个预 裂孔 ， 中间采用 4 0 0m s 延时。 2 ． 1 ． 2 主爆 破 区爆 破 1 钻孔直径 D和钻孔深度 ￡ 。钻孔直径 D取 决于现场施工设备的选型。 选择钻孔设备时 ， 主要考 虑岩石性质 、 爆破方法 以及开采强度的要求 。 矿山中 的钻孔设备为 K Q 1 5 0潜孔钻机 ， 炮孑 L 孔径 D1 1 0 m m。 根据现场实际情况一般台阶高度 日为 1 5 m， 为保证 设计爆高内的岩石充分破碎并控制根底出现 ， 设计超 深 h 8～1 2 d ， 实际取 h1 m。钻孔深度为 1 6 m。 2 布孔方式及孔 网参数 。采用三角形布孔方 式 ， 垂直钻孔 。 为获得最优爆破效果 ， 在本工程中， 采 用逐孔起爆的爆破技术 。 设计的孔距 口 ， 行距 b均为 4 m， 前排抵抗线设计为 3 ． 0 1 T I 。 3 炸药单耗 q及单孔装 药量 Q。根据岩石性 质 ， 结合周 围环境条件的限制情况 ， 选用 2 露天岩 石散装炸药。设计 主爆破 区炸药单耗为 0 ． 3 5 k g ／ m 。 单孔药量 Q按公式 Qk q a b H计算 k为排起爆时 后排装药量增加系数 ， 取 1 ． 1 ， 设计 p为 9 0 k g 。 根据采矿安排 ，由于先爆破的爆堆不能在第一 时间内及时采装完 ， 因此 ， 后续爆破是典型的压碴拉 沟爆破 ， 炸药单耗有所增加。 压碴爆破原理是 利用碴 堆阻力延缓岩体 的运动和 内部裂缝张开 的时间， 从 而延长爆炸气体的静压作用时间，利用运动岩块的 碰撞作用 ， 使动能转化为破碎功， 进行辅助破碎 。根 据爆破区内岩石性质 ，后续爆破中将炸药单耗提高 到 0 ． 3 8～0 ． 4 0 k g ／ m ，第一排炮孔装药量极为重要 ， 要适当增加， 一般设计为炸药单耗取 E 限， 为 0 ．4 0 k g ／ m ； 根据压碴爆破 的经验 ，第一排炮孔增加药量 1 0 ％一 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 3 2 露 天 采 矿 技 术 2 0 0 7 g 4 期臣 翟 固 2 0 ％， 起到将 留碴向前推移 ， 为后排炮孔创造新 自由 面的作用。 中间各排可不必依次增加药量 ， 最后一排 可增加药量 1 0 ％ 2 0 ％。因为最后一排炮孔爆破必须 为下次爆破创造一个 自由面， 即最后一排炮孔的被爆 矿岩须与岩体脱离， 至少应有 5 1 0 e m的贯穿裂隙面。 4 充填高度 Z。孔口处最易产生爆破飞石 ， 合 理的充填高度 能有效控制爆生气体过早从孔 口冲 出， 从而控制爆破飞石的产生。设计中， 取 Z b 4 ． 0 m， 实际中根据现场试爆的情况 ， 为更有效控制飞石的 产生 ， 取 Z 4 ． 5 m。 2 ． 1 ． 3 预裂爆破设计 预裂爆破设计为辅助设计 ， 为控制爆破振动和后 续开采过程中河水可能渗透到采区的问题 ， 预裂爆破 炮孔间距为 2 ． 0 m， 钻孔深度大于主爆区深度 1 m， 设计 为 1 7 m， 散装药密度为 6 0 0 g ／ m， 炮孔充填高度 2 ． 5 m。 2 ． 2 爆 破 网络 采用逐孔起爆技术 。爆破顺序先起爆预裂炮孔 ， 然后起爆 主爆破 区。主爆破炮孔孔 内采用 4 0 0 ms 雷 管进行延期 ，地表延期雷管采用 4 2m s 和 1 0 0m s 延 期时间组合 ， 控制排采用 4 2 m s ， 控制列采用 1 0 0 m s 设计 。 为降低单次起爆的炮孔数量 ， 主爆破区范围内 增加 4 0 0 m s 雷管进行分段串联 ， 主爆方 向控制在与 居民区反 向的方向上进行起爆。具体见图 2 图 2 爆破网路示意图 3 爆破安全验算 对于距离民房较近的地段 ，施工爆破前必须进 行安全验算。 1 个别飞石距离计算。 爆破飞石距离按以下经 验公式计算 R 2 0 l ／ 2 W 式中 为与岩土性质有关 的系数 ， 取 1 ． 2 ； 上接第 3 0页 分析 ， 掌握岩体的变形规律和变形趋势。 3 人工监控。配合岩移监测 ， 由专业人员分 区 域进行巡视 ， 实施人工宏观监控 ， 随时发现和掌握异 常情况 ， 并及时采取措施和对策。 6 结语 为爆破作用指数 ，取 0 ． 7 ； 为最小抵抗线 ， 取 3 ． 0 m。计算得 R3 5 ． 2 8 m，设计中取个别飞石 距离为 4 0 m， 满足周围环境的安全要求。 2 爆破振动速度计算。 炸药爆炸时产生的质点 振动速度按以下经验公式计算 K q 。 , 3 ／ R 。 式 中 q为一次最大起爆药量 ， 由于采用“ 逐孔 起爆” 技术 ， 一次最大起爆药量为单孔装药量 ， 即 9 0 k g ； R为被保护物距离爆破中心的距离 ，为 8 0 m； 口 为衰减系数 ， 取 1 ． 8 ； K为与爆破方法、 介质性质和爆 破条件相关的系数 ， 取 1 5 0 。经计算 ， 爆破时距爆破 中心 8 0 m处 的质点最大振动速度为 0 ． 8 3 8 e m ／ s ， 满 足爆破安全规程中的相关要求。 4 爆破效果分析及结论 爆破实施后 ，个别碎石块 的飞掷距离均控制在 3 0 m以内； 实测最大爆破振动速度为 0 ． 6 0 3 e m ／ s ， 民 房无任何损害现象 ；爆破后采区内没有出现河水倒 渗问题 ； 爆破块度较均匀 ， 满足机械清运的要求 ； 边 坡预裂爆破效果 明显 ， 表面形成最大 3 c m的缝隙。 1 通过选取合理 的孔 网参数 、 装药结构和起 爆网路 ， 能够有效地控制爆破振动和飞石等， 为实现 复杂环境下露天矿山安全开采奠定基础。 2 “ 逐孔起爆” 技术 的应用很好的解决 了传统 逐排起爆过程 中一次最大起爆药量过大的问题 ， 为 降低爆破振动提供 了有效的技术手段。 3 预裂爆破技术的应用降低 了爆破振动 ， 保护 了边坡的稳定性 ， 但是在施工中必须充分重视高精度 的钻孔工艺的实施以及合理散装药的密度及装药结 构的控制， 这是更好实施预裂爆破技术的前提和基础。 参考文献 [ 1 ] 张志呈． 爆破原理与设计[ M] ． 重庆 重庆大学出版社， 1 9 9 1 ． [ 2 ] 刘焕祯． 预裂爆破三峡公式[ J 3 ． 工程爆破， 1 9 9 6 ， 4 4 2 - 4 6 ． [ 3 ] 秦明武． 控制爆破[ M] ． 北京 冶金工业出版社， 1 9 9 1 ． [ 4 ] 付天光 ， 张威颍 ， 赵杰． 高强度、 高精度导爆管雷管的 应用[ J ] ． 爆破器材， 2 0 0 5 ， 4 2 3 2 6 ． [ 5 ] 付天光 ， 张家权 ， 葛勇 ， 等． 逐孔起爆微差爆破技术的 研究和实践[ J ] ． 工程爆破 ， 2 0 0 6 ， 2 2 8 3 1 ． 抚顺西露天矿因其坑深、 面积大， 而成为我国规 模最大的露天煤矿。因其地质条件十分复杂产生的 地质灾害形式多样 ， 规模不等 ， 部位各异 ， 造成的灾 害和损失也不一样。 抚顺西露天矿紧紧围绕安全生产 ， 依靠科技进步， 本着技术上可行 ， 经济上合理 ， 安全 上可靠的原则 ， 坚持长期 的地质灾害的防治工作， 取 得了明显效果 ， 确保 了安全生产和长远发展。 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆