露天爆破基础知识汇总
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露天爆破作业7.1 一般规定7.1.1露天爆破作业时,应建立避炮掩体,避炮掩体应设在冲击波危险范围之外,结构应坚固紧密;掩体位置和方向应能防止飞石和有害气体的危害;通达避炮掩体的道路不应有任何障碍。
7.1.2起爆站应设在避炮掩体内或设在警戒区外的安全地点。
7.1.3 露天爆破时,起爆前应将机械设备撤至安全地点或采用就地保护措施。
7.1.4 雷雨季节和多雷地区进行露天爆破时不应采用普通雷管起爆网路。
7.1.5 松软岩土或砂矿床爆破后,应在爆区设置明显标志,并对空穴、陷坑等进行安全检查,确认无危险后,方准许恢复作业。
7.1.6在有水或潮湿条件下实施爆破,应采用抗水爆破器材或采取防水防潮措施。
在寒冷地区的冬季实施爆破,应采用抗冻爆破器材。
7.1.7 硐室爆破爆堆开挖作业,应对药室中心线及标高进行标示,以确定是否有硐室盲炮。
7.1.8当怀疑有盲炮时,应对爆后挖运作业进行监督和指挥,防止挖掘机盲目作业引发爆炸事故。
7.1.9 露天爆破严禁采用裸露药包。
7.2 深孔爆破7.2.1 验孔时,应将孔口周围0.5m范围内的碎石、杂物清除干净,孔口岩壁不稳者,应进行维护。
7.2.2 深孔验收标准:孔深允许误差±0.2m,间排距允许误差±0.2m,偏斜度允许误差2%;发现不合格钻孔应及时处理,未达验收标准不得装药。
7.2.3 爆破工程技术人员在装药前应对第一排各钻孔的最小抵抗线进行测定,对形成反坡或有大裂隙的部位应考虑调整药量或间隔填塞。
底盘抵抗线过大的部位,应进行处理,使其符合爆破要求。
7.2.4 爆破员应按爆破设计说明书的规定进行操作,不得自行增减药量或改变填塞长度;如确需调整,应征得现场爆破工程技术人员同意并作好变更记录。
7.2.5台阶爆破初期应采取自上而下分层爆破形成台阶,如需进行双层或多层同时爆破,应有可靠的安全措施。
7.2.6 装药过程中炮孔可容纳药量与设计装药量不符时,应及时报告,由爆破工程技术人员检查校核处理。
II露天深孔爆破:一.深孔台阶爆破的基本知识:孔径大于50mm,孔深大于5m的台阶爆破叫深孔台阶爆破。
1.台阶要素:1)台阶高度H(m)。
2)底盘抵抗线W1(m)。
3)超钻深度h(m)。
4)炮孔深度H(m)。
5)炮孔长度L(m)。
6)装药长度L1(m)。
7)堵塞长度L2(m)。
8)孔距a(m)9)排距b(m)10)台阶的坡面角@(m)。
11)台阶上边线到前排孔中心距离B(m)。
12)药包中心到临空面的最小距离W(m)。
2.钻孔形式:深孔爆破钻孔形式一般分为垂直钻孔和倾斜钻孔二种,也有个别情况采用水平钻孔。
垂直钻孔和倾斜钻孔使用条件和优缺点见下表。
从下表中可以看出斜孔比垂直孔具有更多优点,但钻孔的技术操作较复杂,孔的长度也比垂直孔长,装药时易堵孔,所以垂直孔仍很使用广泛。
3.钻孔平面布孔方式:布孔方式有单排和多排两种,多排有分方形、矩形及三角形(或梅花形)三种。
从能量均匀分布的观点看,以等边三角形布孔最理想。
方形、矩形布孔一般用于挖沟爆破。
为了提高一次爆破量,目前采用多排孔微差挤压爆破,达到增大爆破规模、降低大块率、爆堆集中便于铲装的目的。
二.露天深孔爆破参数的选择:露天深孔爆破参数包括:孔径D、孔深H、超深h、底盘抵抗线W1、孔距a、排距b、堵塞长度L堵和炸药单耗g。
1.梯段高度H的选择:它是露天深孔爆破的重要参数之一,关系到爆破效果的好坏。
通常根据钻机孔径、铲装设备及开挖的技术条件来选择。
一般情况下:当孔径D=(80-100)mm时,H=(8-12)m,建议H=(10-15)当孔径D=(100-170)mm时,H=(10-15)m,建议H=(15-20)2.超钻深度h的选择:超深是指钻孔超出台阶底盘标高的那一段孔深,其作用是用来克服台阶底盘岩石的夹制作用,使爆破后不留根底,形成平整的底部平台。
超深选取过大,将造成钻孔和炸药的浪费,增大对下一个台阶顶盘的破坏给下一次钻孔造成困难,并且会增大爆破地震坡的强度,超深不足将产生根底和抬高底盘的标高,而影响装运工作。
露天爆破方案露天爆破方案引言露天爆破是一种常见的工程爆破方法,常用于采矿、道路建设和建筑拆除等领域。
本文将介绍露天爆破的基本原理、操作步骤和安全注意事项。
基本原理露天爆破是利用爆炸能量将岩石或建筑物破碎成合适的尺寸,以便后续处理。
其基本原理是通过引爆火药等爆炸物产生高温和高压气体来破坏物体结构。
爆炸物放置在钻孔或炸孔中,然后用导爆索进行引爆,产生爆炸作用。
操作步骤1. **规划爆破方案**:在进行露天爆破前,需要进行周密的规划。
这包括选择合适的爆破物、安全距离、爆破顺序等。
2. **钻孔或炸孔准备**:根据爆破方案的要求,在需要爆破的物体上钻孔或开挖炸孔。
钻孔或炸孔的直径和深度需要根据具体情况进行确定。
3. **装药**:将合适的爆破物填充到钻孔或炸孔中。
爆破物的种类和用量需要根据具体情况进行选择。
4. **导爆索布置**:在爆破孔中布置导爆索,并与爆破物连接。
导爆索负责将引爆信号传递到爆破物,引发爆炸。
5. **设置安全区域**:在进行爆破前,需要设置合适的安全区域,确保人员和设备远离爆炸区域。
根据爆破物的性质和规模,需要在爆破区周围设置合理的警戒线。
6. **引爆爆炸物**:确保所有人员和设备已撤离至安全区域后,由爆破人员通过引爆装置对导爆索进行引爆。
7. **控制振动和飞石**:在爆破发生后,生成的振动和飞石可能对周围环境和设施造成损害。
为了防止此类情况发生,可以采取振动控制措施和覆盖物保护措施。
安全注意事项1. **合理安排施工时间**:露天爆破对周围环境和设施可能产生噪音和震动,因此需要合理安排施工时间,避免对附近居民和设施造成不必要的干扰和损害。
2. **严格控制爆破物的种类和用量**:爆破物的种类和用量应根据实际需要进行选择,并严格按照规定的用量进行使用,以确保爆破操作的安全。
3. **保持通风良好**:在进行爆破作业时,需要确保现场通风良好,防止爆破物产生的烟尘对人员和设备造成伤害。
I.露天浅孔爆破:露天浅孔爆破:在露天采矿、料场开采、大块解小等爆破作业中使用。
孔深<5米,孔径<50或<75毫米的爆破,叫露天浅孔爆破。
特点:孔径小、孔深浅、爆破规模小。
种类:1.零星孤石的爆破:多临空面。
孤石、大块二次解小的爆破。
2.台阶浅孔爆破:采石场等的台阶爆破。
3.修整爆破:降低地表标高、底板、边坡的修整。
一.浅眼爆破:1.炮眼的部置与药量(1)浅眼爆破孤石:药量计算采用体积公式G=kV,炸药单耗低于深孔的50%以上。
(2)小台阶爆破:孔径(38-42)。
h=(0.1-0.15)H。
H1炮孔超深。
L=(1.1-1.15)H。
L炮孔长度。
W1=(0.4-1.0)H。
W1底盘抵抗线。
坚硬岩或高台阶取大值,反之取小值。
a=(1.0-2.0)W.或(0.5-10)L。
a孔距。
实际选1.2微差爆破时a=1.8-2W。
b=a/m,m取1-1.2。
b排距。
m=a/W1<1,一般取0.8。
m密集系数。
2.布孔方式有单排,多排两种形式。
3.单位耗药量:第一排Q=gaHW1,第二排Q=kgabH,k(1.1-1.15).4.单位耗药量一般经验数据是:岩石坚固系数炸药单耗Kg/m31-2 0.403-4 0.435 0.466 0.508 0.5310 0.5612 0.6014 0.6416 0.6720 o.70二.药壶爆破与二次爆破:药壶爆破:药壶是集中药包的一种特殊形式。
它将已钻好的深孔或浅孔用少量的药量多次爆破,将炮孔底部扩大形成葫芦状,装入炸药(集中药包)然后与上部深孔或浅孔同时起爆,达到改善爆破效果的目的。
1.药壶爆破的分类:有垂直、水平两种。
2.药壶爆破的适应条件:在钻爆设备不足的情况下,为提高爆破规模和生产效率的一种办法。
3.药壶爆破的优点:在经济上合理,成本低。
注意事项:1.扩壶孔深在3-5米内效果最好.2.不宜在坚硬岩时使用(扩壶困难)。
3.不宜在节理、裂隙发育的风化岩中使用(成孔率低)。
I.露天浅孔爆破:1 露天浅孔爆破的特点、种类1.1露天浅孔爆破:在露天采矿、料场开采、大块解小等爆破作业中使用。
孔深<5米,孔径<50或<75毫米的爆破,叫露天浅孔爆破。
1.2特点:孔径小、孔深浅、爆破规模小。
1.3种类:1.零星孤石的爆破:多临空面。
孤石、大块二次解小的爆破。
2.台阶浅孔爆破:采石场等的台阶爆破。
3.修整爆破:降低地表标高、底板、边坡的修整。
2 露天浅眼作业浅眼爆破的主要工序有:钻孔、装药、堵塞、联线和警戒起爆等。
2.1钻孔浅眼爆破时一般有技术人员做出爆破设计并进行技术交底后,由爆破员按照设计直接进行钻孔作业。
钻孔一般分为垂直孔和水平孔(或接近水平的倾斜孔)两种,由于倾斜孔在作业时比较困难,很少采用。
作业时应注意以下几点:2.1. 1通过技术交底使每个作业人员都清楚爆破范围,钻孔的方向、孔距、排距和深度等钻爆参数,边缘部分炮孔药包的最小抵抗线,钻孔中注意的问题等内容,确保爆破质量和效果。
2.1. 2按照钻孔的深度准备钻杆,垂直(或接近垂直)的炮孔钻凿时一般采用换杆方式,作业前要根据钻孔要求准备好各种不同长度的一组钻杆,最短者不宜超过0.5m,每相邻两根钻杆的长度差不大于0.5米,最长的钻杆应满足钻孔深度的要求。
2.1. 3在钻水平炮孔或靠近边坡施工是,应先清理边坡上的浮石,保证作业中的安全. 2.1. 4清理炮位,开钻前应先将炮孔周围的浮石、碎石渣等清理干净,直至方便开钻的硬底,避免开口不便或卡钻、堵孔等情况发生。
2.1. 5爆区边缘部分的炮孔开钻前应估计最小抵抗线的大小,当发现抵抗线与设计相差在10%以上时,应调整钻孔的位置、方向和深度。
2.1.6每个炮孔开钻前应要保证开口位置合理,与相邻四周炮孔的距离应保证孔距和排距的要求,避免炮孔的距离过大或过小,发现位置不合理时应及时纠正。
2.1. 7有时炮孔在倾斜面上,为方便开口,应使钻杆和岩石表面垂直或采用其他方法,确保孔口在预定位置上。
概念爆容:1kg炸药生成的气体产物在标准状况下体积。
L/Kg爆热:1kg或1mol炸药爆炸时所放出的热量。
Kj/kg,kj/mol爆温:炸药爆炸放出的热量将气体产物加热到最高温度爆压:假定炸药爆炸后无热的逸散,爆炸产物在原占据体积内达到热和化学平衡后的流体静压值PV=nRT 炸药的动作用:岩石在炸药爆炸产生的冲击压力和冲能作用下造成的破坏作用炸药的静作用:岩石在爆轰产物静态压力和膨胀功作用下造成的破坏作用。
殉爆现象:某一装药A发生爆炸,通过惰性介质引起相距一定距离的炸药B爆炸的现象殉爆能力:冲击波面通过惰性介质传播的能力殉爆距离:能引起殉爆的两装药间的最大距离殉爆安全距离:主发装药与被发装药不发生殉爆的最小距离聚能效应:在某种特定装药形状的影响下,可以使爆炸的能量在空间重新分配,大大增强了对某一方向的局部破坏作用炸药的感度:炸药在外界作用下发生爆炸的难易程度应力波:装药在岩体内(固体介质中)爆炸所激起的应力扰动的传播填空炸药爆炸的基本特征:1、放出大量的热2、反应的迅速性3、生成气体产物猛度的测定方法:铅柱压缩法和弹道摆法猛力的测定方法:铅铸膨胀法和爆破漏斗法网路延期方式:孔内延期,孔处延期,孔内外延期电力起爆器材:电雷管,导线,电源,检测仪表简答影响炸药爆轰速度的因素1炸药组分和性质对爆速的影响2装药直径对爆速的影响3装药密度对爆速的影响4炸药粒度对爆速的影响5起爆冲能对爆速的影响6药粒外壳对爆速的影响猛度与爆力关系:1猛度作用时间短,爆力作用时间长2爆力总体破坏作用,猛度局部破坏作用3在工程上,爆力体现为抛射能力(程度),猛度体现为破碎能力殉爆原因:1主发装药爆轰产物的冲击作用2主发装药爆轰时抛出的物体的冲击作用3主发装药爆轰时产生的冲击波作用殉爆影响因素:1主发装药量、性质2被发装药性质3主发装药外壳4主发装药与被发装药间的连接5惰性介质有关聚能装药类型:1轴对称轴向聚能装药2轴对称侧向装药3轴对称径向聚能装药4面对称聚能装药炸药的感度的分类:1热感度2机械感度3炸药的爆感度4冲击感度5静电火花感度6枪击感度炸药分类:1按炸药物理形态分类(固体炸药,液体炸药,胶状炸药)2按组分分类(单质炸药,混合炸药)3按特性用途分类(起爆药(雷汞,叠氮化铅,二硝基重氮酚)猛炸药(TNT,黑索金,泰安)发射药(黑火药)烟火剂)起爆器材:起爆材料(雷管,导爆索,起爆药柱)传爆材料(导火索,导爆索,继爆索)雷管技术方面要求:1足够感度和起爆能力2性能均一3制造安全和使用安全4长期储存的稳定性火雷管组成及作用:组成:管壳(作用:1提高起爆能力2提高防潮能力)正起爆药,副起爆药,加强帽(作用:1增加雷管的安全性2提高爆炸能力3防潮作用)导火索与导爆索的主要区别及作用:导火索以黑火药做药心,外面包缠棉麻纤维和防潮层的白色绳索状点火材料,它的用途是在一定时间内将火焰传给火雷管或黑火药药包,使之由于火花的作用而引爆,在秒延期雷管中,还用它作为延期元件装入雷管中。
露天爆破基础知识汇总露天爆破知识汇总露天矿不良爆破现象产生的原因与对策露天采矿中台阶采剥、掘沟等工程,一般采用深孔爆破法对矿岩实施破碎,根据作业空间,矿岩地质特性、采装运输设备条件等特点,选择合理的布孔方式、爆破参数、装药结构、爆破网络、起爆方法及起爆顺序等来达到好的爆破效果。
但在实际生产中,受诸多因素影响,常出现爆破后冲、根底、大块、伞檐以及爆堆形状不合要求等不良爆破现象,严重影响采、装、运工作效率及施工安全,下面分别分析这些不良爆破现象产生的原因并提出解决办法。
一、爆破上翻及后冲现象在露天采掘台阶爆破施工中,后排孔后冲上翻是常常遇见的现象,尤其在多排孔爆破时,后冲在未爆台阶坡面上产生的岩体裂隙及后排孔上翻的矿岩堆积在未爆台阶顶面,均会给下一次爆破工作带来很大的困难。
产生爆破后冲上翻的主要原因是多排孔爆破时,前排孔底盘抵抗线过大,炮孔填塞高度过大,一次爆破排数过多,爆破参数及起爆方法选择不当。
解决的方法是:1、控制前排孔底盘抵抗线不得超过台阶高度,加强爆破前根底的清理,减少前排孔根部爆破阻力,起爆时前排孔为后排孔创造好的爆破自由面。
2、根据设计台阶高度,合理布孔,可采用间隔装药结构并减少后排孔装药量。
如有可能,在采掘设备条件许可时适当增加台阶高度,从而促进后排孔起爆时的水平运动,而不是出现漏斗和后冲上翻现象。
3、采用多排孔微差爆破时,针对不同矿岩,选择最优的排间微差间隔。
对于大区间微差爆破,后排孔爆破条件显然与前排孔不同,其夹制作用较大,并且前排孔爆破应力波和爆生气体对后排孔的爆破影响也很大,如果排间微差间隔过短,前排孔不能在期望的时间内向台阶自由面移动,则后排孔会由于抵抗线过大出现后冲或上翻。
前后排孔的起爆间隔按抵抗线计算应在12-16ms/m较为合理,而后排孔应逐段增加时间间隔,一般为10%较为理想,需根据具体情况在爆破实验中探索,以取得良好的爆破效果。
一般来讲,台阶高度越短,台阶移动时间就越长,排间微差间隔的增加尤其必要。
露天工程爆破第一节爆破工程地质土石方爆破工程是直接在岩体中进行的,所以爆破与地质有密切关系。
爆破实践证明,爆破效果的好坏,在很大程度上取决于爆区地质条件和爆破设计能否充分考虑到地质条件与爆破作用的关系。
爆破工程地质主要研究地形、地质条件与爆破效果、爆破安全、爆破后果之间的相互影响。
其目的是既要为爆破工程本身提供爆区地质条件作为爆破设计的依据,还要为爆破后的工程设施提供工程地质条件变化的资料,以便使这些工程设施能适应爆破后的工程地质环境。
与爆破关系较密切的地质条件是:(1)地形;(2)岩性;(3)地质构造;(4)水文地质;(5)特殊地质。
一、地形条件对爆破作用的影响地形条件是影响爆破效果和经济指标的重要因素。
所谓地形条件,就是爆破区的地面坡度、临空面个数和形态,山体高低及冲沟分布等地形特征。
这些条件是进行爆破设计必须充分考虑的重要因素,因为爆破方法及爆破范围的大小、爆破方量、抛掷方向和距离、堆积形状、爆破后的清方工作以及施工现场布置等都直接受到地形条件的影响。
1.地形与爆破的关系(1)地形对爆破漏斗形状与体积的影响众所周知,集中药包的爆破漏斗的形状是倒立的园锥体,并由于岩石的性质、结构与所使用的炸药性能方面的不同,爆破漏斗体积的大小是有差别的。
由于爆区地形条件的变化,实际的工程爆破其爆破漏斗的形状都不是倒立的园锥体,而是倒立的椭园锥体。
根据多边界条件爆破理论的研究,爆破漏斗的形状如图8-1所示。
即在平坦地形为倒立园锥体;在倾斜地形为倒立的椭园锥体;在山包多面临空地形,由于药包的球形爆炸作用,则为两个以上的倒立椭园锥体的结合体;在凹形垭口地形,由于地形的夹制作用,抛掷漏斗部分缩小,而崩塌漏斗则因药包两侧都有斜坡而变为两部分。
如上所述,爆破漏斗的大小和形状随地形条件而变化,实际工程平坦地形少见,所以,一般应用倒立椭园锥体计算其体积。
(2)地形对爆破石方抛掷方向的影响地形决定了药包最小抵抗线的方向。
在平地爆破,土岩抛出方向是向上的;斜坡地面爆破,土岩主要沿斜坡面法线方向抛出,根据弹道抛物线原理,以45°抛掷距离最远,在斜坡地面又与山坡纵向形态有关,如图8-2所示。
第一章露天爆破工程说明1.深孔爆破按钻孔直径分为四个等级。
其中50mm〈Ф≤100mm等级的数据主要以孔径Ф76mm的统计为基础;100mm〈Ф≤150mm,用得最多; 150mm<Ф≤250mm等级的数据主要以孔径Ф250mm的统计为基础;Ф〉250mm等级的数据主要以孔径Ф310mm的统计为基础.2。
深孔爆破一般是指孔深(爆破台阶高度)超过5m的钻孔爆破作业。
3. 二次破碎计算标准:孔径Ф100以内最大粒径为0。
75m;孔径Ф100~150时最大粒径为1m:孔径超过Ф150最大粒径为1.2m。
二次破碎量统一按5%测算;4.复杂环境应分类区别,同时将露天复杂环境与地下、拆除和水下爆破的复杂环境分类统一考虑。
建议:A类复杂环境指爆破范围至国家一、二级文物、极重要设施、极精密贵重仪器及重要建(构)筑物等距离50m以内,或至国家三级文物、省级文物、重要设施、居民楼、办公楼、厂房等距离10m以内;A类复杂环境不可以采用深孔爆破.B类复杂环境指爆破范围至国家一、二级文物、极重要设施、极精密贵重仪器及重要建(构)筑物等距离大于50m、小于100m,或至国家三级文物、省级文物、重要设施、居民楼、办公楼、厂房等距离大于10m、小于50m; C类复杂环境指爆破范围至国家一、二级文物、极重要设施、极精密贵重仪器及重要建(构)筑物等距离大于等于100m、小于200m,或至国家三级文物、省级文物、重要设施、居民楼、办公楼、厂房等距离大于等于50m、小于150m。
Ⅰ、Ⅱ级铁路、高速公路、发电厂房等可以认为是极重要设施。
1。
1浅孔爆破工作内容:布孔、钻孔、验孔、装药、填塞、联网络、警戒、起爆、爆后检查、31.1。
2 基坑石方爆破工作内容:布孔、钻孔、验孔、装药、填塞、联网络、警戒、起爆、爆后检查、二次破碎计量单位:100m31。
1.2 基坑石方爆破工作内容:布孔、钻孔、验孔、装药、填塞、联网络、警戒、起爆、爆后检查、二次破碎计量单位:100m31。
爆破安全技术—爆破基础知识爆破方法常用的爆破方法有:浅孔爆破法、深孔爆破法、硐室爆破法、药壶爆破法、裸露爆破法,为控制爆破破坏作用而使用的光面爆破法、预裂爆破法、缓冲爆破法,为改善爆破破碎效果而使用的挤压爆破法等。
(1)浅孔爆破的孔深为4—5 m,孔径为25—75 mm。
浅孔爆破主要用于井巷掘进和浅孔崩落矿,在大中型露天矿山作为辅助爆破手段。
(2)深孔爆破主要用于露天矿或井下深孔崩落矿以及深孔爆破成井。
孔深为lo一15 m以上,孔径—一般为75—310mm。
(3)硐室爆破主要用于露天矿基建期间和一些特殊需要少数穿孔能力小的采石场,也用作生产爆破的主要手段。
(4)药壶爆破用于穿孔工作困难的条件下,以减少钻孔工作量,克服较大的抵抗线。
一般与浅孔爆破配合使用,以降低大块率。
(5)裸露爆破即是俗称的糊炮,这种爆破是在岩石大块的表面放一定药量进行爆破的方法。
主要用于二次破碎大块或处理根底。
炸药的起爆与传爆炸药在一定外能作用下发生爆炸的过程称为炸药的起爆。
炸药在起爆后其能量以冲击波的形式在炸药内部传递称为炸药传爆。
爆破安全炸药爆炸性能(1)爆力:是指炸药在介质内爆炸做功的总能力,亦即炸药具有的总能量。
(2)猛度:指炸药爆炸的猛烈程度,是衡量炸药对直接接触的局部介质破坏能力的指标。
(4)殉爆:炸药爆炸时引起不相接触的邻近炸药爆炸的现象叫做殉爆。
炸药爆炸性能参数(一)爆热炸药爆炸反应生成的热量称为爆热。
在工程中爆破是以l kg炸药爆炸所产生的热量为计算单位的,一般用kJ/kg表示。
常用工业炸药的爆热为600—1 000kJ/kg。
(二)爆温炸药爆炸瞬间爆炸物被加热达到的最高温度称为爆温。
单位用摄氏温度(℃)表示。
矿用炸药的爆温一般为2 000~2 500℃,单质炸药的爆温可达3 000~5 000~C。
(三)爆容单位质量炸药爆炸所产生的气体产物在标准状态下所占的体积称为爆容。
通常以L/k2表示。
(四)爆速爆轰波沿炸药稳定传播的速度称爆速,单位是m/s。
露天爆破知识汇总露天矿不良爆破现象产生的原因与对策露天采矿中台阶采剥、掘沟等工程,一般采用深孔爆破法对矿岩实施破碎,根据作业空间,矿岩地质特性、采装运输设备条件等特点,选择合理的布孔方式、爆破参数、装药结构、爆破网络、起爆方法及起爆顺序等来达到好的爆破效果。
但在实际生产中,受诸多因素影响,常出现爆破后冲、根底、大块、伞檐以及爆堆形状不合要求等不良爆破现象,严重影响采、装、运工作效率及施工安全,下面分别分析这些不良爆破现象产生的原因并提出解决办法。
一、爆破上翻及后冲现象在露天采掘台阶爆破施工中,后排孔后冲上翻是常常遇见的现象,尤其在多排孔爆破时,后冲在未爆台阶坡面上产生的岩体裂隙及后排孔上翻的矿岩堆积在未爆台阶顶面,均会给下一次爆破工作带来很大的困难。
产生爆破后冲上翻的主要原因是多排孔爆破时,前排孔底盘抵抗线过大,炮孔填塞高度过大,一次爆破排数过多,爆破参数及起爆方法选择不当。
解决的方法是:1、控制前排孔底盘抵抗线不得超过台阶高度,加强爆破前根底的清理,减少前排孔根部爆破阻力,起爆时前排孔为后排孔创造好的爆破自由面。
2、根据设计台阶高度,合理布孔,可采用间隔装药结构并减少后排孔装药量。
如有可能,在采掘设备条件许可时适当增加台阶高度,从而促进后排孔起爆时的水平运动,而不是出现漏斗和后冲上翻现象。
3、采用多排孔微差爆破时,针对不同矿岩,选择最优的排间微差间隔。
对于大区间微差爆破,后排孔爆破条件显然与前排孔不同,其夹制作用较大,并且前排孔爆破应力波和爆生气体对后排孔的爆破影响也很大,如果排间微差间隔过短,前排孔不能在期望的时间内向台阶自由面移动,则后排孔会由于抵抗线过大出现后冲或上翻。
前后排孔的起爆间隔按抵抗线计算应在12-16ms/m较为合理,而后排孔应逐段增加时间间隔,一般为10%较为理想,需根据具体情况在爆破实验中探索,以取得良好的爆破效果。
一般来讲,台阶高度越短,台阶移动时间就越长,排间微差间隔的增加尤其必要。
4、采用倾斜深孔爆破方法,以减少后排孔底盘抵抗线。
二、爆破根底现象爆破根底的产生,不仅严重影响施工质量,而且处理根底会增加单耗,安全风险也大。
根底产生的主要原因是:底盘抵抗线过大、超钻深度不足、台阶坡面角太小、工作线沿岩层倾斜方向推进等。
为了克服爆破根底现象,主要可采取以下措施。
1、保证足够的超钻深度,钻孔完成后采取有效的护孔措施,装药前认真测量孔深是否满足设计要求,装药确保入底,以提高孔底爆破威力。
超钻深度一般按经验值确定,矿岩越坚固或钻孔直径及孔网参数越大,取值越大;反之矿岩松软、节理发育或孔径及孔网参数越小取小值或不取超深,甚至超深负值。
三、爆破大块露天爆破后出现大块是最常见的一类爆破不良现象,大块率增加严重影响了矿山的铲、装效率及施工安全。
大块的产生由多种原因造成,主要产生在以下区域:①边排孔和台阶坡面之间;②炮孔充填物部分;③软硬岩交接面部分;④坚硬矿岩。
爆破中应根据矿山铲、装、运设备选型及矿岩特性,采取技术措施控制大块率。
1、台阶坡面的大块台阶坡面的大块主要是临近台阶坡面的一定范围,岩体受前次爆破作用的破坏,产生大量岩体裂隙,甚至被切割成较大的块体,造成爆炸应力波的反射作用消弱,致使后续爆破边排孔爆破效应限制在靠近药柱的范围,难以抵达台阶坡面的块体内部,爆破作用仅将块体从原岩体崩落并产生有限的挤压破碎。
另外爆生气体也可能通过前次爆破形成的裂隙泄露而产生大块,应尽量减少后排孔的超爆现象。
台阶坡面大块产生的另一个原因是抵抗线不均匀,由于台阶坡顶线不规则,导致前排孔底盘抵抗线偏差较大,局部台阶底部可能产生过大的抵抗线,或由于台阶坡面角过小,在台阶上部产生过小的抵抗线,很容易使爆生气体通过抵抗弱的台阶上部泄露而产生大块。
在施工中要严格控制前排孔抵抗线基本均匀,或注意调整装药量,另外台阶坡面角应不小于75°,起爆前注意将根底清挖彻底。
2、台阶顶部的大块采用炮孔底部集中装药爆破时,孔口充填部分爆破作用相对较弱,这种装药结构在空间分布的不均匀性导致台阶顶部产生较多大块。
台阶顶部产生大块的另外一个原因是,台阶顶部一定深度内受上一层台阶爆破的影响和破坏,形成裂隙切割顶部岩体,尤其是在超深不一致时危害更大,可造成爆生气体泄漏或爆炸应力波消弱在台阶顶部而产生较多大块。
为减少这类大块可采取以下措施:①采用小孔径爆破,小孔径相对应是小的抵抗线、孔间排距和充填高度,此种方法限制了大块的尺寸,同时炸药能量分布相对更加均匀,大块产率低,但会明显提高钻孔爆破成本,可根据矿山采掘运输设备选型情况合理运用。
②采用分段装药法,在炮孔填塞部分安置辅助短药柱,这种药柱的作用是辅助主药柱破碎大量的孔口岩石,但药量不应太大,以免造成过大的空气冲击波、爆破飞石或切断爆破网络。
该装药结构的实质是使炮孔内炸药能量重新分布。
另外需注意的是,使用这种装药结构短药柱和主药柱需同时起爆,如果主药柱先于短药柱起爆,短药柱可能会随充填物冲出孔外,如果主药柱滞后于短药柱起爆,短药柱会引起孔口裂隙,使主药柱无效释放爆破能量。
起爆时应使孔内导爆索同时引爆主辅药柱,这样使孔口即台阶顶部岩体在大爆破时同时被破碎。
如果以上措施仍然有大块存在,就必须在正常布孔中设置辅助孔,目的是使炸药能量均匀布在台阶顶部岩石中。
应用上述方法可有效控制台阶顶部及孔口充填区的大块产率。
3、软硬岩交界面的大块在同一爆区硬岩和软岩的分界部分,爆堆表层可明显看到大块条带,在爆破介质明显发生变化的部分,容易产生较多大块。
这是因为硬软岩分界面相当于自由面,对应力波起到卸载作用,加上岩石软硬程度的变化,使其碰撞破碎效应减弱,因而产生较多大块。
在这些区域,可根据软硬岩层的位置,合理调整钻孔深度或增加辅助孔来改善爆破效果。
4、难爆矿岩的大块难爆矿岩是指岩体致密、坚硬,这类岩体在爆破过程中爆生气体难以侵入易形成大块。
其次是爆轰气体从难爆矿岩裂隙中泄露,体积较大的块状岩得不到有效破率而形成大块,常可在爆堆大块中看见黄褐色的原生面,而不是矿岩爆破后产生的新鲜断面,后者引起的大块很难从爆破技术上克服。
而且台阶坡面、顶面,爆破后冲现象、软硬岩交界面、爆破参数不当、起爆器材拒爆、跳段等产生大块的不良现象在难爆矿岩区域表现得尤为突出,使得大块率急剧增加,严重影响矿山的铲装效率,是露天矿爆破中遇到的最大难题。
在露天矿台阶爆破中,当两个相邻炮孔药包齐发时,沿药包连心线方向应力加强,连心线中点两侧则出现应力降低区,爆轰气体过早的在连心线处释放,结果导致大块率增加。
而露天矿长期的爆破实践表明,在不改变孔负担爆破面积的前提下,可通过调整起爆顺序来减少抵抗线,同时增加孔距即通过增大炮孔密集参数以达到改善爆破效果的目的。
小抵抗线大孔距爆破原理是:①大孔距爆破使炮孔之间裂隙不过早贯通,爆生气体产物在相邻炮孔间停留时间延长,径向裂隙和环向裂隙得以充分扩展;②小抵抗线可增强入射波、反射波的作用,增加裂隙发展;③可增大破碎角,为下一排孔形成弧形自由面,近似形成等抵抗线自由面,使沿抵抗线方向的应力均匀传播,从而减少大块。
小抵抗线大孔距爆破是在一定的布孔参数基础上,通过改变起爆顺序来实现的,而三角形布孔能在岩体内提供最优的能量分布,同时起爆顺序的调整程度较高。
从国内爆破技术资料看,露天矿爆破最佳的密集参数一般在3.5~5.0之间,国外多选择在3.5~4.5。
总之,对于难爆矿岩,可采用在小抵抗线大孔距爆破原理和炸药能量均布原理基础上,优化布孔和起爆参数,提高炸药单耗来降低大块率。
除上述原因外,爆破参数选择不当,爆破器材质量不过关引起的拒爆、跳段现象也是产生大块的原因,可通过优化爆破参数、改进爆破器材质量等加以解决。
参考文献:1、王雪峰.露天爆破微差间隔时间及起爆的实验研究。
2、煤矿爆破实用手册,露天深孔爆破,北京煤炭工业出版社20073、长沙矿山研究院,国内露天矿大区微差爆破技术调查报告1987;国外露天爆破技术简介,19874、中国煤炭工业出版社,露天采矿手册. 穿孔爆破作者简介:徐全耀,男,1995年毕业于阜新矿业学院露天开采专业,现任神华新疆能源公司准东露天煤矿生产副矿长。
4.1露天钻孔爆破主讲:露天钻孔爆破就是在露天条件下,采用钻孔设备,对被爆破体以一定方式、一定尺寸布置炮孔。
将炸药置在恰当位置,然后按照一定的起爆顺序进行爆破,实现破碎、抛掷等目标。
4.1.1深孔爆破(1)通常将孔径不小于50mm,孔深不小于5m的钻孔称为深孔。
(2)深孔爆破的炮孔形式一般分为垂直孔、倾斜孔和水平孔3种,炮孔布置形式有三角形、正方形和矩形布置。
主要参数如图3-6所示。
(3)露天台阶深孔爆破的特点:①机械化程度高、作业人员操作方便,劳动强度低。
②相对于浅孔爆破来说,其爆破规模大,作业效率高。
③相对于硐室爆破来说,产生的爆破有害效应可得到控制,爆破块度均匀,大块率低。
④小抵抗线宽孔距爆破技术的日益成熟,给深孔爆破的应用又带来了广阔的前景。
4.1.2浅孔爆破浅孔爆破法通常是指孔径小于50mm,孔深小于5m的爆破法。
浅孔爆破法具有以下特点:①所使用的钻孔机械操作简单,使用方便灵活。
②易于通过调整炮眼位置及装药量的方法,控制爆破岩石块度和破坏范围。
③每一次爆破规模较小,装药量少,对周围环境所产生的爆破有害效应较小。
4.1.3药壶爆破药壶爆破是在炮孔底部先用少量炸药分次把孔底扩大成壶状空腔,使其增加装药量,扩大爆破规模,增强抛掷效果,克服台阶底板阻力的爆破方法。
(1)药壶爆破有以下特点:①钻孔工作量小,装药量较多,爆破效率高,一次爆破量大。
②药壶爆破法最主要的施工技术在扩壶。
③炮孔不应布置在岩石破碎、裂隙发育的位置。
④一般适宜在中硬以下的岩石中进行,而不宜在坚硬岩石中使用。
(2)扩壶工作:扩大药壶要进行多次爆破,一般第一次扩壶装药量为50~100g,以后按扩壶次序依次递增。
①第一次扩壶药量基数为1。
②第二次扩壶为1:2。
③第三次扩壶为1:2:3。
④第四次扩壶为1:2:4:7。
4.1.4沟槽爆破沟槽爆破具有工作面狭窄、爆破自由面小、爆破夹制作用大等特点,因此比一般爆破的技术难度更高。
(1)沟槽爆破的钻孔要求和注意事项①事先充分了解沟槽的规格尺寸,在钻孔时一定要保证这些尺寸满足设计要求,不能出现任何欠挖。
②钻孔时宜从沟槽开口(或已开挖)处开始,以保证钻孔的孔距、排距、倾角等参数满足爆破要求。
③为便于施工并保证沟槽爆破的效果,沟槽中部宜钻垂直孔(如图4-3所示)。
④边孔只能沿沟槽的纵向移动,不得移出设计沟槽边界。
⑤钻孔超深应严格按照设计要求实施,不允许因任何原因增减钻孔的深度。
⑥当沟槽爆破中地下水丰富可参照4.3.2竖井爆破的有关要求进行钻孔作业。
4.2硐室爆破硐室爆破是指把药包集中放置在爆破而开挖的硐室或巷道中的一种爆破方法。