九架炉采区露天矿台阶爆破技术探索
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金属矿山采矿深孔台阶爆破技术探讨随着金属矿山深度的增加,矿石的开采变得越来越困难。
传统的采矿方法已经不能满足需求,因此需要引入新的技术来解决这个问题。
深孔台阶爆破技术是一种新的开采方法,它可以提高采矿效率和安全性。
本文将探讨深孔台阶爆破技术的原理和应用。
深孔台阶爆破技术采用了导管炸药爆破原理。
在矿体中钻一个直径较小的孔,然后在孔中装填导管炸药。
导管炸药是一种高能爆炸剂,它可以提供巨大的爆炸能量。
接下来,在矿体中钻一系列的孔,形成一定间距的台阶状结构。
同时引爆所有孔中的导管炸药,使整个矿体产生爆炸,矿石被炸碎并向上推出。
深孔台阶爆破技术的优点在于其高效和安全。
由于导管炸药的爆破能量大,可以一次性炸碎大块的矿石,相比于传统的钻孔爆破方法,可以大大提高开采效率。
而且,由于炸破的矿石被推出矿体,可以减少坍塌和碎石的堆积,从而减少工人的伤亡风险。
深孔台阶爆破技术也存在一些问题。
该技术需要使用大量的导管炸药,这对环境造成了一定的污染。
导管炸药中的化学物质可能会渗入地下水或土壤中,对生态环境造成破坏。
由于爆炸能量较大,容易引发矿山的地质灾害,如地震和塌陷。
在采用深孔台阶爆破技术时,需要严格的安全措施和监测措施,以防止意外发生。
尽管存在一些问题,深孔台阶爆破技术仍然是金属矿山开采的一个重要方法。
随着技术的不断进步,对导管炸药的研究和开发也在进行中,使其更加安全和环保。
在使用深孔台阶爆破技术时,也要加强环境保护意识和安全意识,确保矿山开采的可持续发展。
深孔台阶爆破技术是一种可以提高金属矿山开采效率和安全性的新技术。
虽然存在一些问题,但通过采取相应的措施,可以克服这些问题。
在未来,深孔台阶爆破技术将会在金属矿山开采中得到更广泛的应用,并对行业的发展产生积极影响。
露天矿山台阶爆破技术发展现状及展望摘要:我国的矿产资源非常丰富,但仍然存在资源开发难度较大的问题,需要对现阶段矿山开采技术进行改革和创新,如引入露天矿山台阶爆破技术,推动矿山开采实现转型。
本文主要分析露天矿山台阶爆破技术的发展现状,并对这项技术的未来发展前景进行展望,为后续的爆破技术发展提供参考依据。
关键词:露天矿山;台阶爆破技术;发展现状;展望在矿山开采过程,大多数矿企主要通过露天开采的方式挖掘固体矿物,台阶爆破技术就是其中最常见的一种手段,普遍应用在金属矿、煤矿等矿产开发。
随着信息技术的不断发展,如云计算、大数据等技术,对传统的爆破技术起到一定的冲击,促使传统的爆破工艺也发生了巨大的改变,进一步提高了爆破技术的效率和质量,推动爆破行业更好的发展。
1.台阶爆破技术发展现状1.1钻孔技术钻孔水平的高低对实际爆破效果会产生一定的影响,目前的钻孔技术一般分为垂直钻孔和倾斜钻孔两种,在实际操作过程中,施工人员必须确保使用的钻孔技术符合相关标准,避免对爆破效果产生负面影响。
在以往的矿山开采过程中,大多数技术人员多采用传统的钻孔技术,这种技术以人工为主,需要技术人员做好前期的规划工作,并明确相关参数,如钻孔深度、角度等,对钻孔位置的考察,需要安排专人根据实际环境的情况进行考量。
科学技术高速发展的当代,越来越多高端设备被应用于钻孔过程中。
现代钻孔设备一般自带高精度定位仪或系统,其稳定性和性能得以大大提高,相比以刻度尺为主的传统验孔工具,采用激光测孔工艺的新技术不容易受到钻孔形状、内部空间等因素的影响,大大降低了因人工操作导致的误差,能够精准测量孔内任意部位的参数,提高钻孔成空率。
1.2爆破设计爆破设计一般指技术人员通过获取并整合待爆区域地质地貌的相关信息,再进行相关参数的设计和分析,对设计的方案进行优化,从而获得较为合理的设计方案。
传统的爆破设计主要与技术人员的工程经验有关,易受人为因素的影响,存在一定的盲目性。
露天矿山台阶深孔爆破大块成因及解决措施探究发布时间:2021-06-23T17:07:07.100Z 来源:《基层建设》2021年第8期作者:彭婷[导读] 摘要:在露天煤矿生产过程中,台阶深孔爆破大块率一直是企业高度关注的问题,过高的大块率会增加成本、降低经济效益。
中国葛洲坝集团易普力股份有限公司重庆市 401121 摘要:在露天煤矿生产过程中,台阶深孔爆破大块率一直是企业高度关注的问题,过高的大块率会增加成本、降低经济效益。
本文就露天煤矿台阶深孔爆破大块成因进行了探讨分析,并相应地从加强施工管理、改进爆破技术、合理设置爆破参数等几个方面提出了解决措施,以期对煤矿企业降低大块率有所帮助。
关键词:露天矿山;台阶深孔爆破;大块率前言:随着爆破技术的进步、深孔钻井机的广泛使用,露天台阶深孔爆破技术也成为了露天煤矿最常使用的爆破技术。
从节约成本、保证安全的角度出发,企业也对爆破作业效果提出了一系列要求,比如爆渣粒度大小适当,爆堆形状和位移合理、台阶工作面要规整、对台阶坡度破坏小等。
1露天矿山台阶深孔爆破大块的问题概述在采矿过程中,经常会用爆破的手段来破坏岩石层,为后续铲装及运输提供大小合适的矿岩颗粒物料,爆破作业的好坏直接影响后续工作的效率和成本。
台阶深孔爆破是大型的露天矿山常常会用到的一种爆破工艺,台阶深孔爆破会受到岩石本身性质与构造、爆破装置与炸药性能、爆破参数、装药结构、施工管理等种种不确定因素的影响,而大块率是衡量爆破效果的重要指标。
大块率或根底率过高一方面会制约铲装车的运输效率,增加二次爆破工作量和炸药使用量,需要的额外时间制约各项工序的正常衔接;另一方面,大块岩石进入破碎机,还可能会导致破碎机卡锤而停止运转,降低煤矿生产效率,增加企业运营成本。
因此,如何有效爆破,降低大块率和根底率成为许多露天煤矿所面临的重要难题。
2露天矿山台阶深孔爆破大块的成因及解决措施 2.1露天矿山台阶深孔爆破大块的成因分析 2.1.1岩石结构的影响台阶深孔爆破实践发现,岩石的性质和非均质程度对岩石爆堆的松散程度、破碎位移都有很大影响。
露天煤矿深孔台阶爆破降低大块率和根底率措施探讨翟清翠(中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司,安徽淮北235000)摘要:针对某露天煤矿深孔台阶爆破效果存在的大块率和根底率较高的问题进行了原因查找与分析,找出大块㊁根底产生的部位和主要原因㊂在保持台阶高度㊁炮孔直径以及炸药品种不变的条件下,根据现场具体情况分析,通过选择合理爆破参数㊁优化装药结构及科学爆破施工管理等措施,爆破后明显降低了大块率和根底率,达到了改善爆破效果的目的,可为类似矿山提供借鉴㊂关键词:露天煤矿;深孔台阶爆破;大块率;根底率;措施中图分类号:TD235 文献标志码:A 文章编号:1674-3970(2019)04-0031-05收稿日期:2019-05-02作者简介:翟清翠(1982 ),山东泰安人,硕士,工程师,讲师,主要从事民爆技术研究与工程应用等方面工作㊂E-mail :1921029197@ ㊂引用格式:翟清翠.露天煤矿深孔台阶爆破降低大块率和根底率措施探讨[J ].煤矿爆破,2019,37(4):31-35.ZHAI Qingcui.Discussion on Measures to Reduce Block Rate and Root Rate by Deep Hole Step Blasting in Open Pit Coal Mine [J ].Coal Mine Blasting ,2019,37(4):31-35.Discussion on Measures to Reduce Block Rate and Root Rate byDeep Hole Step Blasting in Open Pit Coal MineZHAI Qingcui(Huaibei Blasting Technology Research Institute Co.,Ltd.,CCTEG ,Huaibei 235000,China )Abstract :In view of the problem of high block rate and root rate in the deep hole step blasting effect of an open pitcoal mine,this paper analyzes the causes and finds out the parts and main causes of block and root.In keeping the bench height,hole diameter and explosive under the constant variety,according to the specific situation analysis,through selecting rational blasting parameters,optimization of charge structure and blasting construction scientific management measures,such as the rate of blasting chunk is significantly reduced after blasting and root rate,achieved the purpose of improving blasting effect,can provide reference for similar mines.Keywords :open-pit coal mines;deep hole step blasting;block rate;root rate;measures0 引言目前深孔台阶爆破是露天煤矿石方剥离爆破中普遍采取的爆破方法㊂然而,深孔台阶爆破时又普遍存在大块率偏高和残留根底等问题㊂大块率是评价爆破效果的重要指标之一,大块率高直接影响铲装作业效率,增加挖掘机械设备磨损,同时增加二次破碎的工程量和爆破成本,影响矿山的生产和安全[1]㊂根底率也是评价爆破效果的重要指标之一,根底率偏高造成平台底面凸凹不平,不但影响本次爆破石方铲装,而且也会影响下一爆破循环正常进行㊂因此,分析产生大块和根底的部位和原因,提出解决措施具有十分重要的意义㊂1 工程概况某露天煤矿现在产能8×106t /a,年土石方剥13离量4.5×107m 3,该矿地质条件比较复杂,岩体的节理㊁裂隙发育并相互交错㊂石方剥离爆破的设计台阶高度H =15m,钻孔直径D =138mm,炸药品种为二号岩石膨化硝铵㊁乳化炸药㊁混装铵油炸药,3~11段毫秒延期导爆管雷管㊂孔网参数为:孔间距a =6~7m㊁排距b =4.5~5m,梅花型布孔,炮孔填塞4~5m㊁超深h =1.5m,炸药q =0.3~0.6kg /m 3;孔底和中部两点起爆,主要采用孔内排间延期,第一排装2发3段毫秒导爆管雷管,第二排装2发5段毫秒导爆管雷管,第三排装2发7段毫秒导爆管雷管,第四排装2发9段毫秒导爆管雷管,第五排装2发10段毫秒导爆管雷管,第六排装2发11段毫秒导爆管雷管,同排每3个孔为一簇,用四通和导爆管把同排及后排炮孔相连组成一组,然后用3段毫秒导爆管雷管接力下一组㊂爆破网路如图1所示㊂图1 起爆网路爆破效果不理想,爆后存在的主要问题:1)岩石块度不均匀,大块率偏高;2)爆区后排局部甚至全底面留有根底,造成底面不平整㊂2 大块和根底产生的部位及原因分析2.1 大块和根底产生的部位由于该露天煤矿地质复杂多变,使用的炸药种类多样,以及施工质量的原因,经观察和统计发现出现大块主要集中在下列区域:1)炮孔孔口部位(炮孔填塞段);2)最前排炮孔前上部临空面;3)孔网参数较大处;4)底盘抵抗线过大的台阶根部;5)地质构造复杂多变处,如断层㊁裂隙夹泥层㊁软硬岩结合处等;6)最后排炮孔后保留岩层的上部;7)盲炮或炸药残爆处㊂根底主要集中在下列区域:1)前排孔底部;2)孔网参数较大处;3)炮孔超深偏小处;4)盲炮或炸药残爆处;5)地质构造复杂处,如上部为软岩,下部为较硬岩石时,岩体底部易产生根底[2]㊂2.2 大块和根底产生的原因分析根据岩石破碎机理和爆破效果影响因素分析,深孔台阶爆破产生大块和根底的原因是多方面的,结合大块和根底产生的部位,经分析研究得出大块和根底产生的具体原因如下:1)产生大块原因①由于堵塞段过长,孔口堵塞段岩体得到的炸药能量不足,因而爆后会在孔口处出现大块[3],如图2㊂图2 孔口处大块②最前排炮孔前上部即邻近台阶坡面的一定范围内,岩石受前次爆破的破坏,原生弱面胀裂,甚至被切割成 块体”,爆破时这部分 块体”容易震落,形成大块;另外在前排的岩石临近自由面,被爆岩石相互撞击作用减弱,因而形成大块[4]㊂③当孔网参数过大时,造成炸药能量不足,使岩石得不到充分破碎,因而形成大块㊂④由于底盘抵抗线过大,该部分岩石得不到足够炸药能量而使其不能充分破碎,因而在台阶根部形成大块㊂⑤地质构造复杂地带大块:主要是由于裂隙存在使应力波衰减或阻断,同时爆炸气体从裂隙处逸出,致使被爆岩体得不到足够的爆炸能量,因而形成大块[5]㊂⑥爆区的后部与未爆岩石相交处因爆破振动及拉裂可能形成大块㊂⑦由于盲炮或炸药残爆处形成大块,如图3所示㊂2)残留根底的原因①台阶底盘抵抗线偏大,岩石得不到足够炸药能量而使其不能充分破碎移动,因而形成根底㊂23图3 盲炮造成的大块②由于孔网参数过大,孔与孔之间部位岩石得不到足够炸药能量而使其不能充分破碎移动,因而形成根底㊂③钻孔超深偏小,底部没有足够炸药能量来克服深部岩石夹制而留下根底㊂④由于盲炮或残爆,轻者该处因其他炮孔爆破作用而形成大块,重者时岩石会保持原状,留下严重根底㊂⑤岩性分布不均处,如台阶上部为软岩,下部为较硬岩石时,岩体底部易产生根底,这是由于软硬岩交界处存在裂隙或断面,使应力波衰减或阻断,同时爆炸气体从裂隙中逸出,压力迅速下降,致使下部硬岩得不到足够的爆炸能量,因而留下根底㊂3 降低大块率和根底率的措施在保持该露天煤矿剥离爆破的台阶高度㊁孔径以及炸药品种不变条件下,根据具体情况分析,通过选择合理爆破参数㊁优化装药结构及科学爆破施工管理等措施,达到降低大块率和根底率的目的㊂3.1 选择合理爆破参数1)前排抵抗线在保证钻机安全条件下,同时有利于后排孔的推动,应相对减小前排抵抗线W d,根据钻孔作业的安全条件W d≥H cotα+B,根据本工程地质条件,前排抵抗线为W d=3.5~4.5m,岩体较完整坚硬处W d取3.5~4.0m,节理㊁裂隙发育处W d取4.0 ~4.5m㊂其中:W d为前排抵抗线,α为台阶坡面角,H 为台阶高度,B为从钻孔中心至坡顶的安全距离[6]㊂2)孔网参数在深孔台阶爆破中,为了取得良好爆破效果,爆破参数中的孔㊁排距选择是关键因素㊂为提高炸药能量利用率,采取缩小排距b㊁增加孔距a,实现宽孔距小排距爆破,能有效改善爆破效果降低大块㊂排距b控制在4.0~5.0m,孔距a控制在6.0~7.0m,钻孔超深h控制在1.5~2.0m㊂根据炮孔位置的裂隙㊁岩层分布情况,将软㊁硬岩石分区设计,易爆破的区域适当放大孔网参数,较难爆破的区域可采取缩小孔网参数㊁增加超深㊁加密炮孔㊁装高威力炸药等措施提高炸药单耗,来降低大块和根底㊂3)微差时间间隔和起爆网路由于同时起爆的炮孔较多,相对来说不利于降低大块率㊂故采用 V”形起爆, V”形起爆每段起爆都是在多自由面的条件下破碎岩石,可以加强岩块间的碰撞和挤压,不仅有前后排岩块碰撞,而且有 V”形两侧岩块的碰撞,从而获得较好的破碎质量,也可减少爆堆范围[7]㊂4)选用高精度导爆管雷管,同时提高起爆药包起爆能选用延时更精确的高精度导爆管雷管,可提高准爆率,实现孔内外微差,能充分地利用炸药爆炸能量,达到降低周边振动,保护未爆矿岩的完整性,从而降低大块率㊂以前施工中起爆药包采用的是32mm小直径乳化炸药药卷,由于药卷直径较细,所以起爆能力有限㊂而起爆能的大小,直接影响炸药爆轰波传播过程,起爆能小,则起爆时爆速低,不利于药包稳定传爆和充分发挥炸药爆破能量,还可能出现残爆现象㊂因此,本矿选用起爆感度较低的混装铵油炸药㊂为提高起爆药包的起爆能,选用70mm大直径乳化炸药药卷做为起爆药包㊂3.2 优化装药结构根据该露天煤矿岩石产状变化大的特点,采取分段装药㊁不耦合或者辅助小药包㊁辅助炮孔来改变装药结构和填塞长度等措施,达到降低大块率和根底的目的㊂1)岩体构造比较均一时,可以在下部装爆炸威力相对较大的乳化炸药,中㊁上部装威力较小的粉状膨化硝铵炸药或者混装铵油炸药;当装填成卷炸药时,下部直接丢装破开的药卷成耦合装药结构,中上部装正常药卷逐个吊装,改成不耦合装药结构,如图4所示㊂在保证装药量不变的前提下,提高了炮孔的装药高度,这有利于克服中部和堵塞段大块及根部留底现象㊂33图4 装药结构示意图2)岩体构造不均时,采用间隔装药结构,即在炮孔中把炸药分成数段,使炸药的爆炸能量在岩石中按岩体构造布置㊂间隔装药时,把大部分炸药装在硬岩或整体性好的岩石段,孔中不装药或少装药部分要选择在爆炸气体可能逸出的岩性薄弱段㊂如果岩体是水平走向的层状岩石,那么装药部位应该位于较厚或较坚硬的岩层部位㊂如图5所示岩石结构上部为比较坚硬致密的岩层,中部夹一层薄煤,下部岩体相应破碎,采用分段间隔装药时,而空气间隔位置应处于夹着的煤层位置㊂图5 岩体构造不均装药结构3)降低孔口处大块措施:为了改善孔口封堵段较完整坚硬岩体的爆破效果,可采用下列两种方法:方法一:在炮孔内堵塞段一处设置辅助药包,为避免造成过大的空气冲击波和爆破飞石损坏爆破网路,辅助药包装药量不应该超过5kg㊂如图6所示㊂图6 辅助药包降低孔口处大块装药结构方法二:在主炮孔之间增加辅助炮孔,也能降低孔口处大块㊂辅助炮孔孔深较浅,孔径也比主炮孔要小,如图7所示㊂图7 辅助炮孔降低孔口处大块3.3 科学爆破施工管理爆破施工管理的质量也决定了爆破效果的好坏,只有严格科学的管理,才能达到预期的最佳爆破效果㊂针对以前爆破施工中存在的问题,采取如下的爆破施工管理措施:1)根据地质资料㊁现场勘查台阶坡面情况,提前预判易出现大块和根底位置,及时调整孔网参数;通过观察炮孔岩粉确定岩体结构情况,并做好每天的钻孔记录㊂孔网参数和孔位的确定要由爆破技术人员通过仪器标定;根据台阶坡面情况,及时调整前排孔底盘抵抗线,保证前排抵抗线均匀;并保证布孔㊁钻孔㊁验孔㊁装药㊁填塞㊁连线及起爆每一道工序都要严格按爆破设计进行㊂2)混装炸药车装药过程中,操作人员必须把输送炸药管放置到孔底之后进行装药,防止蓬孔,保证炸药能装到位㊁装够量,发现装药问题及时处理㊂3)加强教育与培训,提高爆破作业人员操作水平㊂4 结论导致露天煤矿石方剥离爆破效果不佳的原因很多,只要抓住主要影响因素,通过技术与管理两方面措施,科学合理设计爆破方案,严格按爆破方案施工,加强现场精细化施工管理,及时反馈特殊位置地质的信息,各工作环节严格按照标准化施工流程作业,就能从根本上降低大块率和根底率㊂现场工程实践证明,本措施行之有效,爆后的岩石块度更加均匀,大块率和根底率明显下降,全面提升了爆破效果,可为类似矿山爆破提供借鉴㊂参考文献:[1]洪大华,张君.减少根底和大块率提高爆破质量[J 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露天煤矿深孔台阶爆破降低大块率和根底率措施探讨史特国家能源神华准格尔能源有限公司黑岱沟露天矿内蒙古鄂尔多斯 010300 摘要:目前深孔台阶爆破是露天煤矿石方剥离爆破中普遍采取的爆破方法。
然而 ,深孔台阶爆破时又普遍存在大块率偏高和残留根底等问题。
大块率是评价爆破效果的重要指标之一 ,大块率高直接影响铲装作业效率 ,增加挖掘机械设备磨损 ,同时增加二次破碎的工程量和爆破成本 ,影响矿山的生产和安全。
根底率也是评价爆破效果的重要指标之一 ,根底率偏高造成平台底面凸凹不平 ,不但影响本次爆破石方铲装 ,而且也会影响下一爆破循环正常进行。
因此 ,分析产生大块和根底的部位和原因 ,提出解决措施具有十分重要的意义。
关键词:露天煤矿深孔台阶爆破;大块率;根底率措施;一、露天煤矿深孔台阶爆破问题台阶深孔爆破是大型露天矿山常用的一种爆破工艺。
观察一个露天矿山的爆破水平,一看大块率高低,二看边帮是否整齐,三看底板是否平整。
在露天矿的生产实践中,矿岩爆破工程是一项基础性工作,也是一门实践性很强的技术。
它受到采矿工作面地质、水文以及气候变化等自然条件的影响,也受爆破设计和爆破施工等人为因素的影响。
这些影响因素在客观上给爆破施工和管理带来不利影响。
最明显的表现就是根底的产生和大块率的居高不下。
由于爆破质量的下降,将直接影响铲运设备的效率发挥,而且还会增大液压反铲的故障率,使液压反铲的配件、材料消耗增高,最终使企业成本增加。
影响爆破质量的原因很多,对一个露天矿山而言,其开采环境、岩石赋存、地质结构、台阶高度、钻孔设备甚至炸药均已确定或变化余地不大。
本文所论述的重点是通过系统分析产生根底和大块率居高不下的原因,对症下药,通过优化爆破设计和加强爆破施工过程的管理来最大程度地减少人为因素的影响,从而使爆破质量达到最优。
二、大块和根底产生的部位及原因分析2. 1 大块和根底产生的部位。
由于该露天煤矿地质复杂多变,使用的炸药种类多样,以及施工质量的原因,经观察和统计发现出现大块主要集中在下列区域:1)炮孔孔口部位(炮孔填塞段);2)最前排炮孔前上部临空面;3)孔网参数较大处;4)底盘抵抗线过大的台阶根部;5)地质构造复杂多变处,如断层、裂隙夹泥层、软硬岩结合处等;6)最后排炮孔后保留岩层的上部;7)盲炮或炸药残爆处。
露天矿山台阶爆破技术发展现状及展望摘要:矿山行业数字化转型升级不断加快,台阶爆破作为露天矿山高效开采的重要技术支撑,必须紧跟行业发展趋势。
将台阶爆破从发展历程上分为控制爆破、精细爆破、数字爆破及智能爆破,分析了各阶段的实际进展;从爆破全生命周期角度出发,针对爆破设计、钻孔技术、装药施工及爆破效果分析等关键环节进行了整体阐述,认为现阶段台阶爆破碎片化研究较多,未能形成有效的串联系统,建议从一体化技术体系、炸药与岩石自动匹配、数字化智能化转型技术研发等方面,开展科研攻关工作,促进爆破行业的高质量可持续发展。
关键词:台阶爆破;发展历程;全生命周期;碎片化研究;数字化智能化转型台阶爆破技术作为露天矿山安全高效开采的重要手段,广泛应用在煤炭、金属、非金属矿山等领域,广大专家学者针对不同的施工工序,在孔网参数、装药结构、填塞方法、起爆顺序、延时时间等方面,进行了比较深入的研究,爆破技术的改进显著提高了露天矿山的综合生产效率。
随着台阶爆破的不断深入发展,涌现了一大批先进的仪器设备、实用软件及技术体系,如新型钻具及装药设备、数码电子雷管及新型炸药的推出,为工程爆破的高质量发展奠定了良好基础。
现阶段,新兴信息技术引进及多学科交叉融合趋势不断加快,台阶爆破技术逐步朝着数字化智能化方向迈进[1]。
1 台阶爆破的发展历程台阶爆破发展历程整体上可划分为控制爆破、精细爆破、数字爆破、智能爆破4个阶段,每个阶段都有着显著的特征。
1.1 控制爆破技术鉴于矿山传统粗放爆破施工的安全性及高效性不足,爆破危害控制难度大,控制爆破技术应运而生。
控制爆破主要是采用传统人工装药或者机械化装药的方式,通过爆破设计、优化施工、加强防护等技术手段,既有效保证了实际爆破效果,又将各类爆破危害效应控制在合理范围内。
根据作用机理的不同,典型技术主要有松动爆破、延时挤压爆破、间隔装药爆破、陡帮开采,可满足露天矿山不同爆破需求[2-3]。
矿山控制爆破技术的不断发展,促进爆破基础理论研究深度不断加大,涌现了较多的先进爆破工艺和器材,爆破行业发展步伐显著加快。
金属矿山采矿深孔台阶爆破技术探讨随着现代工业的发展,金属矿山的开采工作也越来越重要。
而在金属矿的开采过程中,爆破技术是必不可少的一环。
随着采矿深度的增加,采矿区域的复杂性也在逐渐增加,特别是在深孔台阶爆破技术方面,如何保障安全、提高效率成为了亟待解决的问题。
本文将探讨金属矿山采矿深孔台阶爆破技术的现状、存在的问题和未来的发展方向。
一、现状1. 传统爆破技术传统的金属矿山采矿爆破技术主要依靠炸药来破碎矿石。
这种方法在一定程度上可以满足采矿工作的需求,但随着采矿深度的加深,传统的爆破技术已经不能满足工作需求。
传统的水平孔爆破方式在深孔爆破过程中,易出现深孔粉尘扩散难题,产量难以提高,很难满足企业有效率的要求。
深孔台阶爆破技术成为了矿山采矿工作中的首要解决问题。
2. 深孔台阶爆破技术深孔台阶爆破技术能够满足复杂地质条件下的采矿工作需求,对资源的高效开采起到了关键作用。
台阶爆破技术是一种针对高含水、高瓦斯等困难环境下煤矿的一种爆破方式。
在金属矿山采矿中,通过合理设置爆破孔径、孔距和荷重,优化爆破参数,使得爆破产能提高,降低生产成本,提高矿石矿化率,是一种可持续发展的采矿方式。
二、存在的问题虽然深孔台阶爆破技术在金属矿山采矿工作中起到了非常重要的作用,但在实际应用过程中仍然存在一些问题。
1. 安全问题深孔台阶爆破技术在采矿工作中虽然能够提高产能,但也会增加爆炸危险性。
深孔爆破技术需要使用更大威力的炸药和更复杂的爆破参数,爆炸威力增大,对岩层的破坏性也更大,爆破风险随之增加。
2. 高威力爆破带来的环境压力深孔台阶爆破技术的爆炸威力较大,容易引起周边环境的扰动,尤其是在人口密集地区或者生态环境敏感区域,更需要谨慎控制爆破的威力和范围,避免对周边环境造成不可逆的损害。
3. 爆破技术的效率和成本问题在实际应用中,深孔台阶爆破技术需要更复杂的爆破参数计算和布置,增加了爆破工作的难度和成本。
由于深孔爆破的复杂性,也容易出现爆破效果不理想的情况,增加了生产的不确定性和风险。
九架炉采区露天矿台阶爆破技术探索 3方颜空,文永胜,顾亮业,吕力行(昆明理工大学国土资源工程学院,云南 昆明 650093) 摘 要:主要结合中国铝业贵州分公司第一铝矿九架炉采区露天剥离台阶深孔爆破参数的探索与实践,介绍了深孔爆破在该矿露天剥离台阶中应用的具体情况,并对提高其爆破技术的安全性、可靠性进行了论述。
关键词:露天台阶;复杂地形;深孔爆破;网络;爆破参数;安全中图分类号:T D325 文献标识码:A 文章编号:1006-0308(2009)04-0008-03Probe i n to Bench Bl a sti g Technology on J i uji a lu M i n i n g AreaF ANG Yan -kong,W EN Yong -sheng,G U L iang-ye,L üL i-xing (Faculty of Land Res ource Engineering,Kunm ing University of Science and Technol ogy,Kunm ing,Yunnan 650093,China )ABSTRACT:The paper intr oduces the app licati on of open-air stage deep-hole blasting in peeling of the m ining area based on thep ractice of that in the first J iujialu alum inum m ining of Chalco ’s Guizhou branch,which it be done according its s pecific geol ogical condi 2ti ons,how t o i m p r ove the safety,reliability of blasting techniques is discussed t oo,the order of blasting should carry out one by one in ti m e .KEY WO R D S:open-air stage;comp lex terrain;deep hole blasting;net w ork;blasting para meters;security1 现状及存在的问题目前,九架炉采区正在进行大规模剥离生产,该采区设计剥离量为1100万m 3,在2007年底前,1382台阶以上的高大山体已通过硐室爆破和部分中深孔爆破的方式剥离完毕,剩下的大约有550万m 3剥离工程基本上能用正规台阶剥离,由于该采区地质条件和环境极为复杂,主要表现在:①溶洞、泥夹石、破碎带、断层在该地段交替依存,不仅导致潜孔钻作业难以成孔,而且爆破时炸药能量利用率低;②大部分地带为“下硬上软”的复杂地质结构,下部分多为坚硬的石灰岩,上部为松软的煤矸石、泥夹石或已风化的石灰岩;③该区域含水量较大,孔内泥浆较多,穿孔时易垮孔造成孔内堵塞,导致装药时炸药难以沉到孔底部,爆破时,炸药能量易从上部较软层泄漏,下层坚硬的石灰岩难以充分破碎,易出现根底;④周边环境极为复杂,距离村庄约250m ,人员、畜牧经常出入,给爆破工作的警戒设置带来很大难度;⑤35kV 高压线从采区边缘经过,给爆破作业的安全保障程度提出了更高要求。
针对如此复杂的地质条件及周边环境,面对逐年加大的剥离规模,如何搞好中深孔爆破工作,至关重要。
因此,进行了有效的台阶爆破设计方案探索,采用先进、实用的爆破技术,通过不断优化孔网参数、起爆顺序、孔口回填长度、装药结构等进行反复试验和总结,大大改变了以前炸药单耗较高和根底、大块较多的被动局面。
该矿剥离台阶高度12m ,台阶坡面角80°,采区剥离岩石为石灰岩,一般致密坚硬,局部夹煤矸8 2009年8月第38卷第4期(总第217期) 云南冶金Y UNNAN MET ALLURGY Aug .2009Vol 138.No 14(Sum217)3收稿日期:2009-05-04;修回日期:2009-06-22作者简介:方颜空(1969-),男,贵州盘县人,高级工程师。
石,泥夹石地段岩性软弱,岩石坚固性系数为f=6~12。
采区周边250m处有民房需要保护,民房为钢筋混泥土结构,安全允许振动速度为315c m/s。
根据上述情况及铲装、运输及装岩设备配置,拟定台阶一次爆破面积35m×19m,爆破岩石量为8000m3。
2 钻孔及布孔目前该爆区已形成完整的台阶,台阶内工作面较宽,爆破环境较好。
现有的凿岩设备是采用K QG150Y潜孔钻机打孔。
每次爆破的穿孔数量一般情况下在20~40个(可根据地质条件、生产需要和气候等因素灵活把握),经过多年的经验,为了保证爆破效果,结合该采区的地质结构,地表孔位我们通常按“梅花状”进行布置,且每次爆破的孔排数在4~6排比较合适。
为了有利于钻孔机定位及防止钻孔时堵塞炮孔,提高成孔率,保证钻机安全,钻孔前必须清除工作面的覆盖层,保证场地平整,如果有淤泥,还要进行清除;从台阶最前一排孔开始,逐步往后推进。
布孔方式为梅花形90°孔(如图1)。
图1 炮孔布置平面图Fig11 Hole layout p lan diagra m3 爆破参数的确定及装药结构1)底盘最小抵抗线W1=d 7185ΔτLq・m・H(1)式中:d—钻孔直径150mm;Δ—装药密度0175g/c m3;τ—深孔装药系数,取018;台阶高度H=12m;L—孔深11125H=1315m。
单耗q取016kg/m3;m—邻近钻孔密集系数,取112。
则:计算得W1=15×(7185×0175×018×1315/ 016×112×12)1/2=411m2)孔距 a=mw1(2)w1—底盘最小抵抗线;m—临近钻孔密集系数(式中参数同(1))。
则a=mw1=112×411=419m3)排距。
b=a sin75°=019659a式中b—排距;a—孔距。
则b=a sin60°=419×019659=417m炮孔为梅花形布置。
4)填塞长度L2=018 W1=018×411=313m5)装药长度L1=L-L2=1315-313=1012m6)台阶上眉线至前排孔口距离B=w1 -H ctg80°。
式中:w1—最小抵抗线;H—台阶高度; Ctg80°=台阶坡面角。
则B=411-12×01176=2m7)炮孔总数。
N=(35×19)÷(419×417)=28188,按30个孔进行布置。
本设计方案按6排,每排5个孔进行作业。
8)单孔装药量。
第一排孔:Q1=qaw1H;式中Q1—单孔装药量;q—炸药单耗(kg/m3);a—孔距;w1-最小抵抗线;H—台阶高度。
则Q1=016×419×411×12=14416kg线装药密度14416÷1012=1412kg/m9)其它排孔。
Q2=KqabH式中K—前面各排孔的岩石阻力作用的增加系数,一般取111~112;本方案取111。
Q2=111×016×419×417×12=18214kg线装药密度:18214÷1012=17188kg/m二次破碎药量:Q3=8000×5%×0115=60kg (经验公式)第二排以后每排炮孔装药量:Q最大=18214×5 =912kg一次爆破总药量:(5×912)+(5×14416) +60=5283kg实际单耗:5283÷8000≈0166kg/m310)爆破参数见(图2)、装药结构及填塞情况见(图3)。
4 起爆网络及起爆方式炮孔内装 130mm乳化炸药,每个炮孔用双枚非电毫秒雷管。
用导爆索和非电毫秒雷管联网组成并串联网路后,再接起爆器起爆。
从第一排孔往后进行分段顺序微差起爆,Δt=KpW1(24-f)式中:Δt—微差间隔时间,m s;w1—台阶底盘抵抗线,m;Kp—岩石裂隙系数。
对于裂隙少的岩石,Kp=015;f—岩石坚固性系数;则Δt=015×411(24-8)=3218m s9方颜空,等 九架炉采区露天矿台阶爆破技术探索选用25m s 微差。
5 安全评估511 爆破振动安全允许速度V =K (Q m/R )a式中V —质点振动速度,c m /s;Q —延发爆破时为最大一段装药量,kg;R —从测点到爆破中心的距离,本方案取250m;m —装药量指数,国内多采用1/3;K —与爆破场地条件有关系数;a —与地质条件有关系数。
(K,a 本方案取K =80,a =115)V =K (Q m/R )a=80×[(912)1/3/100)]115=2142c m /s <315c m /s 512 冲击波安全距离冲击波R K =253Q式中R K —空气冲击波对掩体人员的最小安全距离,m;Q —延发爆破为最大一段装药,kg 。
则R K =25×(912)1/3=242m 513 个别飞石距离R F =15~16d式中:R F —个别飞石的飞散距离,m;d —深孔直径,c m 。
则:R F =15×15=225m上述计算结果表明,该值仅小于距房屋群25m ,故在爆破时应采取静态爆破和定向爆破,严防地震波、冲击波及个别飞石对250m 以外的人员、房屋构成危险影响。
炮响15m in 后有害气体散失完毕,不构成对工作人员危害时,工作人员才能进入爆区,按照该方案组织爆破是安全可靠的。
6 效果分析1)通过采用现场试验研究后的本设计方案在第一铝矿九架炉采区进行露天台阶深孔剥离爆破,结合实际情况,通过采取“预留保护层、设置缓冲带”等多种技术措施后,未产生过多飞石,采区周边的构建筑物得到了很好保护。
2)对溶洞、泥夹石、破碎带、断层等地质复杂地带,在严格执行本设计方案的基础上,经过适度调整孔、排距和孔底超深,爆堆大块率控制在了5%的允许范围内,出现根底的频率也在很大程度上得到降低,为挖掘设备创造了较好的作业环境,生产能力得到了明显提高。
3)对于地质条件较好的地带,通过采用该设计方案,实施爆破的效果更加良好,基本无大块、根底现象。
4)在爆破、铲装后,整个采场工作面较为平整,大大改变了以前工作面凸凹不平的现象。
提升了企业的管理形象和水平。
5)通过反复试验和总结,不仅可以安全、高效地组织生产,而且能降低炸药单耗,使炸药单耗由从前的017kg/m 3降到0166kg/m 3。