陳亞軍吳志潮

(1.新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校,新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊,830091;2.新疆雪峰爆破公司,新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊,830002)

露天礦大區(qū)爆破安全起爆網(wǎng)路分析

陳亞軍1吳志潮2

(1.新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校,新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊,830091;2.新疆雪峰爆破公司,新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊,830002)

為了提高露天礦爆破效果,增大爆破量,在大、中型露天煤礦的爆破中,采取了大區(qū)排間、孔間毫秒微差爆破。通過導(dǎo)爆雷管和導(dǎo)爆索的有效連接,實(shí)現(xiàn)了起爆網(wǎng)路的優(yōu)化,結(jié)果表明,該起爆網(wǎng)絡(luò)具有大塊率降低、爆破后沖作用小、爆破振動(dòng)減少等優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了安全、高效爆破。

露天礦爆破 大區(qū) 起爆網(wǎng)路

新疆許多大、中型露天煤礦深孔爆破工作由爆破公司承擔(dān),常采用分區(qū)、分段排間或孔間毫秒微差大藥量爆破,充分利用導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆索兩種起爆材料的起爆性能,實(shí)現(xiàn)安全爆破作業(yè)。

1 概述

1.1 巖體性特征

新疆奇臺(tái)縣某露天煤礦,設(shè)計(jì)原煤生產(chǎn)能力500萬t,是一座正在基建期的深凹露天煤礦,自開工到現(xiàn)在,已降深四個(gè)剝離水平,該礦區(qū)長(zhǎng)期干旱少雨,巖體受風(fēng)化剝蝕影響,自地表往下20 m處節(jié)理裂隙發(fā)育,結(jié)構(gòu)面明顯,巖體較為松軟,爆破以后大塊多,屬非均質(zhì)巖體。隨著開采深度的加深,有局部地下水滲出,巖體結(jié)構(gòu)面逐漸減少,巖體結(jié)構(gòu)越趨致密,大塊率降低,振速加快。

1.2 爆破參數(shù)

該礦爆破工作由爆破公司承擔(dān),由于爆破工作量大,平均每?jī)蓚€(gè)月放3次炮,每次起爆藥量50 t左右,起爆孔數(shù)900個(gè)左右,藥量55 kg/孔,炸藥單耗0.21 kg/m3,孔距×行距=6 m×4 m,孔深11 m。

1.3 起爆方式

為了達(dá)到爆破效果,設(shè)計(jì)成分區(qū)、分段安全復(fù)式起爆網(wǎng)路,地面起爆網(wǎng)路中排和排之間采用非電導(dǎo)爆管連接,通過導(dǎo)爆雷管實(shí)現(xiàn)分段起爆排間微差,炮區(qū)之間采用導(dǎo)爆索和非電導(dǎo)爆雷管連接實(shí)現(xiàn)分區(qū)毫秒微差起爆,同一炮區(qū)的炮孔之間采用導(dǎo)爆索連接實(shí)現(xiàn)瞬發(fā)起爆。

1.4 爆破方法

對(duì)于上部非均質(zhì)巖體采用分段散狀偶和裝藥,充分利用上、下部藥包對(duì)炮孔巖石進(jìn)行均勻破碎;對(duì)于下部均質(zhì)巖體采用集中連續(xù)偶和散狀裝藥深孔爆破。

2 安全起爆網(wǎng)路分析

2.1 優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

2.1.1 炮區(qū)劃分

為了實(shí)現(xiàn)毫秒微差起爆效果,將整個(gè)炮區(qū)劃分為A、B和C共3個(gè)炮區(qū),每個(gè)炮區(qū)炮孔數(shù)不超過100個(gè),每排炮孔數(shù)不超過10個(gè),起爆點(diǎn)位于A炮區(qū)和B炮區(qū)之間,見圖1,再通過B炮區(qū)傳向C炮區(qū),實(shí)現(xiàn)自A炮區(qū)向B、C炮區(qū)進(jìn)行分區(qū)傳爆的斜線起爆。

2.1.2 實(shí)現(xiàn)毫秒微差起爆

為了增強(qiáng)推墻效果,實(shí)現(xiàn)分段起爆,減少上部非均質(zhì)巖體爆破大塊率,在每個(gè)炮區(qū)前5排孔實(shí)現(xiàn)排間50 ms微差起爆,之后每?jī)膳趴讓?shí)現(xiàn)100 ms排間微差起爆。與此同時(shí),在炮區(qū)之間的同一排孔,實(shí)現(xiàn)炮區(qū)之間的25 ms的微差起爆。

2.1.3 單位起爆藥量確定

由于實(shí)現(xiàn)了分區(qū)和分段的毫秒微差起爆,相鄰炮區(qū)間的每排孔依次間隔25 ms起爆,但沒有實(shí)現(xiàn)各炮區(qū)之間排間交叉同時(shí)起爆,為了減少爆破振動(dòng),多創(chuàng)造爆破自由面,設(shè)計(jì)采用間隔一個(gè)炮區(qū)排間后移同時(shí)起爆的方法,將A炮區(qū)每排孔的起爆時(shí)間和C炮區(qū)前一排孔的起爆時(shí)間定為同一時(shí)間,同時(shí)起爆,B炮區(qū)每排孔的起爆時(shí)間和A、C炮區(qū)前一排孔的起爆時(shí)間相隔25 ms,以此類推,使兩個(gè)炮區(qū)同時(shí)起爆孔數(shù)不超過20個(gè),一次單位起爆藥量不超過1.2 t。

2.1.4 減少爆破振動(dòng)

爆破地震波大小與一次起爆總藥量無關(guān),而取決于最大單位起爆藥量,故減少單次起爆單位藥量,最大限度地把總裝藥量在時(shí)間和空間上分開,每排炮孔按照爆破設(shè)計(jì)的延期時(shí)間順序起爆,可對(duì)均質(zhì)巖體爆破起到減振降速的作用。

2.2 起爆網(wǎng)路連接

為了實(shí)現(xiàn)大區(qū)毫秒微差起爆,保證爆破效果,確保安全起爆,采用排間橫向?qū)П苓B接和炮區(qū)間縱向?qū)П苓B接,形成安全復(fù)式起爆網(wǎng)路,達(dá)到相同微差起爆效果。

2.2.1 起爆點(diǎn)連接

采用大起爆器同時(shí)引爆兩根電雷管,然后同時(shí)反向并聯(lián)連接兩根導(dǎo)爆管,一根1段導(dǎo)爆管炮區(qū)內(nèi)橫向傳爆,另一根2段導(dǎo)爆管向下一個(gè)炮區(qū)傳爆。

2.2.2 炮區(qū)內(nèi)導(dǎo)爆管連接

為了保證傳爆效果,A炮區(qū)排與排之間選3段導(dǎo)爆管分別與縱向?qū)П?、橫向?qū)П芎团趨^(qū)之間縱向?qū)П芊聪虿⒙?lián)連接;B炮區(qū)根據(jù)A炮區(qū)縱向連接的2段導(dǎo)爆管和炮區(qū)內(nèi)橫向連接的3段導(dǎo)爆管并聯(lián)實(shí)現(xiàn)復(fù)式安全同時(shí)起爆,以此類推。

2.2.3 炮孔之間導(dǎo)爆索連接

由于采用炸藥混裝車現(xiàn)場(chǎng)加工銨油炸藥,裝藥速度快,但孔溫高,不宜采用導(dǎo)爆雷管起爆。所以,孔間貫通采用導(dǎo)爆索連接,炮孔內(nèi)采用導(dǎo)爆索瞬發(fā)起爆。炮區(qū)之間的同一排孔用2段導(dǎo)爆管連接,實(shí)現(xiàn)不同炮區(qū)的同一排孔微差25 ms間隔起爆。

圖1 分區(qū)、分段毫秒微差起爆網(wǎng)路

3 爆破效果評(píng)價(jià)

3.1 大塊率降低

由于采用斜線起爆,將會(huì)在上部炮區(qū)和本炮區(qū)先爆孔兩個(gè)方向產(chǎn)生爆轟作用,臺(tái)階上部非均質(zhì)巖體重復(fù)破碎作用效果明顯,故采用三角形布孔彌補(bǔ)了空間應(yīng)力降低區(qū)巖石破碎效果差的缺陷,位于兩排孔之間的巖石既處于前排孔的回彈位移區(qū)內(nèi),也處于后排孔的主動(dòng)位移區(qū)內(nèi),分別選用2段和3段導(dǎo)爆管進(jìn)行分區(qū)、分段毫秒微差起爆,既增加了合推效應(yīng),又加大了補(bǔ)償空間,因此,爆破后大塊明顯減少,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料統(tǒng)計(jì),大塊率降低了18%左右。

3.2 爆破后沖作用小

由于前一排先爆孔沿自由面方向形成主動(dòng)位移區(qū),產(chǎn)生推墻作用,為后一排孔提供爆破自由面,爆力主要朝自由面方向?qū)r石產(chǎn)生更大破碎作用,后沖作用小。

3.3 爆破振動(dòng)減少

對(duì)于深部均質(zhì)巖體破碎臺(tái)階,由于采用分區(qū)、分段毫秒微差斜線起爆,使每個(gè)炮區(qū)單位起爆藥量減少,同一炮區(qū)每排孔之間間隔50 ms起爆,不同炮區(qū)同一排孔間隔25 ms起爆,炮區(qū)內(nèi)振波作用相互影響疊加,振幅小,減振效果明顯。

4 結(jié)語

實(shí)踐證明,對(duì)于爆破周期長(zhǎng),藥量大的露天煤礦大區(qū)爆破,設(shè)計(jì)安全、適用的起爆網(wǎng)路非常重要。應(yīng)根據(jù)爆破現(xiàn)場(chǎng)具體情況合理劃分爆破區(qū)域和確定單位起爆藥量,確定合理的毫秒微差時(shí)間和選擇合適的起爆材料,通過優(yōu)化設(shè)計(jì)起爆網(wǎng)路和技術(shù)合作,使露天大區(qū)爆破在先進(jìn)技術(shù)的保障下能安全、有效地加以實(shí)施。

[1]陳亞軍.巖體構(gòu)造與爆破作用[M].新疆:科學(xué)技術(shù)出版社,2006

[2]鄧飛編.礦山工程爆破[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009

[3]郭學(xué)斌.爆破工程[M].北京:人民交通出版社,2007

(責(zé)任編輯 梁子榮)

Analysis of safe initiation network for large space blasting in open pitmine

Chen Yajun1,Wu zhichao2
(1.Xinjiang Polytechnical College,Urumqi,Xinjiang 830091,China;2.Xinjiang Xuefeng Explosive Material Co.,Ltd.,Urumqi,Xinjiang 830002,China)

In order to enhance blasting effect and increase blasting output,the millisecond blasting was adopted in large space and among holes for many large and medium open pit coalmines.The optimum initiation network was realized by the effective connection of detonator and detonating cord.The initiation network has such advantages as low boulder yield,small back impact and few blasting vibration,achieving safe and high efficient blasting.

open pitmine,large space,initiation network

TD824.2

B

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2010211A39);新疆維吾爾自治區(qū)高校科研計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(XJ EDU2008I42)。

陳亞軍(1961-),男,甘肅蘭州人,教授、高級(jí)工程師,從事煤礦露天開采設(shè)計(jì)與爆破教學(xué)及研究工作。