摘 要：我公司的礦山項目較多，受項目炸藥庫儲量和炸藥的地方采購量限制，容易造成炸藥的供應不足。另外有的礦山與居民區(qū)的距離較小，爆破產(chǎn)生震動，給居民生活、周圍的建筑物帶來眾多不良的影響，為了解決以上問題，提高爆破效率、減少成本，我們在穿孔作業(yè)中使用新型氣體間隔器取得了不錯的爆破效果，提高了經(jīng)濟效益。

關鍵詞：氣體間隔器 爆破試驗 石灰石礦山

中圖分類號：TD8文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）4（b）-0090-02

目前，我國流行連續(xù)裝藥結構，石灰石礦山爆破都用這種結構，但這當中也存在一些突出的問題，如消耗炸藥多，產(chǎn)生過度破碎等，導致火工品成本上升。所以采用間隔裝藥爆破，能達到節(jié)約能源、降低單耗的目的[1]。

1 空氣間隔爆破機理

空氣間隔裝藥與不耦合裝藥是相同的，廣泛應用于爆破施工中，尤其是隧道開挖爆破[2]。多種研究表明，具有以下幾個優(yōu)點：一是大大降低孔壁的壓力；二是有效降炸藥單耗；三是提高能量的利用率，降低成本。應力波可以在空氣柱中相互疊加，不僅增加了自身的作用時間，而且加強了對巖石的沖擊力，從而獲得理想的爆破效果。

2 氣體間隔裝藥爆破的優(yōu)點和問題

2.1 優(yōu)點

傳統(tǒng)爆破方式，炸藥被集中裝在下面，會導致上面能量不夠。采用分段裝藥，可以使能量均勻分布。在壓縮圈里面，由于氣體高壓作用，巖石會粉碎，會吸收大量的爆破能量。因為間隔氣體有很明顯的緩沖作用，它可能會降低壓力峰值，更重要的是能夠有效避免過度粉碎，延長巖石受力時間，這些力包括氣體對巖石的壓力，應力波對巖石的沖力。這種方式充分利用了爆破能量，降低了成本，同時減輕對居民區(qū)和建筑物的影響。

2.2 氣體間隔器存在的問題

第一，氣罐式間隔器。要先把氣罐閥門打開，氣囊進行充氣，然后把間隔器在放下過程中邊放邊充氣。一般情況下要等它到指定位置后，再等五分鐘充氣過程才能完成。要求十幾分鐘后方可繼續(xù)作業(yè)。

第二，現(xiàn)充式間隔器。間隔器放入指定位置以后，尾部的充氣管用地面的充氣設備進行充氣，充氣管要在整個充氣過程完成以后才可以拔出。優(yōu)點是速度快，但需充氣設備，操作繁瑣。

3 新型氣體間隔器的優(yōu)點

新型氣體間隔器是對氣罐式間隔器的改進，優(yōu)點是充氣速度快、操作簡便等，充氣時由5 min變?yōu)?0 s。

操作過程：首先間隔器放在指定位置上，由工人用力踩住測量繩子的上端并固定，將繩向上提起2 m，也就是說間隔器被提起了4 m，再把手松開，使它自由回落到原位，氣罐會10 s內自動完成對氣囊充氣，所有步驟在40 s內完成。

技術原理：測繩固定在間隔器氣罐拉環(huán)上。手松開后，間隔器自由落體運動下落3 m時，速度達7.6 m每秒，這時測繩拉住間隔器，運動速度瞬間變零，拉環(huán)受到?jīng)_力被拉起，氣罐的閥門被打開，快速氣囊充氣，氣罐的配重可以加大沖力。

4 利用氣體間隔進行二次間隔裝藥的工藝改進方法

我公司采用組合式臺階礦方法，鉆孔采用潛孔鉆，孔傾角70°，孔直徑是155 mm，較大炮孔也采用此方式來爆破。其中，氣體間隔器材料是由復合塑料膜和玻璃纖維制成，成本較低。使用方法是：首先打開氣罐的閥門，然后用手拉住間隔器上的繩子，要及時將間隔器放入直徑為155 mm的鉆孔內，罐內的壓縮氣體逐漸釋放，從而使間隔器慢慢膨脹。

通過不斷生產(chǎn)實踐，這種利用氣體間隔進行二次間隔裝藥的工藝改進方法具有以下幾個優(yōu)點。

一是露天爆破作業(yè)如采用間隔器裝藥可以有效避免炸藥受到雨、水的影響。二是可以降低孔內爆炸壓力，減少沖擊粉碎，有效擴大破裂的范圍，提高炸藥的利用率，降低成本。此外，還可以使爆炸壓力分布更加均勻，能有效客克服根底，為其他的后續(xù)工作創(chuàng)造了有力條件，還可以降低單孔裝藥量，有效減少爆后震動效應，進而提高爆破效果。

5 間隔裝藥的應用

5.1 用于鄰邦控制爆破

中間間隔裝藥在金屬露天礦的控制爆破過程中應用在孔底裝藥結構，具有減震和保護邊坡的優(yōu)點。

在堅硬巖層內的坡腳線上，空氣間隔被應用在炮底，使底盤免受強烈破壞。在軟巖中采用頂部與底部空氣間隔結購，對鄰近邊坡進行控制爆破，也可有良好效果。

5.2 用于高臺階爆破

18 m臺階的底盤抵抗線較大，為了使爆破塊度在可控范圍，避免出現(xiàn)根底，采用間隔裝藥，可以減少炸藥使用量，從而提高效益，達到爆破均勻的目的。此外，在一些情況下也可使用混合裝藥結構，在炮孔下面裝高密度和高威力炸藥，這樣可以克服高臺階帶來的大抵抗線。炮孔上面裝密度和威力比較低的炸藥，這樣可以使炸藥的能量分布均勻。目前高臺階露天礦的炮孔直徑提高到310～400 mm，增加了各個炮孔藥量，對大抵抗線有直接消弱作用。如只增大上部抵抗線的裝藥量，會導致能量增加過度，引起浪費。因此提高爆破破碎效果的有效方法是間隔和間隔混合裝藥結構。

6 空氣間隔裝藥在凡口礦的試驗應用

凡口鉛鋅礦采用地下深孔采礦。常用間隔裝藥的方式，其結構參數(shù)選取憑借的是經(jīng)驗。我們需要探究最好的結構參數(shù)，獲得理想的爆破效果。

實驗采場是間柱采場。采用FDQ法分層掏槽。一共進行了五次爆破，當采場的自由面爆破時，隨后由北向南回采，一共進行了七次側向崩礦爆破。由于大部分的孔深有26.4 m，為了使兩側充填體不遭到破壞，不僅要采用孔間微差爆破，而且要采用孔內微差爆破。所以，間隔不能完全使用空氣，還要使用部分河沙。

在試驗中，按不同的裝藥參數(shù)分別進行試驗。在第6，7，8次實驗的爆破中，空氣、河沙高度均為1.5 m左右，爆后，從-120 m拉底層效果不如預期，塊度較大。從第九次開始，調整了參數(shù)，使空氣間隔與河沙都都保持在1 m，改善了爆破的塊度。見表1裝藥結構參數(shù)（如表1）。

第6，7，8次爆破塊度不好，第九次開始，有明顯變化，第11，12，1，3次塊度非常理想。第6，7，8次爆破，河沙空氣間隔偏大，效果不好。第七次爆破，L3/L1比較大，受L2/L1偏大的影響，破效果不理想。因此在過程中一定要重視空氣聯(lián)合間隔裝藥與河沙及空氣間隔長度。9，10次爆破L3/L1，L2/L1都在0.35左右，效果有很大改善。在第11，12，13次爆破中，由于L2/L1，L3/L1都小于0.5，所以效果理想。模型實驗結果表明，使用河沙空氣間隔裝藥，最優(yōu)范圍是0.45～0.50。假如不采用孔內微差，只采用空氣間隔裝藥時，L3/L1在0.6～0.7之間較好。在間隔采場的兩側都是充填體，而充填體的質量普遍較差，在平常爆破中應用合理的空氣間隔裝藥，可以保護填充體，在整個回采過程中保持完好。

7 爆破效果

7.1 中部間隔

如圖1所示，第一批爆破試驗中部氣體的間隔為1.5 m，上面的巖粉填充6.5 m，上面裝藥10 m，下面裝藥12 m，炮孔深31 m，超深1.6 m。

為了提高爆破效果，單排孔可鄰孔錯開，前、后排錯開。用1.5 m高的氣體間隔置換了1.5 m藥柱。使1 m以上的大塊比例達到25%左右，使用1.5 m氣體間隔后，大塊率控制在20%以下。

在第二批爆破試驗中，中部氣體間隔保持在2.5 m，上面巖粉填充5.5 m，下部裝藥為13.5 m，上部裝藥為8.5 m。效果與連續(xù)裝藥相比沒有大的改變。[3]

7.2 底部間隔

如圖1所示，因為底部巖石受夾制作用，很容易出現(xiàn)根底，所以底部氣體間隔此采用1m，有效減小對居民區(qū)震動。我們在采用底部間隔的同時又采用中部間隔，但是中部間隔不能超過2 m，上部裝藥量是總裝藥量的1/3，各個堵塞長度一定要符合爆破要求。[4]

8 應用新型氣體間隔裝置的效果

一般采用中部氣體間隔2.5～3 m，從而達到了以下效果。[4]

第一，改進深孔爆破方法，穿孔作業(yè)采用直徑為90 mm的潛孔鉆機，采用連續(xù)裝藥的方式。穿孔深度是30～40 m，臺階高度是28～32 m，超深1.5～2 m，上面堵塞充填5～6 m，孔距4 m，行距是3 m，前排抵抗線3～3.5 m。炸藥消耗量為0.39 kg/m2，大塊率維持在25%，主要是靠挖掘機的破碎錘對爆破后產(chǎn)生的大塊進行進一步的破碎?，F(xiàn)在的炸藥單耗是0.34 kg每平方米，每年大約可以節(jié)約20萬元的炸藥費。[5]

第二，炸，在炸藥數(shù)量相同的情況下藥消耗減少，爆破量增加提高了石灰?guī)r產(chǎn)量。

第三，有效降低震動效應，減少爆破次數(shù)，減少安全管理成本，提高作業(yè)效率。

9 結語

空氣間隔裝藥結構具有兩大優(yōu)點，它們分別是是效果明顯和操作方便。所以工人們在施工過程中大都使用這種方法。這種新型氣體裝藥結構已經(jīng)被廣泛應用，尤其是地下大直徑深孔爆破，在改善爆破效果方面具有重要實踐價值?？諝忾g隔裝藥結構可以加強了對爆破的控制作用，以達到改善爆破效果的目的?？諝忾g隔裝藥結構安全可靠、操作方便，可以使應力波形狀發(fā)生改變，降低應力峰值，延長壓力的作用時間，增加能量和沖量的密度。它可以把爆破能量分配地更加合理，使低粉礦率和大塊率有效降低，從而加強爆破控制作用，改善爆破效果，進而提高經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]何進生，靳軍，陳衛(wèi).利用氣體間隔器二次間隔裝藥爆破的技術[J].水泥，2010（1）：11—13.

[2]何進生，靳軍，陳衛(wèi).利用氣體間隔器進行二次間隔裝藥爆破的技術改進[J].四川水泥，2010（1）：15—19.

[3]劉殿中.一次大型炸藥庫爆炸事故的分析[J].爆破器材，2011（1）：21—26.

[4]王立強，尚立軍，張維新.BJQ氣體間隔器在棒磨山鐵礦的應用[J].礦業(yè)快報，2011（9）：32—36.

[5]李魯生，李鴻玉.蒙陰金剛石礦光面爆破試驗小結[J].非金屬礦，2012（2）：15—19.

[6]張新生，李全貴，張繼生.對一起炸藥爆燃事故的分析與思考[J].中州煤炭，2010（8）：36—38.