江云星 李 遙

(1.貴州新聯(lián)爆破工程集團(tuán)有限公司；2.畢節(jié)新聯(lián)爆破工程有限公司；

3.武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院)

雙雷管下孔爆破的可靠性及成本控制

江云星1,2,3李 遙1,2

(1.貴州新聯(lián)爆破工程集團(tuán)有限公司；2.畢節(jié)新聯(lián)爆破工程有限公司；

3.武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院)

概述了拒爆的危害及產(chǎn)生的原因，通過(guò)采用雙雷管下孔來(lái)降低孔內(nèi)拒爆率，提高爆破的可靠性。結(jié)果表明，當(dāng)單孔藥量較小時(shí)，使用雙發(fā)雷管下孔在下孔管出現(xiàn)拒爆時(shí)產(chǎn)生的每立方米巖石的爆破成本增量明顯高于單發(fā)下孔，并隨著單孔藥量的增加而明顯降低；當(dāng)單孔藥量較大時(shí)，雙發(fā)雷管下孔的綜合成本低于單發(fā)雷管下孔。上述結(jié)論對(duì)于在實(shí)際生產(chǎn)中選擇下孔雷管具有一定的參考價(jià)值。

雙雷管下孔爆破 爆破成本 拒爆 單孔藥量

爆破作為礦山開采中一種高效而方便的作業(yè)手段，如何提高爆破能量的利用率以及破巖效率一直受到業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注，在該方面的主要研究思路有：①優(yōu)化孔網(wǎng)參數(shù)，在滿足工程需要的前提下盡量使炸藥平均分布于待爆巖體中，避免由于炸藥分布不均所導(dǎo)致的過(guò)爆和欠爆；②改變炮孔裝藥結(jié)構(gòu)，一方面改連續(xù)裝藥為分段裝藥使得炸藥在炮孔軸向較均勻分布，避免由于裝藥段和填塞段炸藥過(guò)度不均帶來(lái)的過(guò)爆和欠爆[1-2]，另一方面改耦合裝藥為空氣間隔不耦合裝藥，可以減小爆破沖擊波的峰值壓力，延長(zhǎng)爆破作用時(shí)間，可以減小粉碎區(qū)及削弱粉碎程度使爆破能量更多地作用于破裂區(qū)以提高爆破能量的利用率和破巖效率[3-5]；③增加起爆器材和優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)[6-7]。在孔網(wǎng)參數(shù)以及裝藥結(jié)構(gòu)等提高破巖效率的問(wèn)題得到優(yōu)化后，如何有效避免拒爆的產(chǎn)生仍值得深入探討。

1 拒爆的危害與產(chǎn)生的原因

拒爆嚴(yán)重影響了爆破效果，增大了大塊率，降低了挖運(yùn)效率和爆破能量的利用率，由于需要二次爆破，增加了工程量，直接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失和工期延誤；另外由于拒爆而殘留于巖體內(nèi)的爆破器材具有危害性和隱蔽性，給后期石方的挖運(yùn)工作帶來(lái)了重大的安全隱患[8]。

分別從爆破器材質(zhì)量、爆破網(wǎng)路、裝藥結(jié)構(gòu)、起爆方式、巖體結(jié)構(gòu)面以及巖體裂縫等方面對(duì)拒爆產(chǎn)生的原因進(jìn)行了系統(tǒng)分析，認(rèn)為拒爆產(chǎn)生的原因主要有爆破器材質(zhì)量不合格、爆破網(wǎng)路遭到損壞、裝藥結(jié)構(gòu)不合理、起爆方式不合理、結(jié)構(gòu)面的影響、裂縫的影響等[8]。

2 雙管下孔爆破的可靠性分析

對(duì)導(dǎo)爆管雷管成品進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格允許出廠的批量雷管中并非每一個(gè)雷管都能正常起爆。通過(guò)增加起爆雷管數(shù)來(lái)提高爆破可靠性，降低孔內(nèi)拒爆率，若同時(shí)采用多點(diǎn)起爆，在長(zhǎng)藥包中孔口附近和孔底分別放置藥包，有助于提高炮孔利用率，減少巖石的塊度，降低炸藥消耗量和改善爆破作用的安全條件。

設(shè)雷管的拒爆率為η，則單發(fā)雷管下孔拒爆率為η1=η，雙發(fā)雷管下孔拒爆率為η2=η2。二者的比例關(guān)系為

η2/η1=η2/η=η.

(1)

由式(1)可知，雙發(fā)雷管下孔拒爆概率為單發(fā)雷管的η倍，且η是一個(gè)很小的值。通過(guò)增加下孔起爆雷管數(shù)可以有效降低因起爆雷管拒爆而引起的炮孔拒爆的可能性，從而起到提高爆破可靠性的作用。

3 雙管下孔爆破成本控制

增加起爆雷管數(shù)能夠提高爆破的可靠性降低孔內(nèi)拒爆率，但也因此增加爆破成本，爆破成本主要由鉆孔、炸材以及人工管理費(fèi)組成。在單發(fā)下孔管的情況下，下孔管出現(xiàn)拒爆產(chǎn)生的每立方米巖石爆破成本增量主要為由盲炮導(dǎo)致的炸材成本損失以及鉆孔成本的損失，每立方米巖石爆破成本增量W1為

(2)

式中，P1為炸藥價(jià)格，元/kg；q為炸藥單耗，kg/m3；P2為單發(fā)導(dǎo)爆管平均價(jià)格，元/發(fā)；Q為平均單孔藥量，kg；P3為鉆孔價(jià)格，元/m3；η為雷管拒爆率，‰。

在雙發(fā)下孔管的情況下，下孔管出現(xiàn)拒爆產(chǎn)生的每立方米巖石爆破成本增量除了由盲炮導(dǎo)致的炸材成本損失以及鉆孔成本損失外，還有由于每個(gè)孔增加1發(fā)下孔管所導(dǎo)致的成本增量，則每立方米巖石爆破成本增量W2為

(3)

貴州省畢節(jié)地區(qū)的爆破行情及價(jià)格參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 爆破行情及價(jià)格參數(shù)

在平均單孔藥量為1～200 kg的情況下，分別計(jì)算出單管下孔爆破成本增量W1、雙管下孔拒爆破成本增量W2、雙管與單管爆破成本增量比W2/W、雙管下孔爆破成本增量率W2/P(P為爆破工程單價(jià)，(元/m3))等相關(guān)參數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，在單發(fā)下孔管的情況下，W1隨Q增加而小幅度降低最后保持不變；在雙發(fā)下孔管的情況下，W2隨著Q的增加而顯著降低；當(dāng)Q<130 kg時(shí)，W2明顯大于W1，并且隨著Q的增加，二者差距越來(lái)越??；當(dāng)Q較小時(shí)，雙發(fā)下孔的孔內(nèi)拒爆成本增量占爆破總成本比值較大，反之則很小。當(dāng)Q≥130 kg時(shí)，W2明顯小于W1，而且隨著Q的增加，二者差距越來(lái)越大。在大型土石方爆破工程中，尤其當(dāng)Q≥130 kg時(shí)，使用雙管下孔比單管下孔更節(jié)約成本且更加可靠。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)增加下孔雷管數(shù)可以大幅度降低孔內(nèi)拒爆率，可以有效避免由于拒爆帶來(lái)的安全隱患以及工期延誤，但增加下孔雷管數(shù)勢(shì)必會(huì)增加爆破成本。以貴州省畢節(jié)地區(qū)的爆破行情為例進(jìn)行了計(jì)算分析，結(jié)果表明，當(dāng)單孔藥量較小時(shí)成本增量很大，不建議使用雙管下孔；當(dāng)單孔藥量較大時(shí)，雙發(fā)下孔成本增量比單發(fā)下孔小，使用雙發(fā)下孔不僅能夠降低拒爆率而且節(jié)約成本。

表2 爆破參數(shù)計(jì)算結(jié)果

[1] 趙忠信.分段裝藥爆破技術(shù)在龍門山石灰石礦生產(chǎn)中的應(yīng)用與改進(jìn)[J].輕金屬，2004(9)：9-11.

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[8] 任艷民，池恩安，江云星，等.露天深孔爆破盲炮研究綜述[J].工程爆破，2013，19(5)：49-53.

2015-01-12)

江云星(1988—)，男，助理工程師，碩士研究生，551700 貴州省畢節(jié)市環(huán)南路2號(hào)。