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摘要:采用合理的爆破方式,有助于避免出现大块、根底等,进而提高露天矿山爆破质量。从露天矿山大块、根底出现的部位及原因入手,从爆破参数、起爆方式、装药结构等方便探讨了提高露天矿山爆破质量的措施,最后指出应当注重管理好各种爆破器材,对相关工作人员有一定的借鉴作用。
关键词:露天矿山;爆破;质量;方法
在露天矿山的生产过程中,包括剥离—采准—穿孔—爆破—铲装—运输—破碎等工作环节,在矿山的生产过程中,爆破的质量效果直接影响着正常生产的进度,若爆破的质量不符合相关的标准,在爆破过程中产生大量的大块和根底,采掘过后,必须重新穿孔爆破处理,工作量、炸药的消耗量增减。影响铲装工序的生产效率和其他作业的正常进行,增加了生产成本。因此,露天矿山的爆破质量在矿山开采过程中有很关键的作用,提高爆破质量,实现矿石的高产是当前露天矿山开采面临的比较突出的问题。
一、大块、根底生成的部位及原因分析
1.1大块产生的部位及原因分析
爆破时大块产生的部位多在边孔和台阶坡面之间,台阶上部的临空面及孔口部位,炮孔岩粉填充部位,软、硬矿岩交界面部位,节理裂隙发育等地质较复杂的位置,盲炮部位周围等。
大块率高的主要原因为:一是穿爆参数测算不准确。二是矿岩结构特殊,尤其是裂隙发育和夹层岩石多的地段,容易出现爆破时大块率高的问题。三是爆破用药单耗过小,达不到充分爆破的效果。
1.2根底生成的部位及原因分析
根底生成的部位多集中在底盘抵抗线偏大的台阶根部,底盘倾斜角过小的部位,孔网参数较大的中间部位的台阶底部,钻孔超深不足区域,挤压爆破抵抗线过大部位及发生盲炮的部位等。
根底生成的主要原因:一是底盘抵抗线过大,而孔内爆破能量不足所致。二是矿岩倾角小造成底盘倾斜角偏小,间接加大了底盘抵抗线,以致爆破时生成根底。三是钻孔深度不足或未能超深。四是挤压爆破干扰了爆破后冲,致使台阶坡面角减小,造成底盘抵抗线过大,从而产生了根底。五是盲炮所致。
二、采用合理的装药结构
采用垂直孔爆破时,由于底部阻力较大,有必要使用超深将药包中心下降到坡底水平附近,但这易使台阶上部炸药分布过少而产生大块,必须采用合理的装药结构。
2.1中间气体间隔分段装药。中间间隔分段装药是指将深孔中炸药分成2~3段,用适当长度的气体或炮泥等间隔物隔开。采用分段装药可避免炸药过于集中在深孔下部,使台阶中、上部矿岩也能受到不同程度的破碎,减少塌落形成的大块。
2.2混合装药。在深孔底部装高密度、高威力炸药,在上部装入普通硝铵炸药,以适应台阶矿岩阻力下大上小的规律,既避免了台阶根底,又减少台阶上部大块的产生。在以往的底盘抵抗线较大的工程中应用混合装药的方法,炮孔上部装入的铵油炸药,炮孔下部装入重铵油炸药,实际应用效果良好。
三、提高露天矿山爆破质量的措施
3.1确定适宜的爆破参数
(1)底盘抵抗线是一项重要的爆破参数,它指的是台阶坡底线到第一排孔中心轴线的水平距离,该值过大将导致大的根底出现,过小将使火药用量增加。底盘抵抗线可以在保证装药条件和安全的前提下,参照公式W=k*d选取,其中,W为底盘抵抗线(m),k为系数可取20~30,d为钻孔直径(mm)。
(2)露天矿山爆破炮孔的孔距和排距可依据孔径计算得到,孔距a=(20~30)d,排距b=(0.75~1)a。根据以往的实践经验表明,选用b=0.886a即正三角形布置炮孔,可以有效改善岩石的破裂效果;尤其是采用逐孔起爆时,每个方向的抵抗线相等,火药产生的爆破力各个方向相同,使得破碎效果得到有效改善。
(3)超深的目的是将装药中心的高度降低,以求最大程度的减小台阶底部的阻力,进而达到降低根底的目的。依据以往的实践经验,超深可采用h=(5~10)d计算。当底盘抵抗线偏小时可选用较小的值,当底盘抵抗线偏大时可选用较大的值,以便有效克服台阶底部阻力。实际应用时应注意,若底盘抵抗线过大、台阶坡面角过小,则应考虑不再增大超深,此时增大超深会浪费火药和钻孔。
(4)炮孔的堵塞长度过小,将导致气体爆炸物过早的冲出炮孔外,不能产生有效的爆破力,因而选择合理的堵塞长度就显得非常重要。当采取连续柱状方式装药时,可选用0.75倍的底盘抵抗线作为炮孔的堵塞长度,实际应用时可依据火药及矿岩的性质进行适当调整。露天矿山的爆破孔堵塞长度通常都较大,此时可以考虑降低堵塞长度,以求能够尽可能的降低大块的数量。根据实践经验,未避免飞石的产生,炮孔的堵塞长度应不小于20~25倍的孔径。
3.2选择合理的起爆方式
在宽孔距爆破技术应用中,对角起爆是比较经典的起爆技术,四边形对角线方向的炮孔几乎为同时起爆,采取这种起爆方式能够在拉大孔距的同时减小抵抗线。对角起爆的技术原理与宽孔距相同,炮孔数、装药量等与其他方法也大同小异,唯一的不同就是抵抗线减小了,此时孔距就参照减小的比例而同比例的增大,这样应力降低区就远离了起爆层,进而有效避免了大的块体的出现。
3.3优化现有的装药结构
当使用垂直起爆时,因底部阻力较大而不得不采用超深的方法,将火药的重心降低,但这么做或导致台阶上部的大块增多,因而需要适当的优化现有的装药结构。采用中间气体间隔分段装药的方法,将炮孔中的火药分成2~3段装填,每段使用炮泥等物体分隔开来,此时要尽可能的避免出现火药过多集中于炮孔底部的情况,以便使台阶上部和中部的岩体都能够获得足够的爆破力,降低大块的出现。此外,也可以采用混合装药的办法;炮孔的上部装入普通的火药,炮孔底部装入高威力、高密度的火药,这样产生的爆破力与台阶的阻力规律相同,不但能够防止台阶根底的出现,而且可以降低台阶上部大块的出现。在以往的底盘抵抗线较大的工程中应用混合装药的方法,炮孔上部装入的铵油炸药,炮孔下部装入重铵油炸药,实际应用效果良好。
3.4斜孔爆破
对以往的台阶深孔爆破效果分析可以得出:斜孔的爆破效果要明显优于垂直孔。这是由于深孔上下抵抗线相同,岩体均匀破碎而很少出现根底和大块,同时可以保证台阶坡面角的要求,方便下一步的穿孔爆破,此外,斜孔爆破的钻机距离台阶坡顶线的距离较大,可以有效规避钻机设备和操作人员面临的风险。当前的实际工程中,牙轮钻机的爆破以及钻机钻孔的综合效率是最高的,但这种机器主要设计用于垂直钻孔;潜孔钻机可用于斜孔钻进,但这种机器的工作效率偏低,即便如此,应用时仍可考虑采取斜孔爆破。
四、重视爆破器材的管理
加强爆破器材的管理,是对露天矿山爆破顺利开展的重要保障。首先在进行器材购买的时候,应该对市场进行全面的调查分析,对各种器材的各方面的性能进行检测,在质量合格的情况下才能进行采购,在采购进爆破现场的时候还要再进行一次测试,保证器材的可用性。另外就是保证炸药的质量,在进行爆破的时候,为了避免出现大块和根底的情况,在炸药储存的时候,要进行定期的检测,保证炸药的可用性,另外在进行炸药的配置的时候,要掌握炸药的生产成分配比,及炸药性能的应用和测定。
结论:
总之,对于露天矿山爆破的效果,需要从多方面进行分析,并从中找出关键的问题,来不断地查找原因。露天矿山爆破工作,要想提高爆破的效果,避免大块和根底的产生,就需要严格地管理好爆破过程中的每一道质量关,真抓实管,而不是流于形式,切实地将露天矿山爆破的效果,提升到更高的层次,以保证矿山生产的顺利进行。
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