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完成時(shí)間：1996年3月一1997年10月 工程地點(diǎn)：江西銅業(yè)公司德興銅礦 申報(bào)單位：北京礦冶研究總院 完成單位：江西銅業(yè)公司德興銅礦 項(xiàng)目主持人及參加人員：汪旭光、劉躍偉,、王國(guó)立,、范小雄,、秦虎,、鄒招保、潘忠偉,、 查克兵,、簡(jiǎn)新春、周少兵 撰稿人：范小雄,、秦虎 1項(xiàng)目背景 預(yù)裝藥爆破技術(shù)是一項(xiàng)集鉆孔,、裝藥、爆破器材和爆破方法于一體的綜合性爆破技術(shù),，其實(shí)質(zhì)是采用鉆孔,、裝藥、充填平行作業(yè)方式進(jìn)行爆區(qū)準(zhǔn)備,，待整個(gè)爆區(qū)形成后再統(tǒng)一連線起爆,。這種變集中裝藥為分散裝藥的操作方式，可以實(shí)現(xiàn)大區(qū)毫秒延時(shí)爆破和多工作面同時(shí)起爆,，減少爆破次數(shù),，進(jìn)而減少大型生產(chǎn)設(shè)備的避炮耐間，提高效率,，有利于合理安排生產(chǎn),。 該項(xiàng)爆破技術(shù)從1994年開始在江西銅業(yè)公司德興銅礦進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，1996年6月獲得成功并得到了全面的推廣應(yīng)用,。預(yù)裝藥時(shí)間可達(dá)7～10天,，爆破次數(shù)由原來的每天1～2次減少到每周2～3次。生產(chǎn)實(shí)踐表明,，預(yù)裝藥爆破技術(shù)已成為該礦采礦場(chǎng)完成生產(chǎn)爆破任務(wù)的必要技術(shù)手段,。采用預(yù)裝藥爆破技術(shù)，每年可為德興銅礦產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益530余萬元,，年綜合經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)1000萬元以上,。 2預(yù)裝藥爆破的爆破器材選擇 2.1炸藥的選擇 在爆破作業(yè)中，炸藥品種的選擇和質(zhì)量如何,，直接關(guān)系到爆破效果和爆破安全,。德興銅礦礦床地質(zhì)變化復(fù)雜,，高硫礦脈多，幾年來裝藥炮孔曾多次發(fā)生炸藥自燃自爆事故,。因此本技術(shù)采用德興銅礦與北京礦冶研究總院于1995年研制的BDS系列預(yù)裝安全乳化炸藥,。該炸藥炮孔爆速測(cè)試見表1。 從表1中的數(shù)據(jù)可以看出,，BDS系列乳化炸藥完全可滿足預(yù)裝藥爆破作業(yè)對(duì)炸藥性能和預(yù)裝時(shí)間(7～10天)的要求,。 2.2起爆器材的選擇 該礦采場(chǎng)爆破作業(yè)采用現(xiàn)場(chǎng)混裝車裝藥，炸藥出藥溫度可達(dá)60～70℃,，而且乳化炸藥中的油相及炮孔酸性水對(duì)普通起爆器材都有腐蝕作用,，因此必須選擇特殊起爆器材。經(jīng)試驗(yàn)(見表2),，PF40型耐高溫高強(qiáng)度塑料導(dǎo)爆索—M-I-5A型起爆藥柱作為預(yù)裝藥爆破的起爆器材是安全可靠的,。 表2儲(chǔ)存7天后PF40型耐高低溫塑料導(dǎo)爆性能測(cè)試 項(xiàng) 目 測(cè)試結(jié)果 用一發(fā)電雷管。導(dǎo)爆索可完全爆轟,；導(dǎo)爆索可引爆500g黑梯起爆藥柱 3.1裝藥結(jié)構(gòu) 裝藥采用現(xiàn)場(chǎng)炸藥混裝車。裝藥結(jié)構(gòu)如圖l所示,。 預(yù)裝藥爆破裝藥與充填比例一般控制在1：(0.65～0.8)之間,。充填長(zhǎng)度過小，爆破后易出現(xiàn)漏斗和飛石,；充填長(zhǎng)度過大,，則上部大塊增多。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明,，當(dāng)裝藥長(zhǎng)度：填塞長(zhǎng)度=1：(0.65～0.8)之間時(shí),，孔內(nèi)爆轟產(chǎn)物沖出時(shí)間可維持到起爆后14.8ms，若填塞不夠,，起爆后約1.96ms爆炸產(chǎn)物便從孔內(nèi)沖出,，爆炸氣體對(duì)礦巖的作用時(shí)間減少，且后者的爆轟氣流初速度比前者高5.84％～11.36％,，這樣既浪費(fèi)了能量,，又不利于炮孔礦巖的破碎。 起爆方式 對(duì)于比較難爆的礦巖,，或只有一個(gè)爆破自由面時(shí),，可采用V形起爆，以造成礦巖爆后相對(duì)高速碰撞,，具有二次破碎的效果,。為防止V形端處炮孔夾制,，V形底的夾角以120°～130°為宜。 當(dāng)有兩個(gè)爆破自由面時(shí),，應(yīng)采用對(duì)角式起爆,。可使鄰近坡面的炮孔增加一個(gè)側(cè)向自由面,，造成多面臨空,，改善礦巖爆破條件；而且最后起爆的孔數(shù)及藥量減少,，減少了爆破后沖,。當(dāng)?shù)V巖易爆時(shí)，可采用排間起爆方式,。 3.3非電起爆系統(tǒng) 該礦地處南方,，雷雨季節(jié)相對(duì)較長(zhǎng),，為保證爆破安全,，采用非電起爆系統(tǒng)是非常必要的。采用非電起爆系統(tǒng)進(jìn)行大區(qū)微差爆破,，其靈活性是電起爆系統(tǒng)無法代替的,，而且有助于改善爆破效果、合理分配微差間隔時(shí)間,、提高破碎質(zhì)量,。 3.4大區(qū)微差爆破 采用預(yù)裝藥爆破技術(shù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大區(qū)毫秒延時(shí)爆破，對(duì)該礦采場(chǎng)爆破作業(yè)具有重要意義,。由于該礦年采剝總量達(dá)6000萬t以上,，按每次15萬t的中小區(qū)規(guī)模爆破設(shè)計(jì)，每年需進(jìn)行約400次爆破,，按年工作日300天計(jì)算,，每天要爆破1.33次。經(jīng)統(tǒng)計(jì),，某年實(shí)際爆破次數(shù)曾達(dá)456次,。頻繁的爆破，造成鉆機(jī)及電鏟等大型設(shè)備的頻繁移動(dòng),，大大降低了設(shè)備的作業(yè)效率,。在裝藥及爆破受停電或設(shè)備故障等因素的影響，而不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)爆破時(shí),，會(huì)給礦山的管理及正常生產(chǎn)帶來安全隱患,，而且中(小)爆區(qū)接觸處還易產(chǎn)生根底。 大區(qū)毫秒延時(shí)爆破采用異步分區(qū)爆破方式,，合理選擇毫秒延時(shí)間隔時(shí)間及爆破總歷時(shí),，可降低爆破振動(dòng)波的影響,。 由于大區(qū)毫秒延時(shí)爆破孔數(shù)、排數(shù)多,，必須減少最大一段的起爆藥量,，以降低爆破振動(dòng)對(duì)邊坡的影響。目前國(guó)內(nèi)高精度電雷管最高段位為30段,，當(dāng)一面炮的炮孔數(shù)很多時(shí),，無法合理分段。采用異步分區(qū),，即將一個(gè)大爆區(qū)分為若干個(gè)爆區(qū),，可達(dá)到大規(guī)模干擾降振的目的。 3.5多工作面同時(shí)起爆系統(tǒng) 由于實(shí)現(xiàn)了預(yù)裝藥,，在爆破方法上可采用多工作面同時(shí)起爆系統(tǒng)安排爆破作業(yè),。多工作面同時(shí)起爆系統(tǒng)是指先在多個(gè)工作面進(jìn)行預(yù)裝藥，待這些爆區(qū)工作面形成后,，再分別連網(wǎng)起爆,。 3.6預(yù)裝藥爆破孔網(wǎng)參數(shù) 預(yù)裝藥爆破的布孔方式采用三角形交錯(cuò)布置，主爆孔,、輔助孔與措施孔協(xié)調(diào)布局,，從而達(dá)到裝藥藥柱與設(shè)計(jì)孔網(wǎng)上的鉆孔、實(shí)際抵抗線和自由面等條件完全配合的目的,，保證爆區(qū)內(nèi)爆破作用協(xié)調(diào)且充分,。 實(shí)踐表明，預(yù)裝藥爆破采用表3中的優(yōu)化孔網(wǎng)參數(shù),，可以獲得較好的爆破效果,。 4預(yù)裝藥爆破技術(shù)實(shí)例應(yīng)用 4.1預(yù)裝藥爆破的設(shè)計(jì)和施工 4.1.1爆破設(shè)計(jì) 測(cè)量科必須根據(jù)月、周的采剝計(jì)劃,，在爆破技術(shù)人員的配合下,，及時(shí)提供爆區(qū)平面圖(包括高程點(diǎn))。爆破技術(shù)人員必須根據(jù)爆區(qū)平面進(jìn)行孔網(wǎng)和孔深設(shè)計(jì),，還要有穿孔施工圖,、炮孔驗(yàn)收?qǐng)D及起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)圖。 每次爆破應(yīng)根據(jù)底盤抵抗線大小,、孔深,、巖性和地質(zhì)構(gòu)造等因素進(jìn)行裝藥設(shè)計(jì)和起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)。 4.1.2裝藥組織與施工 4.1.2.1 裝藥組織 裝藥車操作崗位配備5人,，其中裝藥車司機(jī)1人,，尾座操作1人，起爆體加工1人,，測(cè)量裝藥高度及充填2人,。 4.1.2.2 裝藥程序 炮孔在炸藥裝人之前,，先放入2發(fā)起爆體，離孔底約2m,，然后將輸藥軟管放入炮孔裝藥,，裝藥至一半后，再將另l發(fā)起爆體放人孔內(nèi),，裝藥完畢測(cè)量充填高度,。由于炸藥采用化學(xué)發(fā)泡控制炸藥密度，炸藥進(jìn)入炮孔后約lOmin,，達(dá)到最終密度,，然后進(jìn)行充填。 4.1.2.3 施工注意事項(xiàng) (1)嚴(yán)格按預(yù)裝藥爆破安全規(guī)程進(jìn)行施工,； (2)裝藥車裝藥前必須首先測(cè)定炸藥密度,，合格后才能裝藥； (3)干孔裝藥時(shí),，裝藥軟管應(yīng)放在低于炸藥最后達(dá)到的水平處,，這樣可避免炸藥粘在填塞處的孔壁上； (4)水孔裝藥時(shí),，裝藥軟管必須下到孔底才能泵藥,，以便將水排出,； (5)不應(yīng)使導(dǎo)爆索打結(jié),、扭折； (6)密切注意炸藥狀態(tài),，當(dāng)乳化不完全或乳膠體表面出現(xiàn)結(jié)皮,、結(jié)晶等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)停止裝藥,，待正常后方可裝藥,； (7)裝藥完畢，必須派專人晝夜看守,，插置“預(yù)裝藥爆區(qū)”標(biāo)志牌,，并在爆區(qū)四角插上醒目小紅旗標(biāo)識(shí)。 4.1.3預(yù)裝藥爆破的基本參數(shù) 4.1.3.1 基本參數(shù) (1)炮孔直徑：250mm,； (2)延米裝藥量：70kg／m,； (3)炸藥密度：1.05～1.15g／m3； (4)臺(tái)階坡面角：大于65°,； (5)孔邊距(前排炮孔與眉線之間的距離)：壓渣爆破或I類難爆區(qū)可取1.5m,，Ⅱ類巖取2.5～3m，Ⅲ類巖大于3m,，有后沖,、傘巖時(shí)孔邊距取大值,，確保鉆機(jī)安全。 4.1.3.2優(yōu)化的預(yù)裝藥爆破孔網(wǎng)參數(shù) I類巖：6m×7m,，7m×7m,； Ⅱ類巖：7m×9m,，8m×9m,； Ⅲ類巖：8m×9m,，8．5m×9．5m,。 4.2預(yù)裝藥爆破實(shí)例 4.2.1 實(shí)例1：915大區(qū)毫秒延時(shí)爆破 (1)爆破日期：1997年9月15日； (2)爆破地點(diǎn)：北山5號(hào)站,； (3)巖性：二,、三類巖； (4)孔網(wǎng)：8m×9m,； (5)孔深：17．5m,； (6)孔數(shù)：252個(gè)； (7)充填：6～7m,； (8)每孔裝藥量：750kg,； (9)總裝藥量：170t。 (10)起爆方式：爆破采用電雷管一導(dǎo)爆索一繼爆管聯(lián)合起爆系統(tǒng),，避免了因電雷管竄,、跳段對(duì)爆破效果的不利影響，有利于爆破分段設(shè)計(jì),。 根據(jù)工作面情況,，采用斜線起爆方式，爆破總面積14720m2,，爆破量59.6萬t,。具體裝藥情況見表4。 由于本次爆破炮孔較多,，且爆區(qū)臨近黃牛前邊坡,，爆區(qū)中心離邊坡60m，邊坡允許振動(dòng)速度不大于6cm／s,，計(jì)算最大一段起爆藥量應(yīng)小于3.75t,。 (11)爆破效果：爆破形態(tài)較為規(guī)整，爆堆松散性較好,，無大塊和根底,。 4.2.2 實(shí)例2：925大區(qū)毫秒延時(shí)爆破 (1)爆破日期：1997年9月25日； (2)爆破地點(diǎn)：孔雀山11號(hào)鉆機(jī)； (3)巖性：三類巖,； (4)孔網(wǎng)：8m×9m,； (5)孔深：16．5m； (6)孔數(shù)：227個(gè),； (7)充填：7～8m,； (8)每孔裝藥量：700～750kg； (9)總裝藥量：160t,； (10)起爆方式：爆破采用電雷管起爆系統(tǒng),。 具體裝藥情況見表5。 由于本次爆破電雷管較多,，超過1臺(tái)起爆器起爆能力,，故采用2臺(tái)串聯(lián)起爆。 (11)爆破效果：爆破量為66萬t,，爆堆形態(tài)較為規(guī)整,，爆堆松散性較好，無大塊和根底,。 4.2.3 實(shí)例3：多工作面同時(shí)起爆 4個(gè)工作面同時(shí)起爆的實(shí)例見表6和圖2,。 2002年8月15日起分別在4個(gè)工作面進(jìn)行預(yù)裝藥，共預(yù)裝BDS安全乳化炸藥218.4t,，8月20日4個(gè)工作面前排孔,、側(cè)排孔進(jìn)行現(xiàn)裝藥，全部施工完畢后同時(shí)連網(wǎng)起爆,。爆破效果良好,，爆堆充分隆起，后排溝槽明顯,，無大塊和根底,。 預(yù)裝藥爆破技術(shù)已在德興銅礦采場(chǎng)爆破作業(yè)得到全面應(yīng)用，爆破效果良好,，預(yù)裝時(shí)間可達(dá)7～10天，爆破次數(shù)由原來的每天1～2次減少到每周3～4次,，提高了電鏟,、電動(dòng)輪汽車及炸藥混裝車等大型生產(chǎn)設(shè)備的效率，降低了生產(chǎn)成本,。 該項(xiàng)技術(shù)自1996年6月在德興銅礦全面推廣應(yīng)用以來,，預(yù)裝藥爆破量已達(dá)2.5億t，爆破效果良好,，成為該礦完成爆破作業(yè)任務(wù)的必要技術(shù)手段,，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。 |
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