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露天開(kāi)采的多排孔微差擠壓爆破技術(shù)
作者: 時(shí)間：2019-10-08 10:00
多排孔微差擠壓爆破，是在工作面殘留有爆渣情況下的多排孔微差爆破。渣堆的存在是為擠壓創(chuàng)造的必要條件，一方面能延長(zhǎng)爆破的有效作用時(shí)間、改善炸藥能的利用率和破碎效果，另一方面能控制爆堆寬度，避免礦巖飛散。
根據(jù)我國(guó)一些礦山使用多排孔微差擠壓爆破的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)注意下列幾個(gè)問(wèn)題。
(1)渣堆厚度及松散系數(shù)。首先，渣堆厚度決定了擠壓爆破時(shí)剛性支撐的強(qiáng)弱，從最大限度利用爆炸能出發(fā)，可按式(7-21)求得：
(7-21)
式中B―渣堆厚度，m；
Kc―礦巖松散系數(shù)；
Wd―底盤(pán)抵抗線，m；
ε―爆炸能利用系數(shù)，一般取0. 04 -0.20；
q―單位炸藥消耗量，kg/m3；
E―巖體彈性模量，kg/m2；
E0 ―炸藥的熱能，kJ?m/ kg；
σ―巖體擠壓強(qiáng)度，k/m2。
在露天礦中，對(duì)于較弱的巖體，一般B= 10 - 15m;對(duì)于較硬的巖體，一般B=20 -25m。
其次，渣堆厚度也決定了爆破后的爆堆寬度。隨著渣堆厚度的增加，爆堆前沖距離減少，表7-5所示是渣堆厚度對(duì)爆堆寬度的影響。為了保護(hù)臺(tái)階工作面線路，可參照表7-5中的數(shù)據(jù)選取渣堆厚度。
表7-5渣堆厚度對(duì)爆堆寬度的影響
|
巖石堅(jiān)固性系數(shù) |
單位炸藥消耗量 /kg．m-3 |
下述渣堆厚度時(shí)爆堆前移距離/m |
||||||
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10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
||
|
17 -20 |
0.70 -0.95 |
31 |
27 |
20 |
15 |
10 |
5 |
0 |
|
13 -17 |
0.50 -0.80 |
27 |
21 |
13 |
5 |
0 |
|
|
|
8 -13 |
0.30 -0.60 |
15 |
11 |
0 |
|
|
|
|
此外，擠壓爆破的應(yīng)力波在巖體與渣堆界面上，一部分反射成拉伸波繼續(xù)破壞巖體，一部分呈透過(guò)波傳人渣堆而被吸收。因此，在保證渣堆擠壓作用的前提下，要提高反射波的比例以保證渣堆適當(dāng)松散。根據(jù)一些礦山經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)渣堆松散系數(shù)大于1. 15時(shí)，爆破效果良好；當(dāng)小于1.15時(shí)，應(yīng)力波透過(guò)太多，使第一排鉆孔處常常出現(xiàn)“硬墻”。
應(yīng)該指出，上述有關(guān)渣堆松散系數(shù)和厚度的要求并不是絕對(duì)的。當(dāng)渣堆密實(shí)又厚時(shí)，只要增大炸藥量，也能夠保證擠壓爆破的效果，例如，某鎂礦就曾在100m的厚渣堆下成功地進(jìn)行了燥破。
(2)單位炸藥消耗量和藥量分配。多排孔微差擠壓爆破的單位炸藥消耗量，比清渣多排孔微差爆破要大20% - 30%。如果單耗過(guò)大，則爆效難以保證。關(guān)鍵在于第一排鉆孔，由于它緊貼渣堆，會(huì)產(chǎn)生較大的透過(guò)波損失，而且還要推壓渣堆為后續(xù)的爆破創(chuàng)造空間，因而需要適當(dāng)增大第一排鉆孔的藥量或使用高威力炸藥，縮小抵抗線和孔間距，增加超深值；對(duì)于最后一排鉆孔的爆破，它涉及下一循環(huán)爆破的渣堆松散系數(shù)，為了使這部分渣堆松散，最后一排鉆孔也要適當(dāng)增大藥量。為此，需要注意下述幾方面：1）縮小鉆孔間距或排距約10%；2）增加裝藥量10% -20%或使用高威力炸藥；3）延長(zhǎng)微差爆破間隔時(shí)間15% -20%。
(3)孔網(wǎng)參數(shù)。多排孔微差擠壓爆破孔網(wǎng)參數(shù)的選取，與多排孔微差爆破的原則相似，其主要差別是第一排孔和最后一排孔的參數(shù)宜小一些。
(4)微差爆破間隔時(shí)間。由于擠壓爆破要推壓前面的渣堆，因而它的起爆間隔時(shí)間宜比清渣微差爆破長(zhǎng)些。如果間隔時(shí)間過(guò)短、推壓作用不夠，則爆破受到限制；如果間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則推壓出來(lái)的空間被破碎的礦巖充填，起不到應(yīng)有的作用。實(shí)踐表明，多排孔擠壓爆破的微差爆破間隔時(shí)間應(yīng)以較常規(guī)爆破時(shí)增大30% - 60%力宜，當(dāng)巖石堅(jiān)硬且?guī)r渣堆較密時(shí)應(yīng)取上限。在我國(guó)露天礦山中，通常取50 - 100ms。
(5)爆破排數(shù)和起爆順序。多排孔微差擠壓爆破的排數(shù)，以一次爆破3-7排為宜，不宜采用單排，但采用更多的排數(shù)也會(huì)增大藥耗，爆效也難以保證。各排的起爆順序與多排孔清渣爆破相類(lèi)似。表7-6列舉了我國(guó)幾個(gè)露天礦多排孔微差擠壓爆破的參數(shù)，供使用時(shí)參考。
表7-6我國(guó)幾個(gè)露天礦多排孔微差擠壓爆破的參數(shù)
|
參數(shù)名稱 |
齊大山鐵礦 |
眼前山鐵礦 |
大孤山鐵礦 |
大連石灰石礦 |
琿春金銅礦 |
|
巖石硬度系數(shù) |
10 -18 |
16-18 |
12 -16 |
6-8 |
8 -12 |
|
臺(tái)階高度/m |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
|
鉆孔深度/m |
15 |
14-15 |
14 -15 |
14 -15 |
14 |
|
鉆孔直徑/mm |
250 |
250 |
250 |
250 |
150 |
|
底盤(pán)抵抗線/m |
6-9 |
10-14 |
7-8 |
7.5 -9 |
6-7 |
|
鉆孔間距/m |
5 -6 |
5.5 |
5-5.5 |
10 -12 |
4.5 -5 |
|
鉆孔排距／m |
5-5.5 |
5.5 |
5 -5.5 |
6-7 |
3.5 -4 |
|
炸藥單量/kg．m-3 |
0.7 -1.O |
O.77 |
0.55 -0.57 |
0.12 |
0.56 -0.60 |
|
渣堆厚度/m |
10 -12 |
6-22 |
15 -20 |
10 -15 |
>6 |
|
微差間隔時(shí)間/ms |
50 |
50 |
50 |
25 |
50 |
相對(duì)多排孔微差爆破而言，多排孔微差擠壓爆破的優(yōu)點(diǎn)是：
(1)礦巖破碎效果更好，這主要是由于前面有渣堆阻擋，包含第一排孔在內(nèi)的各排鉆孔都可以增加裝藥量，并在渣堆的擠壓下充分破碎；
(2)爆堆更集中，特別是對(duì)于采用鐵路運(yùn)輸?shù)穆短斓V，爆破前可以不用拆軌，從而提高采裝、運(yùn)輸設(shè)備的效率。
多排孔微差擠壓爆破也存在著如下缺點(diǎn)：
(1)炸藥消耗量大；
(2)工作平臺(tái)要求更寬，以便容納渣堆；
(3)爆堆高度較大，特別是當(dāng)渣堆厚度大而妨礙爆堆向前發(fā)展時(shí)，將可能影響挖掘機(jī)作業(yè)的安全。