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1、嚣 瓣 岩 里 播 荽 程 4 g 年7 论小直径 中深孔爆破参数的合理选择 弓 论小直径 中深孔爆破参数的合理选择 d 余里光 _ _ _-一(福 建省 太 口矿 业熹 团心 司 福 州 3 5 0 0 0 5 摘要 简述小直径 中撵孔爆破技术 的应用现状，对爆 破参数的 台理选 择作了探讨。她词 厂厂 卜 跟 l 概述 连城 铅 锌 矿始 建 于 1 9 6 9 年，是 一 十生 产 能九 为 8 万 t 年的 小型井下矿 山 矿作主耍赋存于壤 口组上段 舟岩、灰岩，栖 霞组顶 部石 灰岩，r 断 层破 碎带 和 F 破碎带 中。矿 体呈 层状、似层状，倾 向、倾 角变化大，步 数呈透镜状
2、或 不规 则状，矿体厚 度、品瞳变 t 大。围岩 一般为坚 固至裉坚 固，一9 1 2；矿石 为致 密状、浸染 状、条带状和 角砾状，一 般均较坚固。该矿 原设计采 用的 留矿采 矿法，由 于 能适 应 矿 作 形态、产状 复杂 多 变 的情况，自 1 9 7(年 起改用 盹实 现探来结舍 的小直径 中探 孔分段采 矿法；凿岩设备 采 用 Ys P 14 和 7 6 5 5 型翡岩机，凿岩方式采用接杆式凿 岩。矿块长度 3 0-4 0 m，宽窿 1 4 m，阶段高 度 4 6 m。分段 高度 6 m，扇形布孔时，凿岩巷道断面 2 5 m2 2 m 51|岩 巷道 问匝 7 m。摄 小 抵抗线
3、0 8 m，孔 口距 0 2 O 6 m，孔褒距 0 8 1 1 m L 深 4 m 簿排扇形枢孔 1 7 个，每排孔探计 4 8 3 m。崩矿量 0 6 t m；平行布孔时 矿 房 拉 底 层 高 度 2 2 m，晟 小 抵 抗戡 0 8 m，孔 间 距 n 8 m，孔睬 3 5 m，崩矿量 1 8 9 t m。孔径 4 0 4 4 mm，药 卷审径 3 2 mm 使用 2#岩石炸药，火雷管起爆 击 或用 导l 丝 营微差起 爆洼，采 用孔 底起爆方式。矿 块 生产能 力 5 O t d，采矿工 班效 率 l 5 1 8 t，凿 岩工班效率 3 5 5 0 t 凿岩机台班效率 3 5,5 0
4、 m，万吨 采掘 比 9 8 2 0 1 m。采矿贫 f t 率 l 5 ，损失率 l 5 。主 要村料 消耗：一次炸药 单耗 0 3 2 0 4 k g t，(印 o 8 2 1 2 2 k g )，二状 炸药 托 0 3 0 k 暮 1。炸 药 总单 耗 0 6 2 O 7 1 k g t 1 9 7 6 l 9 9 6 年 累计约果出矿石量 1 3 0 万 t。：小直径 中深孔爆破参 数的台理选择 i 小直径中寐孔菇矿存在的主要问题是太块产出卑 高达 i 5 2 0 ，二攻破碎量太，严重影响丁出矿效率 晌提高 选 择合理槐 爆醯参数 是提高蒋 矿效率 和落矿 质量 的重要逾径之一。从各爆
5、破参数的*系来看，正确选择 炮 L 的排列 网度，即最 小抵抗线、排 内 L 眶及 炮 L 密集 系数是爆破参 数中 应解决 的重要r u 题，显然，炮 L 排列 网】堡与单【立炸药 消耗 量和炮孔 直径 是 紧密相 关 的，四 为 j 能炸药消耗 量的变化悻 现丁炸药 在矿石 中的丹布 情 况 在 孔径一 定时，决 定着炮孔 的疏 密 程度，而孔 径 的变 化反 映了炸 药在 矿石前 中程度，即爆炸 能量对 矿 石作用 的均 匀 程度，所 以先从单 位炸 药 消耗 量 和炮 孔直径进行分析。2 1 单 位炸药消耗量 合理 的炸药 单耗 应满 足凿岩工 作 量不 大、太 块 产 出辜低(一般5
6、 1 0 )、劳动生产卑高等要求 炸 药单耗除与矿石的物理力学性质及结拘m 造(断层、节理)、风 t 程度有若外，尚受喂径、地孔排列网瘦、牲 药密度、炸药性能等 固索的影响。即当 矿砑致 密坚 田、0 隐 径小、炸药威力低时，则炸药单栽商，反之 刚低。山。r 彩晌炸 药单 耗的 固索十分 复杂，故 目前 仍是 参考 类 班 矿 山实琢 资料 加 选取 井通过嘉践加以 黪。在国内矿 山，中罐 L 爆破 的炸药单耗 一般 为：在 中 硬 矿岩 中为 0 7 0 8 k g m，在坚 硬 矿 岩 中 为 0 昌 1 O k g 。但近年米，营内外矿山妞过合理增加落矿的 炸药单耗，降低了不台格大执产出
7、率，l飙而硪少丁二次 破碎炸药单耗。国内采 用分段法 落矿 的部 分有 色矿 山 的炸药单 耗 已选 0 4 6 o 7 0 k g t，但 多数 矿 山炸药单 耗惋n t，炸药品种单一，更峨乏高峦发高威力的工业炸 药，园而用 于破碎矿岩 的能量受到 限制，普 遍反映犬 块 率高。因此，适当提高单 耗是必要 的，但切 不可盲 目追 求高单耗，因为经验 表明改变 炸药单耗 时，大块 产出率 是接近似双 曲线 的规 律变 化的，叩炸 药单耗过 低时 犬 块翠 显著上 升，但若过 分加太 革耗 大块率 并 不显 著下 降，这是 由于过 多 的爆l怍 能量 消耗 在抛 掷 和加土 地霹 效应上。当l艳
8、孔捧 到阿度确 定之 后，在 孔径 一定时，影 响炸 维普资讯 http:/ We s t Ch i n a E x p l o r a t i o n En g i n e e r i n g Vo 1 1 0 l J a n 1 9 9 8 药单耗 的主要困索就是装药系数和 装药密度 装药 采 数随喂深的增加而加大，现场一般饩经验而 定，即一般 为 8 5 9 O。提高龌药密度，从而 提高炸药单耗和爆 炸能量。硝铵 炸药的最佳密度 为 0 8 5-1 2 5 g c m，而 目前装药密度普偏较 蛞，一般仅达 0 6 咄 c m 左右，装 药密度 撕的 主要孱 固有：(D药卷与 限 壁之 问
9、空 隙较 大，旭眼不圆时尤甚；(2)克填不严。采用柱状药包装药 要 想得到较高的装 药密度，就必 须使跟径与药径相差 不大，否则，匪缩炸药(药卷密度为 1)的优越性消失殆 尽 在坚固矿岩，饱眼爆破技术的改进方向之一，就 是提高装药密度，从而获得较高的爆炸能量。2 2 炮孔直径 孔径直接影响凿速 和装药密度。合理的 孔径应满 足工人劳动生产率高 材料和 费用最小 矿石 损失贫化 最n 鼍 和回采强度最高的要求。随着钎头直径 的增加。炮 孔面积和 周边 长度均有 所增大，对于相同的凿岩机而言，凿速将有所降低。园 此，在采用高戚力柞药和优礞 针钢的条 降下，采用小直 径钎头是提高凿速的重要途径之一。
10、目前，用 Y s P 一4 5 型向上 式凿岩机打小直径 中深孔，常用钎 头直径为 3 吕 4 2 m m，药径为 3 ；mm，眼径与药径差值 8 而 m，为 了克分 利用爆炸能量和便 于装药，合适 的眼径与药径 差值应为 4 5 mm(火花起爆时)，但 目接杆套 筒外径为 3 4 mm，故钎头 初始直径应 为 3 8 4 0 ram，此 时孔径 身 4 0 4 2mm 2 3 最小抵抗臻 舍 理的 最小抵抗 线值 应保证 爆破 的劳动 生产率 高 矿右的块度均匀和炸药消耗量蠊决定最小抵抗线 的主要因素是矿石的坚固性、孔径、诈药性能和补接空 间等，当 矿石坚 固、孔径小、炸药威力低时，最小抵抗
11、线 应取小值，反之则 可加大。目前对 于最小抵抗线 的确定 尚无一十理 想的计算 公式，小直 径中辣孔最 小抵抗 线值的确定可 以参 嘿采 场深孔爆破的计算公式：=式中：孔径，取 d=4 0 f 装药高 庄 d；0 6 g c r n 装药 系数，平行孔 可 一O 8 5 0 9 0 崩形孔 2 0 7 O 0，7 5-m 密 集 系数：平 行 孔 I 土0 B 一 1 2，扇形孔取=1 o；口 装 药密度，平行 孔上有拉 底悬 口 20 0 5 g e m，上无拉底层 口 一1 2 2 g e m|扇形 孔 0 8 2 g c m。计算结果 巴0 8 o n)，实践证 明 直径 中探孔最小抵
12、抗线值取 0 8 0 m是台理的。应用中深孔菇矿时，由于扇形布孔 炸药 分布不 均，爆 破后 容易产生大块。为丁降 大块产 出率，国内 外 出现 了一种小抵抗线的爆破 技术。它的实质是 在像 持 L 网面积 S 一口 (孔问距 最小抵抗线)和单皿炸 药消耗 量基本 不变的情况下 戚小展小抵抗线，增大 孔向距n，使炮孔的密集系数m(川一兰)为3 6(普通 爆破法 川一O，8 L 2)。小抵 抗线爆破 反射被 能增强，增 加 自由面矿石 的 片裂作用，也加强了径 向裂隙的延伸，为后排孔爆破 创 造 良好 的破碎条 件 但是，减小抵抗绒要有 个合理 界 限，抵抗线过 小，能保证较 大的破碎件积 甚
13、至炮 孔 之问可能残留脊部矿石。我国试验研究表明，佳的祗 抗线应为一般爆 破法抵抗绒值的 I Z左右。这种爆 破 技 术，膛显 著地减少 大块 产出率，从 而提高 出矿效 率，降低采矿成丰 2 J 炮孔排列形式 中棵孔落矿的炮孔排列形式基本上有扇形排列和 平行排列两种。扇形排列(有水平和垂直扇l形两种)，具 有采准工 作量小 炮 孔布置灵括，钻机 穆动次数步等优 点 因而应用较广。但 由于 扇彤孔呈放射状，孔 口距 小 而孔底距大，崩落矿石l的块度不及平行捧列均匀，炮孔 利用率 也较 低，散 当矿体裉舰 l砌并要求矿 石块 度均匀 时，可采用平行排列。平行排列从爆破应力波的分布来 看 炮孔平行
14、交借排列比不交话排列爆破应力波分布 更均匀，从而使爆破 能量更均匀地作用在矿石上，能获 得较好的落矿效果。2 5 炮孔间距 排内炮孔 问臣)是 由炮孔密集系数()和最小 抵 抗线决定的，即d=卅，通常在均质矿岩中(构造不发 育的)，取”O 9 1 1；在非均质矿岩中(拇造十分发 育)；自由面与节理方 向平行 时取 垅=1 2 l _ 3+自由 面与节理方向垂直时琅 m O 7 5 0 8 5。莺 9 形布孔时：0 4 0 7(孔 口)，=【_ 1 1 5或增大到 2 O(孔底)，生产实践证蠕，在均质矿岩中孔问距：平行布孔时为 0 8 0 m，扇形布孔时孔口距为0 4 O O，6 4 m，孔底距
15、定 为 I 2 0 I 3 6 m，是台 理的。2 6 她孔深度 中探孔落矿若在合理的跟探范围内，适当增加眼 深，有利于 提高劳 动生产率，降 蛞采 准工 怍量+获得较 多的回采矿量 但若喂探过大，则爆破质量盏，大块率 显著增加 回时，加大眼诼还受到埘下条件豫制“1)凿 岩设备的能力和效率；(2)炮孔的偏斜不直过大I(3)矿 体轮席多变 化，孔太 探时不便控 制和适应；(4)矿体 与 围岩的性质(5)采矿方 法的结构可 以成为决定眼探 的 依据，但由于鼠探的变化，叉反过来促使采矿方 法结掏 维普资讯 http:/ 焉 尊 期 岩 里 帮 辐 五 望 程 参数的改变。小直径中揉孔 眼深脒 了与矿
16、件厚 度及 赋 存状态 矿体 与围岩 的性质有关 外 主要还 是取 决于 凿 岩 设 备的能 力和 效率 YS P 一4 5型凿岩机 的有 效钻 L 深 腰为 6 m。实践证 明 在 3 m 以上 的中睬孔 凿岩 时，凿 逮随孔深 f i勺 增 加而下 降，因 为罐着 孔椿 增加孔 内针 扦 的长度 和重 量也增 加，冲击功 在 传递 过 程中 的损l失及 钎杆与 L 壁 间的 摩擦 阻 力和钎 杆 的 回转 阻力 也舍 增 加，固此凿建 随着孔深 的增 加而撼小。但它的工 作有效 利用率要 比浅 眼凿岩时耍高。故 0 良 探控制 在 3 5 4 5 m是适宜 的 2 7 填 塞长 度 扇形深
17、孔一般 在(O 4 0 8)范 围内，相 邻孔 采 用交 错不 同 的填塞长 度，以避 免孔 口附近 炸药过分 集 中的状况 除 了选 择合理 的爆破 参数 外 采 用先 进 的起爆 器 材和 起爆方 法，也是 提高 落矿效 率和落 矿质 量的重 要 选径之一。在采场中深扎爆破时+宜采用 MG S O 3-B型 3 o段塑料导爆管 高精 度(非 电)毫秒 雷管 的起爆 系 统，达 到准确地控 制延发起爆 的 问隔时 间，实现微 差起 爆，提 高爆破效果，改善 破碎质量，降低爆破 地震效应。固微差起爆时+炮 眼先后起爆的 时 闻间 隔极 短+使先后 抛移的矿蜘互相碰撞，将抛掷动能转化为机撖冲击能
18、，充分利用 丁爆炸能量 产生的 附加 破碎 作用。而 坩火雷 管 起爆法，起爆 时差太大 导火线燃述 为 l 0 0 1 2 5 s m 每 米就有 1 2 5秒 的误 差 不能准 确地控制 延发 起爆 时 闻 同时地震 效应 对断层、节 理起进 一步 破 坏 怍J j 使爆破 质量恶化。因 此，在小直径 中探孔爆 破中，宜采 用导爆营起壤法。3 孳 吉 束语 小班 径 中禄 孔爆 破技术，在连 城钳锌 矿首 刨 的 小 直径 中探孔 分段 采矿法 中 已被 生产 实践证 叨，具 有效 率高、采矿强度大、矿 石损失贫化 小、村料 消耗 骶、怍业 安全等优点，能适应小矿 装备水平，能在复 杂地质
19、 条 1牛 下 实现边探 边 采满足 生产需 要，是 小型 矿 山强化开 采 的较好方法之一，值得同类型 矿山詹鉴。参考文献 1 t 采矿设计 册(矿床开 采卷 下)、t 果矿设 计手册，端委舍 编 中国建筑工业出版社出版 1 9 8 7 2 话盘矿山设计参考资料(上册)、冶金矿设计参考资辑 编写组编 怕金工业 出腼社出版 1 9 7 3 3(金属矿 睐地下开采，东北工学 院解世 傻主塘 冶盘工业 出 版社 1 9 7 9 4(凿岩爆破 中南工业大学冉颂磊端 墙盘工业出 社 1 9 8 6 ：西部探矿工程 (双月刊)九 九 八 年 征 订 启 事 西部探矿工程 (飘 月刊)杂志是 由新疆地矿局
20、(第一主办单位)联合我国岩土、钻掘和矿业 工 程等 8 0 营个单位共同主办的综合性钻掘工程技术刊物，国内外公开发行。主要刊登国内外钻掘工 程新理论 新技术 新方法、新成果和工程实例，介绍钻掘工程发展动向。辟有石油钻探、岩土工程、矿业工程 爆破工程、隧道工程、地质灾害治建工程、钻掘机槭、矿业工程、安全和管理工程等 l 0 个 专栏。该刊获新疆优秀科技期刊二等奖 本着“扎根新疆、立足西部、面向全国、走 向世界”的原则，敬请关心戎刊的国内外同行积极订阅我刊。，西都探矿工程 (双月刊)全年六期，每期约 l 7万字，每期定价 5 0 元，全年订价 3 0元，单位或 个人需订者请向新疆乌鲁木齐友好北路 l 6 号 西部探矿工程 编辑部索取征订单。邮汇请寄：(8 3 0 0 0 0)乌鲁木齐友好北路 1 6 号 西部探矿工程 编辑部刘德风 电 话 j(0 9 9 1)4 8 1 8 4 5 7(办)(0 9 9 1)4 8 1 8 3 3 6(宅)-信汇请寄；(1)户名：西部探矿工程 广告信息部-(2)开户行：乌鲁木齐工商行友好路分理处转诚信城市信用社(3)帐号：9 9 3 2 O l _8 O 维普资讯 http:/