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【摘 要】 矿山开采在我国快速发展,其中,又以露天矿山开采最为广泛,但是露天环境中存在各种不利因素,为了保证矿山的正常生产,必须找到能改善爆破质量的有效办法,所以,本文就从如何改善露天矿山爆破质量的有效方法进行探讨。
【关键词】 矿山爆破质量;露天矿山
一、前言
在露天矿山开采过程中,露天矿山的爆破质量是矿山开采能否高效运行的决定性因素,爆破技术的完善程度又决定着爆破质量是否理想,同时也是影响社会财产和人身安全的一大隐患。因此,改善露天矿山爆破质量,提高采矿效率,节约生产成本对当前露天矿山生产具有显著意义。
二、主要表现形式及区域
露天矿山爆破时,爆破质量差的主要表现形式是大块率高和根底产生。
大块的产生区域主要是:台阶上部的临空面及孔口部位;爆破区域和保留区域的交界位置;孔网参数偏大时孔与孔中间部位。
根底产生区域主要是:台阶根部;盲炮炮孔底部;孔网参数偏大时孔与孔中间部位的底部。
三、产生的原因
1、底盘抵抗线过大。当底盘抵抗线过大时,爆破后,底盘区域无法受到炸药能量的作用,未破碎,形成根底。
2、同一爆区超深变化大。炮孔超深偏大,药柱重心就会有所下降,台阶上部矿岩易产生过多大块。要是超深偏小,台阶底部矿岩受炸药能量作用减少,爆后一般会出现根底或地盘抬高。
3、孔网参数偏大。在孔网参数偏大的中间部位,受炸药破坏的作用较小,爆后使得此处大块增多,严重者出现根底。
4、孔的堵塞长度偏大。使炮孔上部临空面和孔口部位受炸药破坏作用减小,有可能因为炮孔堵塞部分过大,会造成大块偏多。
5、盲炮所致。当爆区局部区域出现盲炮时,此时,该区域岩石本身未发生破坏,而由于周围炮孔的炸药能量的作用对其造成了破坏,炮孔上部可能产生大块,炮孔底部会产生根底。
6、岩体裂隙程度及节理方向。露天矿山爆破由于受上部台阶超钻作用,前部台阶爆破后冲及邻近爆破的震动影响,爆破岩体基本为块状结构,尤其是台阶上部的岩体较明显,为此爆落的岩体通常沿原生裂隙和节理破碎,当爆破面与岩层走向斜交或垂直时,裂隙对爆破大块副作用更明显。
7、未堵塞的废孔。偏离设计孔位由于已穿凿的炮孔严重需要重新打新的炮孔,若不及时堵塞废孔,周围在爆破后常出现大块,而且在爆破瞬间容易出现飞石现象,可能危及安全。
四、提高露天矿山爆破质量的措施
1、确定适宜的爆破参数
(1)底盘抵抗线参数。这个参数是爆破参数中最重要的参数之一了,直接影响爆破质量。我们在进行爆破作业的过程中必须要考虑到底盘抵抗线参数,还要进行严格的底盘抵抗线参数的计算,常采用的计算公式:W=k*d。简单地说,就是通过系数和炮孔直径来确定底盘抵抗线参数。
(2)露天矿山爆破炮孔的孔距和排距的计算。孔距a=(20~30)d,排距b=(0.75~1)a。要想达到良好的岩石破碎效果,就必须要注意b值得取值,根据经验公式:b=0.886a,可以确定排距,以达到最佳效果。这个问题也是爆破工作中必须要重视和注意的。
(3)超深的确定。考虑到孔底岩石的夹制作用很大,为了避免根底的产生,保证下一平台的平整作业面,在爆破钻孔施工过程中需要一定超深,达到更为理想的爆破效果。同样,超深的计算也需要结合经验公式来确定,一般情况下采用:h=(5-10)d。另外,超深的选择和w的选择也是有一定关系的,必须要加以注意。
(4)炮孔的堵塞长度也是重要的爆破参数,往往出现一些问题就是因为炮孔的堵塞长度太大了,这样就不可能达到爆破所需要的冲击力和破坏力。所以说就需要通过一定的计算,来找到最合适的堵塞长度,这个长度要根据以上提到的爆破参数来选择,还要根据实际的施工环境和实际的岩石性质来确定,不同的岩石性质需要采用不同的堵塞长度。堵塞长度一般是底盘抵抗线的0.75倍,堵塞长度最好也要大于二十倍的孔径,但是要小于二十五倍的孔径。
2、选择合理的起爆方式
选择合适的起爆方式也是非常重要的,一般来说,除了一些非常特殊的情况会需要使用到特殊的起爆方法,正常情况下,起爆都是使用对角起爆的方法。因为对角起爆的方法使用的时间比较长,经验的验证也已经很足够了,能够很好地保证爆破的效果。通常情况下使用对角起爆,能够减少大块的产生,对岩石进行很好的破碎。
3、优化现有的装药结构
优化装药结构对于露天爆破质量的影响也不容忽视。露天矿山开采过程中,考虑到开采进度、钻孔效率以及铲装效率,大多数矿山都会采用大孔径垂直钻孔方式,为了达到良好的爆破效果,主要在以下几个方面区别装药类型:耦合装药与不耦合装药,连续装药与间隔装药,单一装药与复合装药。在爆破施工过程中,该选择哪种装药结构,要根据实际爆破的要求来选择,一般深孔大爆破采用耦合装药,光面、预裂爆破采用不耦合装药,为避免上部大块可采用间隔装药等等。当然也可以几种装药结构组合进行,只要能够有效的避免大块和根底的产生,可根据实际情况灵活使用多样性的装药结构。
4、采用斜孔爆破
斜孔爆破有更好的效果,这个是我们太多施工例子中总结出来的。传统的爆破中都是使用垂直孔,其实吃指控最容易出现上下不均的问题,但是斜孔就能让爆破面保持一个相对的平整,也就能够有更好的爆破效果。
5、爆前拉底
当露天矿台阶底盘抵抗线过大且台阶坡面清碴时,在有条件的情况下进行爆前拉底也是减少根底和大块产生的有效措施之一。爆前拉底是在爆区炮孔爆破之前,采用气腿式凿岩机或凿岩台车甚至潜孔钻提前在清碴台阶底盘抵抗线过大的根部打好斜孔,提前爆破,最迟与正常采掘爆孔同时起爆,避免爆后产生根底。
6、采用挤压爆破
挤压爆破是指在工作面前方残留有一定厚度的爆堆的情况下的爆破,碴堆的存在为挤压创造了条件,不仅控制爆堆宽度,避免矿岩飞散,而且能延长爆破的有效作用时间,改善炸药能的利用和破碎效果,从而减少大块的产生。另外,工作面上留有一定厚度的爆堆,当头排底盘抵抗线过大时,可用推土机制作假平台,靠前打孔,可缩小底盘抵抗线,避免或减少根底。
五、严格穿孔和爆破施工作业
1、穿孔作业。穿孔作业是很重要的,因为做不好就会导致不能够严格的按照原来的设计进行爆破,就会影响到爆破的效果,孔打不好,也就没有办法来弥补了。
2、爆破施工无小事,必须要注意以下几个方面的问题:
(1)装药前,现场认真校核每孔的炸药品种和装药量,严禁在水孔中装不抗水炸药,装药后,检测堵塞是否合理;
(2)所有的爆破施工都要严格的按照设计要求。
(3)在爆破施工过程中不能让爆破器材受到任何外力的施压。
(4)填装炸药的时候一定要注意,不能把导爆管等弄坏。
(5)所有的爆破设施要连接好,也要检查好,特别是细节的地方。
六、结束语
综上所述,就改善露天矿山爆破质量的有效方法这方面而言,安全可靠的爆破技术不仅可以保证采矿业的快速发展,还能保证人们财产人身的安全,但是,由于露天开采中还存在很多因素在内,所以,相信在以后的日子中,通过爆破工程技术人员不断努力,完善的爆破技术为社会的稳定发展做出巨大的贡献。
参考文献:
[1]王永清.孔底起爆技术国内试用现状及推广前景,矿业工程,2003(5):33-36
[2]崔宝.影响露天矿爆破效果的因素分析,中国矿业,2000(3):20-25
[3]涂春根.提高露采爆破质量的生产实践,金属矿山,2002(4):30-35
[4]张志呈.爆破基础理论与设计,施工技术:重庆大学出版社,2002(4):30-35
[5]汪振南.浅谈小型露天矿山中深孔爆破施工组织及事故预防和处理[J].铜陵职业技术学院学报,2011(03):37-39
【关键词】 矿山爆破质量;露天矿山
一、前言
在露天矿山开采过程中,露天矿山的爆破质量是矿山开采能否高效运行的决定性因素,爆破技术的完善程度又决定着爆破质量是否理想,同时也是影响社会财产和人身安全的一大隐患。因此,改善露天矿山爆破质量,提高采矿效率,节约生产成本对当前露天矿山生产具有显著意义。
二、主要表现形式及区域
露天矿山爆破时,爆破质量差的主要表现形式是大块率高和根底产生。
大块的产生区域主要是:台阶上部的临空面及孔口部位;爆破区域和保留区域的交界位置;孔网参数偏大时孔与孔中间部位。
根底产生区域主要是:台阶根部;盲炮炮孔底部;孔网参数偏大时孔与孔中间部位的底部。
三、产生的原因
1、底盘抵抗线过大。当底盘抵抗线过大时,爆破后,底盘区域无法受到炸药能量的作用,未破碎,形成根底。
2、同一爆区超深变化大。炮孔超深偏大,药柱重心就会有所下降,台阶上部矿岩易产生过多大块。要是超深偏小,台阶底部矿岩受炸药能量作用减少,爆后一般会出现根底或地盘抬高。
3、孔网参数偏大。在孔网参数偏大的中间部位,受炸药破坏的作用较小,爆后使得此处大块增多,严重者出现根底。
4、孔的堵塞长度偏大。使炮孔上部临空面和孔口部位受炸药破坏作用减小,有可能因为炮孔堵塞部分过大,会造成大块偏多。
5、盲炮所致。当爆区局部区域出现盲炮时,此时,该区域岩石本身未发生破坏,而由于周围炮孔的炸药能量的作用对其造成了破坏,炮孔上部可能产生大块,炮孔底部会产生根底。
6、岩体裂隙程度及节理方向。露天矿山爆破由于受上部台阶超钻作用,前部台阶爆破后冲及邻近爆破的震动影响,爆破岩体基本为块状结构,尤其是台阶上部的岩体较明显,为此爆落的岩体通常沿原生裂隙和节理破碎,当爆破面与岩层走向斜交或垂直时,裂隙对爆破大块副作用更明显。
7、未堵塞的废孔。偏离设计孔位由于已穿凿的炮孔严重需要重新打新的炮孔,若不及时堵塞废孔,周围在爆破后常出现大块,而且在爆破瞬间容易出现飞石现象,可能危及安全。
四、提高露天矿山爆破质量的措施
1、确定适宜的爆破参数
(1)底盘抵抗线参数。这个参数是爆破参数中最重要的参数之一了,直接影响爆破质量。我们在进行爆破作业的过程中必须要考虑到底盘抵抗线参数,还要进行严格的底盘抵抗线参数的计算,常采用的计算公式:W=k*d。简单地说,就是通过系数和炮孔直径来确定底盘抵抗线参数。
(2)露天矿山爆破炮孔的孔距和排距的计算。孔距a=(20~30)d,排距b=(0.75~1)a。要想达到良好的岩石破碎效果,就必须要注意b值得取值,根据经验公式:b=0.886a,可以确定排距,以达到最佳效果。这个问题也是爆破工作中必须要重视和注意的。
(3)超深的确定。考虑到孔底岩石的夹制作用很大,为了避免根底的产生,保证下一平台的平整作业面,在爆破钻孔施工过程中需要一定超深,达到更为理想的爆破效果。同样,超深的计算也需要结合经验公式来确定,一般情况下采用:h=(5-10)d。另外,超深的选择和w的选择也是有一定关系的,必须要加以注意。
(4)炮孔的堵塞长度也是重要的爆破参数,往往出现一些问题就是因为炮孔的堵塞长度太大了,这样就不可能达到爆破所需要的冲击力和破坏力。所以说就需要通过一定的计算,来找到最合适的堵塞长度,这个长度要根据以上提到的爆破参数来选择,还要根据实际的施工环境和实际的岩石性质来确定,不同的岩石性质需要采用不同的堵塞长度。堵塞长度一般是底盘抵抗线的0.75倍,堵塞长度最好也要大于二十倍的孔径,但是要小于二十五倍的孔径。
2、选择合理的起爆方式
选择合适的起爆方式也是非常重要的,一般来说,除了一些非常特殊的情况会需要使用到特殊的起爆方法,正常情况下,起爆都是使用对角起爆的方法。因为对角起爆的方法使用的时间比较长,经验的验证也已经很足够了,能够很好地保证爆破的效果。通常情况下使用对角起爆,能够减少大块的产生,对岩石进行很好的破碎。
3、优化现有的装药结构
优化装药结构对于露天爆破质量的影响也不容忽视。露天矿山开采过程中,考虑到开采进度、钻孔效率以及铲装效率,大多数矿山都会采用大孔径垂直钻孔方式,为了达到良好的爆破效果,主要在以下几个方面区别装药类型:耦合装药与不耦合装药,连续装药与间隔装药,单一装药与复合装药。在爆破施工过程中,该选择哪种装药结构,要根据实际爆破的要求来选择,一般深孔大爆破采用耦合装药,光面、预裂爆破采用不耦合装药,为避免上部大块可采用间隔装药等等。当然也可以几种装药结构组合进行,只要能够有效的避免大块和根底的产生,可根据实际情况灵活使用多样性的装药结构。
4、采用斜孔爆破
斜孔爆破有更好的效果,这个是我们太多施工例子中总结出来的。传统的爆破中都是使用垂直孔,其实吃指控最容易出现上下不均的问题,但是斜孔就能让爆破面保持一个相对的平整,也就能够有更好的爆破效果。
5、爆前拉底
当露天矿台阶底盘抵抗线过大且台阶坡面清碴时,在有条件的情况下进行爆前拉底也是减少根底和大块产生的有效措施之一。爆前拉底是在爆区炮孔爆破之前,采用气腿式凿岩机或凿岩台车甚至潜孔钻提前在清碴台阶底盘抵抗线过大的根部打好斜孔,提前爆破,最迟与正常采掘爆孔同时起爆,避免爆后产生根底。
6、采用挤压爆破
挤压爆破是指在工作面前方残留有一定厚度的爆堆的情况下的爆破,碴堆的存在为挤压创造了条件,不仅控制爆堆宽度,避免矿岩飞散,而且能延长爆破的有效作用时间,改善炸药能的利用和破碎效果,从而减少大块的产生。另外,工作面上留有一定厚度的爆堆,当头排底盘抵抗线过大时,可用推土机制作假平台,靠前打孔,可缩小底盘抵抗线,避免或减少根底。
五、严格穿孔和爆破施工作业
1、穿孔作业。穿孔作业是很重要的,因为做不好就会导致不能够严格的按照原来的设计进行爆破,就会影响到爆破的效果,孔打不好,也就没有办法来弥补了。
2、爆破施工无小事,必须要注意以下几个方面的问题:
(1)装药前,现场认真校核每孔的炸药品种和装药量,严禁在水孔中装不抗水炸药,装药后,检测堵塞是否合理;
(2)所有的爆破施工都要严格的按照设计要求。
(3)在爆破施工过程中不能让爆破器材受到任何外力的施压。
(4)填装炸药的时候一定要注意,不能把导爆管等弄坏。
(5)所有的爆破设施要连接好,也要检查好,特别是细节的地方。
六、结束语
综上所述,就改善露天矿山爆破质量的有效方法这方面而言,安全可靠的爆破技术不仅可以保证采矿业的快速发展,还能保证人们财产人身的安全,但是,由于露天开采中还存在很多因素在内,所以,相信在以后的日子中,通过爆破工程技术人员不断努力,完善的爆破技术为社会的稳定发展做出巨大的贡献。
参考文献:
[1]王永清.孔底起爆技术国内试用现状及推广前景,矿业工程,2003(5):33-36
[2]崔宝.影响露天矿爆破效果的因素分析,中国矿业,2000(3):20-25
[3]涂春根.提高露采爆破质量的生产实践,金属矿山,2002(4):30-35
[4]张志呈.爆破基础理论与设计,施工技术:重庆大学出版社,2002(4):30-35
[5]汪振南.浅谈小型露天矿山中深孔爆破施工组织及事故预防和处理[J].铜陵职业技术学院学报,2011(03):37-39