黑岱沟露天煤矿抛掷爆破的技术探讨

黑岱沟露天煤矿抛掷爆破的技术探讨
张引良
【摘要】通过黑岱沟露天煤矿在抛掷爆破过程中取得的经验和教训,对存在的问题进行分析,并提出了解决方案,对今后的抛掷爆破具有一定的指导作用.
【期刊名称】《露天采矿技术》
【年(卷),期】2011(000)002
【总页数】2页(P32-33)
【关键词】抛掷爆破;坡面角;间隔时间;预裂爆破
【作者】张引良
【作者单位】神华准能公司黑岱沟露天煤矿,内蒙古鄂尔多斯010300
【正文语种】中文
【中图分类】TD824.2
黑岱沟露天煤矿高台阶抛掷爆破的主要目的是为吊斗铲倒堆工艺准备爆破量。

抛掷爆破的基本要求是：
（1）爆堆沉降15 m以上，确保推土机的工作量降到较小的程度；
（2）爆破的有效抛掷率达到35%以上，减小吊斗铲的倒堆量，以便发挥吊斗铲的最大工作效率；
（3）爆破边界边坡轮廓整齐完整，为下一次抛掷爆破的穿孔、爆破创造良好的外部环境；
（4）爆破安全的基本要求是爆破飞石、振动对周围的边坡、设备和建（构）筑物
不造成危害。

爆破试验开始的炮区宽度60 m，长度1 100 m，台阶坡面角75°。

由于我矿的抛掷爆破台阶主要是粗砂岩、砂页岩和泥页岩，且岩层的节理裂隙比较发育还遇到断层，所以台阶坡面很不稳定，导致合并后的台阶高达70 m，部分台阶局部产生片帮，钻机打倾斜孔困难，只能打垂直孔进行松动爆破，因此，第一幅抛掷爆破过后，台阶坡面角采用65°，以缓解片帮的问题。

炮区宽度根据专家建议增大到80 m。

台阶坡面角采用65°比采用75°的台阶坡面相对稳定性要好，但部分特殊地质构造部位仍有片帮现象。

通过对65°和75°的台阶坡面角的穿孔实践比较，坡面角越小，钻机作业效率越低，发生夹钻杆的现象越严重，预裂孔爆破后预裂面越不平整，炮孔残留率越低，反之75°优于65°的坡面角（见表1）。

本人认为产生片帮的关键因素有两条，一是地质条件，二是预裂爆破的效果。

地质条件是客观存在的，不能改变，所以只能改变预裂爆破的效果。

在我矿影响预裂爆破效果的关键因素是钻孔直径（311 mm）过大，分段多了后，药量少了压不住起爆弹；分段少了，药量多了爆破时又破坏了炮孔孔壁，影响了台阶坡面的稳定。

建议抛掷爆破台阶坡面角以70°为宜，预裂孔的孔径最好在150～200 mm和预裂孔装药采用低密度、低爆速炸药。

预裂孔爆破的装药结构分为径向不耦合装药（分段装药）和轴向不耦合装药两种。

由于轴向不耦合装药操作复杂难以实施，在工程预裂面的要求不太严格的情况下仍可采用径向不耦合装药。

起爆方式的选择主要是根据充分利用自由面的原则，有3个自由面时采用斜线逐
孔起爆；有2个自由面时采用“V”型逐孔起爆。

一般不应采用排间微差的起爆方式，虽然排间微差起爆能增加有效抛掷率，但由于孔径粗（311 mm），孔深（40 m），单孔装药量大（铵油炸药2 t），采用排间微差的起爆方式产生的爆破振动对周围边坡的影响是非常严重的。

抛掷爆破的网路起爆系统的基础是深孔松动爆破的斜线（“V”型）逐孔起爆技术。

但随着炮孔长度的增加，应力波传播的时
间也增加了，孔内的延期时间由松动爆破的400 ms增加到600 ms。

控制排的延期时间由松动爆破的42～65 ms减小到9～17 ms，因为控制排的延时间隔越小，爆破台阶岩石的运动方向近似于垂直台阶坡面，因此控制排延时缩小是为了达到一定的有效抛掷率。

孔与孔之间的延时由松动爆破的65～100 ms增加到100～200 ms，目的是增加前面炮孔有足够的爆炸反应和岩石运动的时间，保证后面的炮孔
有3个自由面，增加有效抛掷率和爆堆沉降的高度。

起爆方向（起爆点的选择）
主要根据充分利用自由面的原则和岩层的裂隙方向来确定的，防止爆炸应力波和爆生气体呛差进入裂隙，造成侧后面的预裂面破坏并产生片帮和塌陷。

见图1。

抛掷爆破区宽度增加到80 m，台阶坡面角改为65°后，爆破后在最后一排孔和预
裂孔之间留有2～3 m的伞檐，影响了采掘设备的作业安全。

造成这种现象的主要原因：一是炮区宽了以后，后排的夹制性变大，爆堆沉降高度变小；二是台阶坡面变缓，最后一排孔和预裂孔之间的爆破体爆破后依靠自身的重量难以塌落。

目前是通过分段装药，减少上部充填高度的方法来控制的。

为了1155水平端帮内排道路不受抛掷爆破应力波的破坏，在内排道路与爆破区交界处打一列预裂孔，以预防抛掷爆破对端帮道路的破坏。

在靠近预裂孔的3列孔
的炮孔底部距预裂面3～4 m，4列采用松动爆破，装药结构采用分段装药，确保
炸药单耗在0.45 kg/m3以下。

炮孔深度计算见图2。

炮孔深度的计算公式：
式中：L——炮孔的深度，m；
Wy——炮孔距预裂孔的水平距离，m；
Wb——炮孔（药柱）底部距预裂面的距离，m；
α——炮孔的倾角，（°）。

总之，在今后的高台阶抛掷爆破中虽然还会遇到各种各样的新问题，只要科学分析，善于总结和勇于实践，就一定能够找到合理的解决办法。