露天矿微差爆破的机理及微差时间的选取
微差爆破技术在露天矿试验研究
质点振速与频率是相近的，而地震效应质点振动持 续时间与主振相持续时间相比，平均分别提高了 １５．０５％与１９．７４％；采用同一孔网参数，测点距离 为２５０ ｍ时，这一数据分别为１６．４８％与２３．９９％。 说明选择微差间隔时间为２５ ｍｓ，使总的震动持续 时间大大缩短，同时地震波峰值错开，叠加又在允许 的范围之内，随着距离的增加，余震衰减也较快；另 外在高精度导爆管雷管的支持下，其爆破抛掷方向
表１不同固体材料的ｘ值与裂纹开裂的速度
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｋ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｒａｃｋ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｌｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
１试验方案及参数
１．１爆破技术参数的确定
爆破区域岩性为白云岩，坚固系数ｆ＝１０～１４，
节理裂隙较发育，可钻性、可爆性一般，爆区使用铵 油炸药进行装孑Ｌ，单孔单耗量ｑ要求在０．４ ｋｓ／ｍ３到
取Ｚ＝５．０
ｍ。
（４）单孔最大药量Ｑ根据公式Ｑ＝ｑａＨＷ计算。
１．２微差间隔时间缸
微差爆破主要是利用相邻两排炮孔间间隔一定 时间起爆，产生的爆破地震波相互干涉，减弱介质质 点的振速，减少爆破对被爆体周围的边坡或建筑物 等的破坏。间隔时间过长则可能造成先爆孔破坏后 爆孔的起爆网路；过短则后爆孔可能因先爆孔未形 成新自由面而影响爆破质量。显然，微差间隔时间 是影响爆破的时间因素，在很大程度上决定着微差 爆破的效果。合理确定微差间隔时间，对控制爆破 地震效应、提高爆破能的利用率、改善破碎质量都将 十分有利∞。８ Ｊ。国内外爆破工作者提出了许多计算 方法和确定原则，但由于微差间隔时间的选取与矿 岩性质、最小抵抗线、破碎效果、降震要求以及起爆 器材因素有关，使得至今仍没有一个统一的认识，对 微差爆破机理尚无定论，所以间隔时间的选取一般 按经验公式确定Ａｔ＝ＫＷ＋Ｌ／ｖ，¨’９ Ｊ。 式中纽为微差间隔时间，ｍｓ；Ｋ为系数，２～
金堆城露天矿生产爆破合理微差时间的探讨
第 １ 期
爆
破
Ｖ０． ７ Ｎｏ １ 】２ ． Ｍａ ． ０ ０ ｒ２ １
２１ ００年 ３月
ＢＬＡＳＴＩ Ｇ Ｎ
Ｄ Ｉ１ ．９ ３ｊｉ ｎ １０ — ８ Ｘ ２ １ ． １０ ６ Ｏ ：０ ３ ６／ ． ｓ． ０ １ ４ ７ ．０ ０ ０ ． ２ ｓ
金 堆城 露天 矿 生产 爆 破 合理 微 差 时 间的探 讨
相 同微 差间隔不 同爆心距的振动信号进行能量分析 ， 获得 了２种情况下爆破振动信号频带的能量分布规律 ，
从 能量 的 角度探 索 了适 合 金 堆城 露天 矿 生 产爆 破 的合 理 微 差 时 间 ， 到 降低 爆 破 振 动 的 目的 。 达 关键 词 ： 爆 破 振 动 ； 微 差 时 间 ； 小波 分 析 ； 能 量 分 布
ａ ｄ ｗ ｖ ｌ ｔａ ａｙ ｉ ｔｃ ｎｑ ｅ，ｈ ｌｓｉｇ ｖｂ ａｉｎ ｓｇ ａ ｓ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｉｔｒ ａｓ ａ ｄ ｄ ｆ ｒｎ ｉ ａ ｃ ｏ ｂ ａ ｔ ｎ ａ ｅｅ ｎ ｌ ｓｓ ｅ ｈ ｉｕ ｔ ｅ ｂａ ｔ ｉ ｒｔ ｉｎ ｌ ｆ ｄｆ ｒｎ ｎ ｅｖ ｌ ｎ ｉ ｅｅ ｔｄ ｓ ｎ ｅ ｔ ｌ ｎ ｏ ｔ ｓ
分析 ， 研究适 合金堆 城 露 天矿 生 产爆 破 的合 理微 差 时间， 达到 降低爆破 振动 的 目的 。
１ 爆 破 振 动信 号 的小 波分 析
１ １ 爆破 振动信 号的小 波分解 ．
ｉ ｉ ｄ ｉｈ ｎ ｐ ｎ ｐ ｔ ｎ ｎ ｅ ｃ ｅ ｈ ｉ ｏ ｄ ｃｎ ｌｓｉｇ ｖｂ ａｉｎ ｎ Ｊ ｎ ｕ ｃ ｅ ｇ ｏ ｅ — ｉ ｍｉｅ ａ ｄ ｒ ａ ｈ ｄ ｔ ｅ ａｍ ｆｒ ｕ ｉｇ ｂ ａ ｔ ｉ ｒ ｔ ． ｅ ｎ ｏ
论石灰石露天矿爆破微差时间的判定方法
波 、反射 拉伸 波和 爆 炸气 体 的综 合作 用下 产 生爆 破漏 斗， 沿着爆 破 漏斗 的周 边造 成通 向 自由面 的主 裂缝 ， 使漏斗 主体 与原 岩分 离， 漏斗 的体 内同时产 生许 多交 叉 的裂缝 ， 斗体 外 的周 围介质 产生 应力 场和 许多微 裂 隙， 时的漏 斗主 漏 此 体并 没 有 明显 转移 ， 深恐 内部的 高温 压 气 体作 用也 没 有 消失 。 （） ２ 爆孔顺 序的不 同， 为爆破提 供 了相对有利 的条件 ， 后爆孔 是在新增 的 自 由面 和应 力状态 下起 爆 的， 最小 的抵 抗线 及爆破 作用 的方 向都 呈 良性 变化 ， 同 时在爆 炸 中形成 的 应力场 相 互迭加 ， 应力 波的作 用增 强， 提高 了爆炸 能量 的利 用率 ， 而 使爆 破 的效 果 发 生 改善 。 从 （＞ ３ 首先爆孔 中形成 的飞 石和后爆 孔沿 最小的抵 抗线方 向的 飞石会 发生碰 撞， 飞石 内的动能 引起 再次 的破 碎， 以爆堆 比较 集 中， 所 超大 块 的出现 率减少 。 （） 个炮孔 间的起 爆顺序 并不集 中， ４每 是间断 的， 以在爆破 中对地震 的效 所 应， 空气 的冲 击 波强 度， 飞石 的距 离等 不 安全 因素 都 明显 地 降低 。 ６判定 爆破 徽 差 的时 间 判 定爆破微 差 的时间是 爆破微 差中 的核 心 问题 之一， 也是露天矿 实施有 效 的爆破 的必 须 条件 。即便 在孔 网参 数及 装 药条 件 、起 爆顺 利 都 非常 合理 的 情 况下 ， 如果在 判定 爆破 微差 时 间这一 环节 出现 纰漏 ， 同样 不能 取得 好的爆 破 效 果 。 爆破 微差 的合理间 隔时 间也是破 碎质量 及 降震 效果最 好的 间隔时间， 定 确 合 理 的微 差 间 隔 时间 的方 法 比较 实 用 的方 法有 以下 两种 。 （） 形成 的补 充 自由面所 需要 的 时间来 判 定。该 爆破微 差 理论 上 的间 １按 隔时 间 由 ３部分 构 成 ： 一是 第 一组 药包 使得 介质 获 得受 力状态 时所 需要 的时 间： 二是裂 隙产生后 ， 到裂 隙的表 面形成 抛掷轮 廓线 的时间 ： 直 三是 抛掷体产 生 １ ｍ位移 的 时间 。 该 时间可 用下 列式 计算 ：
微差爆破技术在兰坪露天矿的应用
关键词 ： 差爆破 ； 微 爆破 参数 ； 天矿 露
中图分 类号 ：Ｄ ８４２ Ｔ ２ ． 文献标 识码 ： Ｂ 文章编号 ：６ １—９ １ ２ ０ ）０ １７ ８ ６（ ０ ７ ２—０ ４ —０ ０４ ４
Ａｐ ｈ ａ ｏ ｆ ｍｉ ｉｅ ｏ ｌ ｓ ｎ ｅ ｈ ｌ ｇ ｎ Ｌａ ｐ ｇ ｏ ｅ —ｐ ｔｎ ｉ ｅ ｐ ｃ ｔ ｎ ｏ ｌ ｓ ｃ ｎｄ ｂ ａ ｔ ｇ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｉ ｎ ｉ ｐ ｎ — ｉ ｌ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｂ
摘 要 ： 兰坪架崖 山露天矿 的开采中应 用毫秒微差爆破技术 ， 在 选用合 的爆破参数 ， 显著地提 高了爆
破 效 率 、 少大块 率 、 减 改善爆破 质 量、 效地 降低 了爆破 震 动对 周 围村 庄 民房的 影响 。同时提 高 了爆 破 的安全 有
性 ， 架崖 山露天矿 的 大规模 开采 奠定 了基 础 。 为
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：ｍｉ ｉｅ ｏ ｄ ｌ ｓ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉ ｐ ｈ ａ ｉ ａ ｐ ｎ ｏ ｅ ｐ ｔ ｍｉ ｅ ｙ ｓｎ ｅ ｓ ｎ ｂｅ ｂ ａ ｔ ｇ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｔ ｌ ｓ ｃ ｎ ｂ ａ ｔ ｇ ｔｃ ｎ ｌｇ ｓ ａ ｐ ｃ ￣ｄ ｎ Ｌ ｎ ｉ ｇ ｐ ｎ— ｉ ｌ ｉ ｎ ，ｂ ｕ ｉ ｇ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｌｓ ｎ ａ ａ ｔ ｒ ｏ ｉ ｓｇ ｉ ｃ ｎ ｙ ｉｃ ｅ ｓ ｌｓｉ ｇ ｅ ｉ ｉｎ ｙ ｒ ｄ ｃ ｏ ｌｅ ｒ ｑ ｅ ｃ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｂ ａ ｔ ｇ ｑ ａｉ ｎ ｆ ｃ ｉｅ ｙ ｒ ｄ ｃ ｈ ｍｐ ｃ ｆ ｉｎ ｆ ａ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｂ ａ ｔ ｆ ｃｅ ｃ ， ｅ ｕ ｅ ｂ ｕ ｄ ｒｆ ｕ ｎ ｙ ａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｌ ｓ ｎ ｕ ｌ ｙ ａ ｄ ｅ ｅ ｔ ｌ ｕ ｅ ｔ ｅ ｉ ａ ｔｏ ｉ ｌ ｎ ｅ ｉ ｔ ｖ ｅ ｂ ａ ｔ ｇ ｖ ｂ ａ ｏ ｏ ｏ ｓ ｓ ｓ ｒｏ ｎ ｉ ｇ ｖｌ ｇ ｓ ｌｓｉ ｉｒ ｔ ｎ ｆ ｒ ｈ ｕ ｅ ｕ ｒ ｕ ｄ ｎ ｉ ａ ｅ ．Ａｐ ｌ ａ ｏ ｆ ｍｉ ｓ ｃ ｎ ｌ ｔ ｇ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ａｅ ｙ ｏ ｌｓ ｎ ， ｎ ｉ ｌ ｐ ｉ ｔ ｎ ｏ ｌ ｅ ｏ ｄ ｂ ａ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉ ｒｖ ｄ ｔ ｅ ｓ ｆ ｔ ｆ ｂ ａ ｔ ｇ ｃｉ ｈ ｓ ｎ ｉ
露天矿台阶微差爆破改善爆破质量的探讨
ｏ
。 ＿ ０ ０
（ ） 向楔形 掏槽 微差 起爆顺 序 。（ ３ ３斜 图 ）
０ 。 ｏ ０
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０ ０ ａ ｐ １ ｏ Ｑ ｂ ０ ０
Ｑ ０
ａ Ｖ ｌ． Ⅲ， ｌ ｄ ＶＯ ａ Ｉ＿
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ｑＨ ＱⅢ ０ Ⅳ Ｖ ０ 。、
微 差爆 破在 改善爆 破 质量 、 控制 爆堆 尺寸 、 弱 减
是不 同的 。因此 科 学 的起 爆顺 序会 使各 炮孔 在爆 炸 时所 产生 的爆 破漏 斗在空 间方位上 起 到一定 程度 的
Ｃ） …０ －
ｏ ｏ ｏ
— 珥ｏ ｏ
Ｈ
重新 排列 ，而这 种不 同的排列 势必 会对 整个 炮 区的 综合 爆破 效果 产生 不 同程 度 的影 响 。
但 最终爆 破 漏斗 是面 向 自由面开 放 的 ，而爆 破 漏斗 在 空 间 的位 置与 形 状 、 起爆 方 法 、 网路 连 接等 因素 ，
毕业海拉 尔煤校 ，０ １ ２０ 年阜新 矿 院进 修。现在 霍林 河煤 业
股份 公 司南露天矿 任 穿爆 部经理 。
维普资讯
・
２・ Ｏ
露天采矿技术 ２０ 年增刊 ０７
度 以及 岩体 的受力 的均衡程 度 产生 重大 的影 响 。因
此 毫秒微 差爆 破 的补 充 自由面平 行 于 台阶坡 面而 又
决定 了自由面的数 目及其相对于自由面的位置。在
炸 药量 、 深 、 径 、 孔 孔 岩性 、 抗 线等 条 件 相 同时 ， 抵 具 有一 个 水平 自由面 的被爆 岩 体 的破 碎 空 间 的形 状 ， 可 以看成是 一个 垂直 的对称 的完 整 的漏 斗 。但 事 实 上 岩体 的结构 和 内部 的节理 、裂 隙还 对爆 破 的空 间 产生 影 响 ， 很大程 度上 还取 决于 这些 因素 。 因为这些 节理 、 隙 、 裂 岩体 结构 不仅 控制 着岩体 的力 学性质 而 且还 控制着 岩体 的破 坏形式 。也 就说 岩体 的破 坏 范
宽孔距、小抵抗线微差控制爆破技术应用
宽孔距、小抵抗线微差控制爆破技术应用摘要：本文简述了露天矿爆破时影响爆破效果的因素，提出了提高爆破质量的一些常用方法。
其中采用合理的爆破参数，爆破方法等对于提高爆破质量具有重要作用，进而提高其他采掘设备，运输设备的效率。
关键词：宽孔距；爆破质量引言弓长岭露天铁矿是目前弓长岭地区最大的露天矿，弓长岭露天铁矿是国内著名的大型露天铁矿，隶属于鞍钢集团矿业公司弓长岭矿业公司，矿区占地面积1446.78万平方米，包括独木、大砬子、何家3个采区，主要产品为铁矿石。
矿区西南距鞍山市69公里，西北距辽市39公里，矿区毗邻本辽辽高速公路，有专用宽轨铁路与辽溪线相接。
宽孔距、小抵抗线爆破是在保持炮孔负担面积不变的前提下，加大孔距、减少抵抗线，即增大密集系数的一种爆破技术。
该项技术无论在改善爆破质量，还是降低单耗、增大延米爆破量方面都表现出巨大的潜力。
该技术在弓长岭露天铁矿爆破生产实践应用中取得了良好的效果，块度均匀，根底率降低，取得了明显的综合经济效益。
一、宽孔距爆破机理（1）增大爆破漏斗角，形成弧形自由面，为岩石受拉伸破坏创造了有利条件。
在炮孔负担面积不变的情况下，减小最小抵抗线，则爆破漏斗角随之增大。
由于每个爆破漏斗增大，就为了后排孔爆破创造了一个弧形且含有微裂隙的自由面。
实验表明：弧形自由面比平面自由面的反射拉伸应力作用范围大，有利于促进爆破漏斗边缘径向裂隙的扩展，破碎效果好。
（2）防止爆炸气体过早泄出，提高了炸药能量利用率。
由于孔距增大，爆炸气体不至由于相邻炮孔之间的裂隙过早地贯通而逸散，提高了炸药能量利用率。
（3）炮孔间应力叠加作用减弱，使单孔的径向裂隙、环装裂隙得到充分发育，有利于改善岩石的破碎质量。
[1]（4）增强辅助破碎作用。
由于抵抗线减小，弧形自由面的存在，既可使拉伸碎片获得较大的抛掷作用，又可延缓爆炸气体过早逸散的时间，使其有较大的能量推移破碎的岩体，有利于岩块的相互碰撞，增强了辅助的破碎作用。
露天矿山中深孔微差松动爆破方法的应用
３ 露天矿 山中深孔 微差 松动 爆破 方法 的应用
３ ． １ 陇 邦 露 天 矿 山 的 地质 概 况
陇邦灰岩矿区位于 田阳县方位 ２ ５ ５ ￣ 直 距约 １ ４ ｋ ｍ。行政 区隶属那坡 镇管辖 ， 属于中型露天矿 山。 本矿床矿石类型简单， 自然类 型为粉 泥晶灰 岩， 工业类型为水泥用 灰岩矿 。矿区地层呈单斜层状产 出， 产状较稳定 ， ０ ～ ３ ３ ￣ ２ ２ ～ ３ ０ ｏ ， 未见 明显的褶皱 、 断裂 构造， 节理裂隙发育程 度较低 ， 以
降低 每刀的出煤量 。因此 ， 煤层 开采截 深的选 择， 需根据 煤层 工作面的实 际情 况 而 定 。
３ ． ４ 合理选用合适的回采工艺
在薄煤层 中的回采 工艺， 指的是采煤机 的结尾或开始 的部 分割 三角 煤 的斜侧 进刀 ， 然后 自煤层 开始 逐渐 的向煤 层 的结尾 处切割煤 层 ， 之 后 根据采煤 机的移动 ， 调整移 动架子 ， 随后顺序 的进 行推溜子 ， 让采煤机 再 参考文献 次 自煤层 结 尾 或 开 始 部 分 割三 角 煤 的 斜 切 进 刀 ， 并 按 照 这 样 的顺 序 往 复 ［ １ ］ 胡 宝 山． 薄煤层 开采技术的分 析与应用ｌ Ｊ １ ． 煤炭科 技 ， ２ ０ １ ３ ， ３ （ ２ ） ： ３ ９ １ ～ ３ ９２ ． 循环１ ５ １ 。 ２ ］ 李华 炜， 师皓宇． 薄 煤层无人工作面机 械化开采技术 分析与 实践『 Ｊ １ ． 中 尽 管 应 用 回 采 工 艺 能够 有 效 的 增 加 煤 矿 产 量 ， 但 还 需 注 意 回采 工 艺 ［ ２ ０ １ ０ ， ２ （ ６ ） ： ２ ８ ３ ～ ２ ８ ４ ． 的科 学合理 的选择 。若 是开采煤层 的厚度 不足 １ ｍ， 因为顶底板不平整 ， 国安全 生产科 学技术 ， ３ ］ 罗 辉． 综合机 械化薄 煤层开采技 术在土城矿 的研究 与应用ｌ Ｊ １ ． 中华 民 并且 总体 高度不够 ｌ ｍ， 从而支架 的顶梁会存在一定 的浮 煤， 若是造成 高 ［ ２ ０ １ ２ ， ３（ ５ ） ： ８ ３ ４ ～ ８ ３ ５ ． 压胶 管或主控 阀的损坏 ， 对其进行 更换将会十 分的 困难 ， 因此 不能采用 居 ， 回采 工艺 。回采 工艺能够极大 的提升煤炭 的回收率 ， 同时促使薄煤层 的 ［ ４ ］ 李光 汉， 陈士强． 薄 煤层工作面综合机械 化开采 的研 究与应用 科技 ２ ０ １ １ ， １ （ １ ６ ） ： １ ８ ７ ～ １ ８ ８ ． 开采 率提升 ， 并且有效 的降低开采 人员 的工作 强度 ， 从 而有效 的降低 生 与 企业 ， ５ ］ 王崇刚． 浅谈薄煤层综合机械化开采工作面 的“ 三机 ” 配套ｌ Ｊ １ ＿ 中国科技 产成 本， 另外 也有效 的减 少开采人 员往返作业 的次数 ， 因此应注 意回采 【 财富， ２ ０ １ ２ ， ７ （ 】 ６ ） ： ３ ９ １ ～ ３ ９ ２ 工艺 的科学应用 。
微差爆破在露天转井下工程中的应用
此， 对爆破质量及爆破震动要求很高， 为保证爆破效 果 ， 取 以下措 施 。 采 （） １ 确定 合理 的孔 深 。５ ０ ５ ８ｍ水平 之间 矿石 ８— ６ 采用牙轮钻穿孔爆破 ，为保证爆破质量及降低对
作者 简介 ： 家国 （ ９．一 ， ， 矿工程师 ，９ ２年 毕 许 １６ ）男 采 ２ １８
有效 的解决 方法 。 － ２ 露 天井下 工程 的 方案及 实施 ２１ 取 消５ ８ｍ水 平 回采巷 道 ． ６
取 消 ５ ８ｍ水 平 巷 道 后 ， 由 Ｙ 一 ５牙 轮 钻 在 ６ Ｚ３ ５０ ８ 平进 行 穿孔 爆破 ， 深 １ 采用 非 电导 爆 ｍ水 孔 ２ｍ，
管系统 ， 实施 微差 挤压 爆破 ， 缩短 了露 天转 井下 的 既 工期 ， 又降低 了成 本 。 ５６ｍ水 平利 用 Ｙ Ｚ ９ 在 ５ Ｇ 一０凿
１ 概 况
文献标识码 ： Ｂ
文章编 号： ６ １—９ １ ２ ０ ０ １７ ８ ６（ ０ ７） ６— ０ １ —０ ０４ ２ 巷 道还 未施 工 ， 使转 井下 工程 接续司露天 矿北 露 天采 场始 建 于 １７ ９ ４年 ，设 计 生 产 能力 ５ Ｏ万 ｔ ，于 ２ ０ ， ａ ０ ２年 闭
业于本 溪钢铁 学校 露 天开采 专业 ，９ １年毕 业于 昆明工 学 １９
５６ ５ ｍ水平巷道的破坏作用 ，根据 Ｙ 一５ Ｚ ３ 牙轮钻与 ＹＧ 一０凿 岩 机 的技 术 性 能及 矿 石 硬度 ，确定 牙 轮 Ｚ９
钻 穿 孔 孔 深 为 １ ５ ８ ５ ６ｍ 水 平 之 间 矿 石 在 ２ｍ，６ — ５
出现 问题 ， 为尽快 完成 转井 下工 程及产 量 接续 ， 取 拟 消 ５８ ６ｍ水 平所 有 巷道 ，其 上部 矿 石 由 Ｙ 一 ５牙轮 Ｚ３
露天矿山微差控制爆破技术及运用实践分析
露天矿山微差控制爆破技术及运用实践分析作者：蒋珊来源：《建筑与装饰》2018年第08期摘要爆破施工是露天采矿的重要内容，其施工质量直接影响整个施工的进程。
加强对微差控制爆破技术的分析，了解施工要点，加强对各种因素的分析，可以在实践中有效的排出各种不良因素的影响，进而在根本上改进爆破效果，为露天矿山工作的开展奠定基础。
对此，文章主要对露天矿山微差控制爆破技术及运用实践进行了简单的探究分析。
关键词露天矿山；微差控制爆破技术；运用实践在露天采矿的发展过程中，微差爆破技术得到了有效的完善，应用微差控制爆破技术可以在根本上提升施工质量与效果。
加强对微差控制爆破技术的应用要点分析，可以为完善技术，提升施工质量提供支持，对此，必须要加强对露天矿山微差控制爆破技术及运用实践的研究分析，了解微差控制爆破技术优势特征以及各种因素，有效应用。
1 微差爆破方法的优点微差控制爆破技术在露天矿山中应用，在相同的凿岩状况之下，且爆破炮确定的基础之下，通过此种技术开展作业，可以提升施工质量，降低安全风险问题。
在现阶段的发展中深孔微差控制爆破技术应用范围广泛，在施工过程中具有较为显著的优势。
第一，微差控制爆破技术在实践中一次爆破量相对较大，可以提供大量的采掘矿石作为采掘设备的备量；第二，在微差控制爆破技术应用中，其不会耗费大量炸药，且爆破次数相对较少，避炮的次数也相对较少，在实践中可以有效提升劳动生产效率与质量；第三，在微差控制爆破技术应用中可以集中管理，具有良好的安全性。
第四，在实践中应用微差控制爆破技术可以缩短工期，工程速度相对较快，也可以提升管理以及采掘的效率与质量；第五，在进行露天作业过程中，微差控制爆破技术对开采边坡的影响相对较小，可以降低不良影响，提升爆破质量[1]。
2 露天采矿深孔微差爆破技术要点2.1 深孔微差爆破的作用机理在露天矿上中应用微差控制爆破技术，因为其临近的深孔起爆间隔时间相对较短。
而在整个爆破过程中会受到各种复杂因素的影响，其相互作用力关系复杂。
露天矿深孔台阶爆破逐孔起爆延期时间的选取研究
露天矿深孔台阶爆破逐孔起爆延期时间的选取研究为研究延期时间选取对于露天矿深孔台阶爆破效果以及爆破振动影响,本文首先阐述了露天微差爆破合理延期时间选取的影响因素,在分析国内外关于最佳延期时间选取的研究基础上,总结主要存在的几大理论假说以及相关的理论计算和半经验数学模型,探析不同假说侧重的不同影响因素以及各影响因素作用机理,并对几种假说试用条件和优缺点进行分析。
在总结分析国内外相关研究基础上,本文研究的理论部分以岩石破碎机理理论出发将冲击波和爆轰气体能量综合作用方式作为研究载体,整个过程结合岩体破碎理论、波动学理论、热力学理论以及断裂力学理论,推导出了冲击波和爆轰气体作用下的运动方程、动力学方程、破坏范围、作用时间和传播速度的数学公式。
借助于本文推导出的相关物理参数和数学方程对哈努卡耶夫提出的延时控制半经验公式进行修正,最终给出了微差爆破延期时间选取的理论模型。
同时在某露天矿进行不同段别高精度澳瑞凯雷管组合的微差爆破实验,爆后效果显示此次露天矿不同延期时间爆破试验最佳延期时间为25ms;而将该爆破区域地质条件的力学参数代入本文构建的最佳延期理论模型得出延期时间为24ms左右,以此证明该理论模型与本次露天矿爆破实验取得的最佳延期时间结论较为吻合。
为了探究不同延期时间对爆破振动的影响,在现场试验的同时通过振动波传播规律研究微差爆破延时控制,试爆过程对振动波进行测振。
基于振动波函数优化理论基础,对实测数据和波状谱处理分析,总结出不同微差时间下振动波传播规律以及速度峰值、主频、频带能量、总能量等变化特征;根据该特征发现振动波速度图谱和该速度积分所得位移图谱中两者最大值对应时间点相同。
依据此速度峰值-振动位移分布特征,对某实测简单振动波进行Gaussian多峰拟合,结果表明此次爆区试验测得振动波波段能量最大化时间点为t=60ms左右,爆破振动最小时间点为t=25ms左右。
最后在结合现场试验的同时,本文运用动力有限元软件LS-DYNA进行台阶微差爆破延时控制数值模拟。
微差爆破
微差爆破微差爆破又叫毫秒爆破，是随着毫秒延期雷管的出现和应用而发展起来的控制爆破技术。
它是一种延期爆破，延期间隔时间是几毫秒到几十毫秒。
由于前后相邻段药包爆炸时间间隔极短；致使各药包造成的能量场相互发生影响而产生一系列良好的效果。
一、微差爆破的优点：(1)可使爆破地震效应和空气冲击波以及飞石作用降低；(2)可增大一次爆破量而减少爆破次数和提高大型设备的利用率；(3)爆下的矿岩块度均匀大块率低(4)爆堆比较集中有利于提高铲装生产率。
因此；目前国内外露天台阶爆破和地下深孔崩矿工作中；广泛采用微差爆破。
二、微差爆破的作用原理：1.自由面和最小抵抗线原理与岩石相互碰撞作用第一，第二炮（后爆药包）立即起爆，充分利用第一炮（先爆），所形成的裂隙或破裂漏斗构成的新自由面，（自由面扩大、自由面数增多），有利于后炮的应力波的反射拉伸作用来破碎岩体；第二，由于最小抵抗线方向的改变，使分离的岩块在运动中剧烈碰撞的机会增多，岩块继续破碎。
2.爆轰气体的预应力作用先爆药包的爆轰气体使岩体处于准静压应力状态，并对应力波所形成的裂隙起着膨胀和楔子作用。
后爆药包起爆，利用了岩体内较大的预应力场以及爆轰气体尚未消失前（裂隙尚未达到自由面），在岩体内产生的准静压应力场，来加强对岩石的破碎作用。
3.应力波的叠加作用先爆药包在岩体内形成应力场，叠加。
有利于岩石的破碎在其应力作用尚未消失之前，第二炮立即起爆，造成应力波。
而且，在先爆药包的应力场作用下岩体内原生裂隙及孔隙缩小，密度增大，加快应力波的传播速度，既使岩石质点速度增加，又导致岩石处于应力状态的时间增长。
应力波的相互作用加剧，减少了不可逆的能量损失，从而改善了爆破效果。
4.地震波主震相的错开和地震波的干扰作用合理的微差间隔时间，使先后起爆所产生的地震能量在时间上和空间上错开，特别是错开地震波的主震相，从而大大降低了地震效应。
总的说来，微差爆破比普通爆破可降震30%~70%。
根据对微差爆破所作的地震观测资料可以判明，其地震效应比一般爆破时大约可降低l/3~2/3。
微差爆破
微差爆破微差爆破也叫微差控制爆破，是指在爆破施工中采用一种特制的毫秒延期雷管，以毫秒级时差顺序起爆各个（组）药包的爆破技术。
其原理是把普通齐发爆破的总炸药能量分割为多数较小的能量，采取合理的装药结构，最佳的微差间隔时间和起爆顺序，为每个药包创造多面临空条件，将齐发大量药包产生的地震波变成一长串小幅值的地震波，同时各药包产生的地震波相互干涉，从而降低地震效应，把爆破振动控制在给定水平之下。
爆破布孔和起爆顺序有成排顺序式、排内间隔式（又称V形式）、对角式、波浪式、径向式等，或由它组合变换成的其他形式，其中以对角式效果最好，成排顺序式最差。
采用对角式时，应使实际孔距与抵抗线比大于2．5以上，对软石可为6～8；相同段爆破孔数根据现场情况和一次起爆的允许炸药量而定装药结构一般采用空气间隔装药或孔底留空气柱的方式，所留空气间隔的长度通常为药柱长度的20％～35％左右。
间隔装药可用导爆索或电雷管齐发或孔内微差引爆，后者能更有效降震爆破采用毫秒延迟雷管。
最佳微差间隔时间一般取（3～6）W（W一最小抵抗线，m），刚性大的岩石取下限。
一般相邻两炮孔爆破时间间隔宜控制在20～30ms，不宜过大或过小；爆破网路宜采取可靠的导爆索与继爆管相结合的爆破网路，每孔至少一根导爆索，确保安全起爆；非电爆管网路要设复线，孔内线脚要设有保护措施，避免装填时把线脚拉断；导爆索网路联结要注意搭接长度、拐弯角度、接头方向，并捆扎牢固，不得松动。
微差爆破能有效地控制爆破冲击波、震动、噪音和飞石；操作简单、安全、迅速；可近火爆破而不造成伤害；破碎程度好，可提高爆破效率和技术经济效益。
但该网路设计较为复杂；需特殊的毫秒延期雷管及导爆材料。
微差控制爆破适用于开挖岩石地基、挖掘沟渠、拆除建筑物和基础，以及用于工程量与爆破面积较大，对截面形状、规格、减震、飞石、边坡后面有严格要求的控制爆破工程。
露天微差爆破设计
本矿山采用的是宏大BDG100高风压露天潜孔钻机，采用垂直钻孔。
布孔采用多排据距形布孔方式，并且采用逐排起爆技术。
（一）工程概况：1 矿山概况小河边铁矿是临沧矿业有限公司下属的主要矿山之一，开采方式为露天开采，采取外委方式，由南涧开启矿业有限责任公司承担露天采场内的采剥任务。
随着采剥工作的推进，需对露天采场内1760m台阶2#矿体开展爆破工作，以确保矿山露天采场正常生产。
爆破地点位于小河边铁矿露天采场2#矿体原生矿，1745m标高以上至1760m左右标高。
矿体为原生矿，该矿体围岩蚀变发育，主要有矽卡岩化、褐铁矿化、绿泥石化、硅化、黄铁矿化、大理岩化。
矿体全部裸露地表，硬度中等，f系数在8-12之间，矿石体重3.34t/m3，，松散系数为1.35。
2 大爆破设计原则及要求⑴、合理确定中深孔爆破的各项参数，保证爆破安全。
⑵、经济上合理，在保证爆破效果的前提下，尽可能做到投资少，工程量少，工程进度快，爆破成本低。
⑶、根据矿山建设和生产整体要求和地形地质条件，确定合理的爆破范围和爆破方案，不给后期工程留下隐患。
⑷、爆破的形状和分布要符合要求，降低大块率，减少边沿欠挖量，爆破区底板要平整。
⑸、在保证爆破效果的前提下，尽量方便施工。
3 爆破设计依据⑴、现场踏勘记录；⑵、小河边铁矿详查报告及矿山采掘计划；⑶、爆破安全规程（GB6722-2003）；⑷、大爆破安全规程（GB13349-92）；⑸、土石方爆破工程及验收规范（GBJ201-83）；⑹、中华人民共和国民用爆破物品管理条例；⑺、爆破作业人员安全技术考核标准。
4 开采方法小河边铁矿为山坡露天开采，矿体属中型矿体，山体较陡，自然坡度大，覆盖层较薄。
因此，该矿体适合露天开采。
开采方式采用自上而下分台阶开采。
开采工艺选用潜孔钻凿岩、中深孔爆破落矿、挖掘机装矿、汽车运输。
（二）爆破参数的确定由于本次爆破矿体特殊性，所爆矿体为2#矿体原生矿，为满足生产需求，实际钻孔深度需要达到13米，所以本次爆破的台阶高度按12米计算，超深取1米。
露天矿中深孔微差控制爆破技术的试验与生产应用
668611 9
396371 8
275801 0
爆破矿量 ( 万 t)
1551 13
1861 50
2001 89
2241 80
2401 1
大块率
4
31 2
21 4
11 5
11 0
作业人数 ( 个)
19
16
10
8
7
炸药单耗 ( kg/ t)
01 25
01 22
01 17
01 15
01 13
61
备注
28 元/ m 6 万元/ 人 # 年
Abstract: I t co mbines the test and practice of deep- hole tiny differ ence contro l blasting t echnical fo r limestone that lied in o pen quar ry w hen the w riter w or ked in Zhujiang Cement Plant for many year s. It studies blasting netw ork desig n, blast ing pr ocess contro l, blasting dir ect ion co ntr ol, ro ck move directio ns, g rain size contro l, blasting v ibratio n, r oo t and solid wa ll conditions, blasting piles relax situat ion and sha pe thr ough computer simulating blasting test in order to come tr ue the technical called / blasting fr om one ho le to ano ther0, impro ve the blasting results. M o dify the old blasting parameter and co nt rol t he key technical of o pen quarr y and o pt imize the blasting parameter of open quar ry . T o come true the minimum cost, but max -i mum benefits, r educe quarr y integ ration co st, make use of national quar ry resource fully and in r easo n.
露天矿山微差控制爆破技术的影响因素
露天矿山微差控制爆破技术的影响因素摘要：研究了露天矿微差控制爆破控制技术的影响因素。
通过生产试验，能有效提高爆破效果，降低矿山综合成本，改善爆破效果。
本文就此展开了深入研究，可供同类矿山参考。
关键词：露天矿山；控制爆破；影响因素前言微差爆破又称毫秒爆破。
微差爆破是一种延期爆破，即相邻药包以极短的毫秒级时间间隔顺序起爆，使各药包造成能量场相互影响而产生一系列良好的爆破效果。
其作用主要包括应力波迭加作用、增加自由面作用、岩石相互碰撞作用和减少爆破地震作用。
由于在爆破效果上的巨大优势，微差爆破技术在爆破领域得到了广泛应用。
1微差爆破技术的原理分析微差爆破技术能够自我产生辅助自由面，同时会在露天矿中产生附加自由面以及一定宽度的裂缝，上述自由面和裂缝为以后的爆破工作提供了便利，只有选择合适的爆破参数，能够减小爆破时的抛掷距离以及产生的爆破宽度。
在爆破过程中产生的应力波之间会相互干扰，同时产生相互作用的剩余应力，先将露天矿中的小药量起爆后，压缩波自由面反射形成拉伸波，然后引爆大药量炸药，这样不仅能够降低爆炸产生的应力，还能够增大无应力区的拉应力，显著的岩石破碎率。
微差爆破技术还能够降低爆破震动波强度，合理的选择时差，能够降低震动波对爆破的干扰，爆破工作面的震动也降低，显著的提高稳定性和安全性。
在进行实际爆破工作时，应该参考岩层倾斜方向，合理的微差爆破可进一步降低炸药单位消耗量，增加岩石开挖量。
合理的控制微差爆破技术各项技巧，能够有效的减少爆破员在布满烟尘环境中的工作时间，降低工人的劳动强度，同时提高岩石利用率。
2露天矿山微差控制爆破技术的影响因素2.1确定炮孔超深值hc炮孔超深hc是露天矿爆破中一个特别重要的组成部分，指钻机钻孔超过台阶段高的那一小段孔深，超深的目的是为了降低装药中心位置，以有效地克服底盘抵抗线的阻力消除拉底。
超深孔深不足会产生根底、抬高平盘标高，影响装运效率，过大的超深则会增加钻机穿孔量，浪费炸药和设备效率，爆破后还会对下一个台阶水平造成破坏，给下一台阶穿孔工作带来困难，并且会加大爆破地震波强度。
关于影响露天矿山中微差爆破技术的要点
关于影响露天矿山中微差爆破技术的要点1 微差爆破的实验原理微差爆破，又名毫秒延时爆破，以毫秒为单位的时间间隔控制药包爆炸的先后次序。
这种因为时间差的爆破，创造附加的自由面，增强其辅助功能；爆炸的应力波，相互影响，开采的石块大小相近，两个波源的相互作用，减弱对工作平面的震动，降低破坏，利于维护。
2 矿石特点对爆破效果的作用差异的地质环境形成不同的岩石结构，具有不同的特点。
矿石爆破就会对不一样的矿石产生的效果不同。
岩石爆破性，是特定岩石在外在爆炸中的表现能力。
是岩石固有的物理力学特征，炸药的化学反应和爆破技术的整体作用效果反应。
它是岩石特有的内在的本身属性，是岩石多属性的整合体、表现为岩石在爆炸中抵抗能力，并决定爆破的成效。
2.1 矿石组成部分、晶体的内聚力和缝隙对爆破的影响矿石都是由固体颗粒形成，颗粒之间存在缝隙。
一旦矿石受到高温高压高冲击的时候，矿石的物理形态和内部颗粒排列发生改变，也就是矿石特点的改变。
通常来说小颗粒大密度的矿物，形成的矿石硬度大，比较坚韧，其爆破性越差，也会耗费药包。
当岩石密度变大，岩石硬度和爆破的抵抗作用就变大，爆碎以及抛移同一批的矿石，所需要的能量会更多。
而沉积岩相对于一般矿石有所不同，不仅受到矿物的组成部分影响，更多的与胶结物，以及颗粒体积有关。
胶结成分的性质则影响着矿石的可爆破性。
比如，在沉积岩的胶结成分含有硅质，比含有铁氧化物，碳酸钙，常见黏土的岩石，其爆破性更差，矿石结构更稳固，更不容易被开采。
当然这也与胶结物的含量有关，含量高的铁氧化物有可能会比低含量的硅质更难爆破。
另外，矿石也是经过时间积累和自然力量的改变，岩石会风化，变质，结构更紧密，硬度更强，这样的矿石同样不易被爆破。
从矿石的各个成分来说，每种成分具有不同的结晶骨架，而成分之间的排列结构，整体对外表现。
化学性质稳定的成分，其分子内在聚力比较强。
晶体分子相互的内聚力，结构排布和晶体性质的不足，决定了矿石的硬度。
露天矿山台阶爆破合理微差时间优选及应用
露天矿山台阶爆破合理微差时间优选及应用
黄雪峰;储亚坤;杨赛群;李洪伟;梁昊
【期刊名称】《煤矿爆破》
【年(卷),期】2024(42)1
【摘要】为了降低露天台阶爆破后的岩石块度,减少二次破碎成本,根据杨家岭矿山的实际地质情况建立有限元模型,研究了微差时间对岩石损伤程度的影响,分析了关键测点随延期时间变化的规律,最后开展现场试验并利用块度分析软件WipFrag4.0对爆后岩石进行块度分析。
结果表明:随着微差时间的增加,岩石的损伤程度先增加后减小,在孔间、排间微差时间分别为40、70 ms时,岩石的损伤程度达到最大;通过在现场开展爆破试验发现,在孔间延期时间为35、40 ms,排间延期时间为65、70 ms时,块度主要集中在10 cm处,块度大于31.6 cm的占比分别为21.26%、23.19%,明显小于其他方案;分析后发现爆后块度分布规律与数值模拟得到的岩石损伤程度变化规律具有较好一致性,验证了数值模拟的准确性;通过数值模拟岩石损伤程度的量化与现场爆破试验相结合,为后续研究岩石损伤提供新思路。
【总页数】6页(P15-20)
【作者】黄雪峰;储亚坤;杨赛群;李洪伟;梁昊
【作者单位】安徽雷鸣爆破工程有限责任公司;安徽理工大学化工与爆破学院;安徽江南爆破工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD235
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露天矿线路工程第4章爆破作用原理
1.5
Ⅶ
软弱
致密黏土、较弱的烟煤、坚固的冲积层、黏土质土壤
Ⅶ*
软弱
轻砂质黏土、黄土、砾石
Ⅷ
土质岩石 腐殖土、泥煤、轻砂质土壤、湿砂
Ⅸ 松散性岩石 砂、山麓堆积、细砾石、松土、采下的煤
Ⅹ 流砂性岩石 流沙、沼泽土壤、含水黄土及其他含水土壤
1 0.8 0.6 0.5 0.3
12
7
(一)爆破漏斗的几何要素 R：爆破作用半径；
R W 2 r2 W 1 ( r )2 W 1 n2 W
式中：n —爆破作用指数, n r ;
r —爆破漏斗半径； W
W —最小抵抗线； P—爆破漏斗可见深度。
8
1 松动爆破漏斗(n<0.75) ——碎石堆在原处(电铲原地采装)； 2 减弱抛掷爆破漏斗(0.75<n<1) —— 降段； 3 标准抛掷爆破漏斗(n=1) ——埋沟 ； 4 加强抛掷漏斗(n>1)——平山头 。
波作用造成；
塑性岩石(石灰岩、砂岩等),爆炸破坏作用主要是爆生气体膨胀
作用造成。
6
第四节 爆破漏斗
露天矿爆破工程都是在有自由面条件下进行的。炸药爆炸 后形成三个破碎区、裂隙区、片落区。
如果药包埋置离自由面较近，则药包与自由面之间的岩石 会破碎脱离岩体，最后形成爆破漏斗。 ① 松动漏斗：漏斗内破碎的岩石只向上隆起； ② 抛掷漏斗：部分破碎岩石抛出漏斗外。
3
二、岩石在不同应变率作用下的应力应变
应变率(ε)：岩石在外载作用下的变形速度。 应变率不同，岩石的应力-应变关系不同。
1 低变形率(ε)时的岩石力学特性
四个阶段：
① OA阶段,裂隙密合阶段,原生裂隙
(应力)
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露天矿微差爆破的机理及微差时间的选取段海峰 侯运炳(中国矿业大学(北京校区)资源与安全工程学院) 摘 要:通过对爆破后冲的观察和进行后排孔不装药以及后排雷管跳段使用等的试验,提出了爆破机理的推墙假说和回弹假说,并依此解释微差爆破的机理。
推墙假说认为微差爆破就是把一堵厚的岩墙分成几堵薄墙,然后分别破碎。
回弹假说把补偿空间看作确定微差时间的基本要素,同时认为合理的微差间隔时间应在回弹期内(前后两排孔可以合力向前冲),所以合理的微差时间应大于前排孔产生足够补偿空间的时间,而小于前排孔回弹结束时间,本文还介绍了一种简单适用的确定排间微差间隔的方法。
关键词:微差爆破 爆破机理 微差时间 推墙和回弹假说段海峰 高级工程级 在读博士 北京 100083 关于微差爆破的原理,国内外许多学者已做了大量的研究,提出了很多假说,但目前还难以用一种完整的论点加以概括,其中比较有代表性的有:应力波相互干涉假说、自由面假说、剩余应力假说和岩块碰撞假说等[1]。
本文根据现场多年的实际工作经验,提出了爆破机理的推墙假说和回弹假说,并依此假说来确定合理的微差时间。
1 推墙假说与回弹假说111 推墙假说图1 柱状药包的自由面示意图 当如图1所示的临空面存在时,单排孔齐发爆破后,岩石因受力不同应该沿炮孔连心面分为两部分,如图2所示,炮孔连心面与临空面之间的岩石由于受到推力作用朝前移动,称为主动位移区,其移动方式如同众人合推一堵墙,固称推墙假说。
推墙假说认为:爆炸能总是朝弱面释放,自由面起到弱面的作用,使应力朝此集中;足够的补偿空间是主动位移区朝前移动的前提,没有足够的空间,即使有自由面,当岩石受到阻碍后,炸药能量也会向上和向后释放,使爆堆隆起,后冲加大,影响岩石破碎效果;两孔之间的贯穿是推墙效应的结果,条件是岩石介质具有一定的传递力的能力,否则爆炸力难以传递到两孔中间;另外,如果岩墙太厚,则难以倾覆,岩墙太薄,炸药能量在最薄弱处释放,如同墙被推个豁子,其它部位得不到破坏;多排孔微差爆破就是把一堵厚墙分成几堵薄墙,然后分别推倒。
图2 孔间应力分析图112 回弹假说 炮孔连心面后面的岩石,由于相邻的是无限长的岩体,只有上部一个自由面,受到爆炸力的挤压作用后,炸药能量除部分向上释放外,其余部分则作用于后面的岩体,产生压裂破碎。
由于炸药能量总是朝弱面释放,所以分配到后部岩石的能量只占爆炸传递给岩石全部能量的一小部分,加之岩石的抗压强度远大于岩石的抗拉强度,所以这种压裂破碎作用区域很小,不超过两倍的粉碎区。
实际上,爆破后冲很大,一般为5～7m ,且后冲也有朝前的位移,这主要是在主动位移区的岩石前移腾出空间后,回弹位移区的高压破碎岩石朝低压区移动,以及岩石受压产生的弹性变形能在有足够的补偿空间后朝前释放的结果。
有两个事实可以证明回弹位移区的存在。
观察爆破后冲的纹理,其作用方向是朝前的;绝大多数爆区的爆堆不高于原有台阶,如果岩石没有朝前移动,碎涨后增加的体积势必向上隆起,而使所有的已爆区均高于原岩,这与事实不符。
另外,如果在后冲线附近穿一排孔,但不装药,爆破后,岩墙会 第55卷 第6期有色金属(矿山部分)2003年11月 沿炮孔连心面断开,在原岩壁上留下半壁孔,这只能是拉伸而不可能是压力作用的结果。
这就是岩石爆破的回弹假说,用它来解释光面爆破的机理更符合事实。
2 推墙假说和回弹假说对微差爆破机理的解释 推墙假说认为,微差爆破是把一堵厚墙分成几堵薄墙,然后分别加以破碎。
关于岩墙的切分,如图3所示,最好是采用三角形布孔,排间起爆,炮孔连心面与台阶坡面平行,厚度为主动位移区和回弹位移区之和。
三角形布孔使炸药能量分布均匀,排间起爆达到合推的效果;炮孔连心面平行于台阶坡面,便于使前排孔为后排孔提供补偿空间。
图3 微差爆破孔网布置示意图 推墙假说的3个基本因素是:临空自由面、补偿空间以及合推效应。
孔间微差爆破破坏了合推效应,虽然能控制前冲,但整体爆破效果并不好;波浪型起爆,增加了临空自由面的面积,有利于应力的叠加,强化了岩块间的相互碰撞,这些都符合自由面假说、剩余应力假说和岩块互相碰撞假说,但忽略了补偿空间,也没有考虑到合推效应,工程实践中效果并不好。
如图4所示,采用波浪起爆,如同把一堵厚墙分成几堵锯齿型的岩墙,且移动方向各异,除前排孔外,其它各排均没有足够的补偿空间。
实践证明,波浪型起爆除控制前冲外,其它指标均不如排间起爆。
图4 波浪型起爆布孔方式 两孔贯穿是推墙效应的结果。
影响两孔贯穿的因素有,岩石性质,岩墙厚度(排间距),岩墙是否均匀,施力是否均衡以及微差时间等。
岩石塑性过强,传递力的能力差,影响两孔贯穿,破坏和推效果;岩墙薄厚不均,施力不均衡,爆炸能从弱处释放,也破坏和推效应。
两孔间的应力降低则是离爆炸中心较远的缘故,三角形布孔刚好弥补这一损失。
3 排间微差时间的选取311 推墙与回弹假说对微差时间的确定 要确定合理的微差时间,首先要分析两排孔分别爆炸后,其间岩石的应力、应变及运动状态。
按照推墙与回弹假说,这部分岩石可以分为两部分,第一部分作为前排孔的回弹位移区,第二部分作为后排孔的主动位移区,两部分没有明显的界限。
回弹位移区的岩石运动有两个过程,前期是碎涨期,岩石受压应力,朝上部及后排孔方向移动;后期是回弹期。
如果按残余应力及碰撞假说,后排孔起爆应在压应力消除之前。
推墙及回弹假说认为,微差爆破应以提供新的自由面及足够的补偿空间为根本,所以,后排孔最好在回弹位移区的回弹期内起爆,从而使二者合力向前,确保为第三排孔提供充足的补偿空间。
否则当前排孔回弹效应消失后,停止朝前运动的岩渣成为后排孔朝前运动的阻碍,使第二排孔在小补偿空间下爆破。
所以,微差时间要小于回弹期,即,t <t 1,其中:t 为合理的微差时间;t 1为回弹结束时间。
回弹时间一般很长,鉴于秒差爆破的存在,可以肯定它一般在几秒范围内。
爆破规程不允许跳段使用大段位雷管,但在实际工作中,由于某段位的雷管缺货,工程又紧,不得不跳段使用,使微差时间超过200ms ,为了不影响整个爆区的爆破质量,跳段一般选在后排孔,爆破后效果良好,后排孔塌落明显,爆堆没有隆起,没有后翻。
后来,为了改善爆破质量,对大部分爆区都采用后排孔跳段、增加排间微差时间的爆破方法,效果很好。
推墙假说的3个基本要素之一是补偿空间。
如果后排孔已经起爆,而前排孔还没有朝前足够的位移,后排孔就相当于在没有临空面条件下起爆,炸药能量朝上部自由面释放,产生冲天炮,结果是爆堆隆起,后冲加大,有后翻,当装药高度很高时,会有明显的爆破漏斗出现;排间由于推墙效应的消失,影响两孔间的贯穿,孔间易留下根底,且炸药作用到底部的能量比率明显降低,爆堆松散度差,影响采掘效率,使铲装设备易耗品增加,增加了设备故障率。
所以后排孔至少要在前排孔岩石为后排孔提供最小的补 第6期段海峰等:露天矿微差爆破的机理及微差时间的选取25偿空间后才能起爆。
即,t >t 2(后排孔需要的最小补偿空间是它所控制的体积与松散系数的乘积),其中,t 为合理的微差时间;t 2为前排孔产生足够补偿空间的时间。
由此,合理的微差时间应是t 1>t <t 2,即,t 大于前排孔产生足够补偿空间的时间,小于后排孔回弹结束时间。
t 1和t 2可以在实验室取得,但需要很精密的仪器,下面介绍一种在工程实践中粗略地计算微差时间的方法。
312 用平抛模型计算合理的微差时间 岩石只有产生位移之后,才会为后续的爆炸提供补偿空间。
爆炸中,岩石做抛物运动,且岩石移动的初始速度越大,在固定时间内,所提供的空间也就越大。
不妨把岩石位移看作一种平抛运动,其运动的距离S 和岩石初始速度成正比,即s =kv ,其中k =2h 1g ,h 1为装药高度;g 为重力加速度。
图5 平抛模型示意图 下面给出平抛模型排间微差时间的推导公式。
如图5所示,该模型是在推墙假说的基础上建立起来的。
依此观点,前排孔前移的最小空间V 1应不小于后排孔碎涨后的空间V 2,即ν1=ν2,其中,ν1=havb ,ν2=hab ρ,令ν1=ν2可以解方程得到微差时间t 。
其中岩石的初始平移速度v 是最关键的参数,在前冲s 已知的情况下,可以用以下公式计算该值,对于平抛模型有: t =1000b (ρ-1)2h i /g s(1)式中,t —排间微差时间;b —排间距;ρ—爆堆松散系数;h 1—底板上装药高度;h 2—岩石抛起高度;g —重力加速度;s —前冲距离。
公式(1)给出的微差时间只是它的最小值t 1,考虑到回弹位移的产生是以补偿空间为前提的,一般而言,在有临空面的情况下,后冲的体积占前冲体积的1/3～1/5,这里定义为后冲体积系数η,所以平抛模型最大的微差时间应是, t 1=1000b (1+η)(ρ-1)2h1/gs(2)313 平抛模型微差时间计算公式的验证 表1是公式(2)在不同参数下的计算值。
表1各种参数下的微差时间计算值装药高度(m )前冲(m )松散系数微差时间(ms )装药高度(m )前冲(m )松散系数微差时间(ms )71011212092511254715112801025112577201126072511124725112507251124873011240725113725251124072511496625112447251151207251125072511614482511251725117168 可以看出,计算结果还是很贴近于实际的。
4 结语 (1)以推墙假说和回弹假说解释微差爆破的机理,认为微差爆破就是把一堵厚的岩墙分成几个较薄的岩墙,然后分别破碎。
(2)推墙假说认为微差爆破的3个基本前提是:临空自由面、补偿空间以及和推效应。
(3)推墙假说与回弹假说把两排孔间的岩石分为前排孔的回弹位移区和后排孔的主动位移区,两者间没有明显的界限;回弹位移区岩石的破碎过程又分为粉碎期和回弹期。
回弹假说把补偿空间看作基本要素,认为合理的微差间隔时间应在回弹期内,这是一段时间,而不是一个时刻。
(4)平抛模型对微差时间的计算以最小补偿空间为基本原则,认为岩石移动的初速度的大小决定了微差时间的大小。
参考文献1 朱忠节,何广沂1岩石爆破新技术[M ]1北京:中国铁道出版社,212～2162 税承慧,杨明春1露天靠帮爆破中光面爆破可靠性分析[J ]1中国矿业,20013 王前裕,谢圣权1线型聚能切割器在岩石预裂成缝中的应用[J ]1中国矿业,2001(3)4 杨善元1岩石爆破动力学基础[M ]1北京:煤炭工业出版社,137～138□26 有色金属(矿山部分)第55卷 。