预裂爆破参数的选择与改进

预裂爆破参数的选择与改进

刘文华　王自力　顾文彬

(南京工程兵工程学院　南京　210007)

摘　要　介绍了预裂爆破技术参数的选择、计算方法及其改进措施,取得了较好的爆破效果,检验了所取预裂爆破主要参数的合理性,为今后大面积预裂爆破提供了参数依据。

关键词　预裂爆破　参数选取　装药结构

1　前言

预裂爆破是在光面爆破基础上发展起来的一项控制爆破技术,自发明至今已有四十多年的历史。它作为保护设计介质面的技术,在实践中日趋完善,目前已广泛应用于露天矿边坡、水利电力、交通运输、旧建筑物基础拆除、船坞码头等工程之中来提高保留区壁面的稳定性。在工程实践中,为了获得符合要求的预裂壁面,应通过计算分析,确定预裂爆破的主要参数。本文介绍了预裂爆破的几次实验情况,目的是检验所取预裂爆破主要参数的合理性,为今后大面积预裂爆破提供参数依据。

2　第一次爆破情况

2.1　预裂爆破预裂孔参数

2.1.1　钻孔直径D

按工程所具备的钻孔机械设备确定,钻孔机械为Y Q—150型潜孔机钻孔,钻孔直径为D=150mm。2.1.2　炮孔间距a

炮孔间距a根据瑞典古斯塔夫经验公式E=a/D =7.8～12.5确定(E为钻孔间距系数),a=D×E

=(7.8～12.5)D,取a=8D=0.8m。

2.1.3　不偶合系数n

为使炸药在炮孔内均匀分布,采用分段间隔不偶合装药,综合多种因素确定预裂装药药卷直径d

=57mm,则不偶合系数采用n=D/d=150/57=2.63。

2.1.4　预裂孔孔深L

为了爆破不留根底和不破坏台阶底部岩体的完整性,据实际情况初步选定孔深L=7.5m。

2.1.5　线药密度Q线

为了保证形成贯通相邻炮孔裂缝,采用经验公式:

Q线=0.36[R y]0.63a0.67kg/m

式中:a——孔裂距间距;[R y]——岩体的极限抗压强度,kg/cm2。

取[R y]=300kg/cm2,依经验公式计算得Q线= 337g/m。

2.1.6　装药结构

采用分段间隔装药,以导爆索作为起爆元件,将炸药准确地绑在既定位置。采用粗砂及钻孔钻屑堵塞,堵塞长度为l=1.0～1.5m。

2.1.7　排距B取90～110cm。

2.2　爆破效果

2.2.1　抛掷明显,爆堆分散。

2.2.2　上部(约1.5m)超爆,形成漏斗。

2.2.3　中部(2m以下)约3m厚效果很好。残孔率为25/29=86%,不平整度为5～15cm。

2.2.4　底部留有埂底:高1.5～2.0m,宽约1.0～

1.5m。底部裂缝已贯通,宽度约5mm左右。

2.3　原因分析

2.3.1　钻孔精度较高。

2.3.2　主爆孔药量偏大,预裂孔中间装药量较为合适。

2.3.3　上部出现超爆的原因为装药结构不够合理,顶部药量偏大且开挖时上部岩石破碎严重。

2.3.4　底部出现埂底,主要是底部药量偏小(裂缝太小),还可能是由于底部装药未到底部。

2.4　改进措施

2.4.1　改善预裂孔装药结构,Q线保持不变(单孔药量不变),增大底部药量,相应地减小了顶部药量。底部4卷连续装药(680g/m,中间6卷每卷间隔35cm (243g/m),顶部1m为2卷间隔50cm(170g/m)。

2.4.2　适当增大参数B(根据破坏半径确定);

主爆孔破坏半径r=(

b R m

S T

)1/A・r0.

(A=

T

2-T

,b=2-A)岩石的动态抗拉强度只有其动态抗压强度的0.1左右,故环向拉应力很容易大于岩石的动态抗拉强度极限,在岩体中产生径向裂缝。

R m=0.125・Q0・D2=0.125×0.95×36002 =1.539M Pa,A=1.5,

r=(

0.5×1.539

0.1×110

)1/1.5×64÷2=5.43m

又据经验公式r=(50～100)d(d为药卷直径)得,r =(50～100)×57=2.9～5.7m。主爆区最后一排距预

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第11卷　第5期1999年9月 西部探矿工程

　(岩土钻掘矿业工程)

提高块煤率的爆破技术

陈士海　乔卫国 赵有斌

(山东矿业学院　泰安　271019)　(莱芜张家洼铁矿　莱芜　271100)

赵武升

(兖州市杨庄煤矿　兖州　272000)

摘　要　全面总结了影响炮采工作面块煤率因素,并着重讨论了提高块煤率的爆破参数与技术。实践证明,文中所研究的爆破技术能较显著地提高块煤率,能取得较好的经济效益。

关键词　爆破　采煤　块煤率

1　概述

从近年来煤炭市场销售价格上分析,在粉煤滞销的情况下,优质块煤仍以每吨高出粉煤售价100～200元以上成为市场上的抢手货,产品供不应求。这严重影响煤矿经济效益的增加,必须下大力气提高块煤率及其产量。但目前传统的钻爆工艺,技术落后,制约了块煤产量的提高。为此从煤层的贮存条件、地质构造、爆破采煤原理上全面系统分析了影响块煤率的因素,提出了先进的爆破技术,较大幅度地改善了块煤率,增加了企业的经济效益。

2　影响炮采面块煤率的因素

2.1　煤层的强度特征

煤体的力学性质是影响块煤率的内在因素,煤体强度愈高,完整性愈好。其本身的抗压、抗拉、抗剪强度愈大,从而在同样的爆炸压力作用下,越不易破碎,也就能保持较高的爆破块度。如硬度较大的无烟煤,其爆破的块煤率较高。

裂面的距离B据瑞典古塔斯夫提出的理论应该为主爆区其它炮孔排距的一半,即B=1/2b(b为排距),据此, B=1/2×2.3=1.1～1.2m。显然,r>B。由此确定下次预裂爆破的主要参数:B=1.2m,装药量300～350g/m 装药结构;底部为连续四卷装药,中间间隔35cm,顶部两卷间隔50cm。

2.4.3　采用减震孔。

3　第二次爆破情况

3.1　炮孔间距a=0.8m,预裂孔孔深L=7.1～7.6m,堵塞长度l=1.8m,超深h=0.6m,B=1.2m,单孔药量Q=12×170g,装药结构:底部4×170g,中间6×170g (间隔35cm),上部2×170g(间隔50cm)。距预裂面最近一排主爆孔:深度7.0～7.1m,堵塞4m,间距1.3～1.4m。

3.2　爆后效果

3.2.1　表面裂缝明显,预裂面上部无超爆。

3.2.2　平整度较好±12cm。

3.2.3　大块率较低。

4　结论

经过几次实验修正,我们感觉到对预裂爆破主要参数的选择是适合的,爆破效果比较好,并得出以下结论:4.1　要保证预裂爆破的理想效果,必须依据实际现场的地质状况,施工中应仔细分析具体条件和要求,采用理论计算与实验相结合的方法确定爆破参数,并在实践中不断地改进。

4.2　要使预裂面整齐(不平整度小于15cm),必须对钻孔精度有控制要求,孔越深,偏差精度要求应越高。4.3　要取得较高的残留孔率,孔壁表面不产生严重裂缝,采用不偶合装药结构的气垫控制是一种较好的方法,同时施工工艺的改善也是十分重要的。

4.4　不偶合系数是预裂孔的一个重要参数,适当增加不偶合系数是实现预裂爆破的基本条件,适当的不偶合系数可取2～5。

4.5　装药结构对爆破效果影响特别大,鉴于孔上部靠近自由面,为使岩石预裂爆破不产生漏斗,故孔口以下一定深度的线密度应适当减小,甚至可以不装药。而对于底部由于受夹制作用,为使预裂缝达到设计深度,底部的线装药密度应该适当增加,可增加2～3倍。

参考文献

1　陈华腾.爆破计算手册.辽宁科学技术出版社,1991.9

2　黄绍钧.工程爆破设计.兵器工业出版社,1996.8

3　陶颂霖.凿岩爆破.冶金工业出版社,1986.4

62West -China Ex plo rat ion Engineering

V o l.11№5

Sep.1999