采用高精度雷管的微差爆破实践
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2003年 5月 21 日 ～ 2004 年 11月 26 日 , 兰尖 铁矿共在 261个爆区使用高精度雷管实施爆破 , 主 要起爆方式有深孔孔间微差 、分层孔间微差 、孔内孔 间微差爆破 , 涉及范围有清碴 、挤压 、开沟 、劈井和预 裂爆破等采场爆破的所有爆破类型[ 3 ～ 5] 。 2. 1 雷管的选取
图 1 高精度雷管逐孔起爆网络
2. 2 爆破震动 兰尖铁矿 已推广应用高精度雷管进行生产爆
破 , 在需要重点降震的部位 , 先后进行了孔间微差爆
破 、孔间微差分层爆破 、孔内孔间微差爆破 、孔间微 差预裂爆破的生产试验 。
为定量了解使用高精度雷管起爆爆区的爆破震
李山存 , 等 : 采用高精度雷 管的微差爆破实践
M ine ofM ining Com pany of Panzhihua Iron ＆ Stee l G roup, Panzh ihua, S ichuan 617025, Ch ina)
Ab strac t:The theo ry o f m illisecond de lay b lasting is introduced brie fly. T he perform ances o f high - p recision de tona to r are expatia ted, and it is compared w ith comm on de tonator in de lay tim e and erro rs o f de lay tim e. A n expe rim en ta l study on m illisecond de lay blasting both in - and - among ho le s wa s carried out in Lanjian Iron M ine. T he data from blasting v ib ra tion te st indicate tha t be tter effect of vibra tion reduc tion and high qua lity of b la sting can ach ieved w hen m illise cond delay b lasting bo th in - and - among ho les by h igh - precision detona to r in produc tion b la s-
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动情况 , 从 2004年 4月 14日开始 , 在兰山 、营盘山 采场使用成都拓普电子研究所 研制的 TOPBOX 爆 破震动测试仪进行了多个爆区的爆破震动 , 然后将 测试数据输入计算机进行处理分析 。在兰 4#、兰 5# 废石溜井及尾硐附近降震要求很高的部位采用 , 孔 内孔间微差爆破 、孔间微差分层爆破及孔间微差深 孔爆破的降震情况及孔内孔间微差爆破的降震率见 表 3。
目前露天矿在生产中使用的爆破器材多数为导 爆索和普通导爆管毫秒雷管 。 在使用过程中 , 导爆 索引爆方式引起的爆破震动和空气冲击波较大 , 爆 破后表面大块较 多 , 易出 现根底 , 整 体效果相对较 差 , 同时爆破器材成本较高 。使用普通导爆毫秒雷 管加起爆弹作为起爆手段 , 由于目前国产导爆管雷
13
325
14
350
15
375
16
400
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425
18
450
19
475
20
500
误差值 (m s)
±4 ±4 ±5 ±5 ±5 ±5 ±6 ±6 ±6 ±6
(2)起爆可靠性 。如果全部用普通毫秒延期雷 管进行孔间微差爆破 , 必须使用孔内起爆炸药的金 属雷管进行地表延期起爆 , 这种网络容易出现先爆 炮孔炸断或扯脱后爆炮孔的导爆管 , 可靠性差 , 延时 精度不够 , 且爆破施工比较复杂 。
表 1 高精度地表延期雷管标准延期时间
标准延期 误差值 时间 (m s) (m s)
9
±1
17
±1
25
±1
J型钩 颜色间 (m s)
42 65 100
误差值 (m s)
±2 ±2 ±2
J型钩 颜色
蓝色 黑色
(2)孔内延期雷管 。孔内延期雷管导爆管的外 径 3 mm , 抗拉强度 45 kg, 标准长度有 3, 5, 6, 9, 12, 15, 18, 24 m 8种 , 均为 8#加强雷管 , 能可靠地引爆 乳化炸药 、岩石炸药 、水胶炸药等具有雷管感度的炸 药 。 高精度孔内雷管毫秒延期时间及误差见表 2。 1. 2 延期时间及误差比较
高精度地表延期雷管带有专用的连接块 , 可以 将需传爆的导爆管直接镶嵌在连接块上 , 无需用黑 胶布包扎 , 该雷管的导爆管强度高 , 可以承受 45 kg 的拉力而不变形 。
由此可见 , 高精度雷管具有延期时间精度高 、起
爆可靠的优点 , 为此 , 采用高精度雷管实现孔内孔间 的微差爆破 。
2 爆破试验
(1)孔间微差爆破地表延期雷管的选取 。 根据 前面的比较和地表延期雷管情况 , 兰尖铁矿比较合 适的孔间微差间隔时间为 :潜孔钻爆区 (Υ200 mm 孔径 )17 ～ 25 m s, 可选择高精度雷管的 17 m s和 25 m s;牙轮钻爆区 (Υ250 mm 孔径 )25 ～ 42 m s, 可选择 高精度雷管的 25 m s和 42 m s。排间延期时间 :潜孔 钻爆区 65 m s, 牙轮钻爆区 100 m s。 设计使用澳瑞 凯高精度雷管 :孔内装延期起爆雷管 2发 , 地表延期 雷管 1发 。
CISNSN4 310-0152-152 7/T6D3
矿M业IN研IN究G 与R开＆发D第,
26 卷 V o.l 2
第 6, N
6 o.
期 6
2
006年 12月 D ec. 2006
采用高精度雷管的微差爆破实践*
李山存 1 , 史秀志 1 , 胡方强 2 , 杨志强1 , 陆 广1
240 3. 52 200 4. 71 320 5. 52 25. 27 36. 23
180 3. 07 180 4. 58 280 5. 79 32. 97 46. 98 180 3. 31 180 3. 96 280 5. 92 16. 42 44. 09
180 3. 75 180 4. 35 280 6. 05 13. 80 38. 02
比较 (%)
180 3. 27 180 4. 85 280 6. 21 33. 58 47. 35
200 3. 49 200 4. 67 300 5. 48 25. 27 36. 32
200 2. 93 200 4. 39 300 6. 57 33. 26 55. 41
200 3. 35 200 5. 15 300 4. 72 34. 95 29. 03
管段间间隔时间较长 、起爆精度较差 , 其爆破孔网参 数受到很大的限制 , 爆破效果难以控制 , 难以实现孔 内孔间微差爆破[ 1] 。 因此 , 在对爆破孔网参数进行 优化的同时 , 必须选取延期时间精度高 、起爆可靠的 毫秒延期雷管 , 利用地表延期和孔内延期相结合 、实 现孔内孔间微差起爆 。
ting of open - castm ine. K ey W ords:O pen - cast m ining, M illisecond delay blasting, H igh - p recision detona tor, B lasting v ib ra tion reduction
Practice ofM illisecond De lay B lasting w ith H igh - prec ision D etona tor
L i Shancun1 , Shi X iuzhi1, Hu Fangqiang2, Y ang Zh iqiang1, Lu Guang1
(1. Schoo l of Re sources and Sa fety Enginee ring, Cen tra l South Un ive rsity, Changsha, H unan 410083, China;2. Lan jian Iron
86
矿 业 研 究 与 开 发 2006, 26(6)
爆破质量产生很大的影响 。 有关爆破理论表明 , 地
表雷管设计的孔间延期和排间延期起爆时间按孔间 距 、排距 3 ～ 8 m s /m 和 8 ～ 15 m s /m 选取 [ 2] 。地表 延期雷管的上下限最大误差是 4 m s, 孔内 15段 、16 段起爆雷管的上下限最大延期误 差为 10 m s, 地表 与孔内合计的延期误差时间最大 只有 14 m s, 而孔 间最短的延期时间也能够保证 17 m s, 所以高精度 雷管可完全避免跳段起爆的现象 。
(1. 中南大学资源与安全工程学院 , 湖南 长沙 410083; 2. 攀钢矿业公司兰尖铁矿 , 四川 攀枝花市 617025)
摘 要 :简单介绍了微差 爆破的 原理 , 阐述了 高精 度雷管 的 性能 , 并与普通雷管进行了延期时间与误差比较 。 在兰 尖铁 矿用高精度雷管进行了孔内孔 间微差爆破试验 , 爆破震 动测 试数据表明 , 在露天矿采 场生产 爆破中 , 使用 高精 度雷管 进 行孔内孔间微差爆破 , 能取得好的降震效果和爆破质量 。 关键词 :露天矿 ;微差爆破 ;高精度雷管 ;爆破降震 中图分类号 :TD235 文献标识码 :A 文章编号 :1005 - 2763(2006)06 - 0085 - 03
(1)延期时间 。在某矿山使用的普通毫秒延期 导爆管雷管其平均误差为 29. 5%左右 。这样 , 爆区 孔位先后起爆的顺序极有可能出现跳段爆破 , 将对
* 收稿日期 :2005 - 12 - 29 作者简介 :李山存 (1981 - ), 男 , 青海乐都人 , 硕士研究生 , 主要从事爆破安全技术的研究.
1 高精度延期雷管
1. 1 雷管性能 目前在国内生产的高精雷管 , 主要是澳瑞凯生
产的 Exel地表延期雷管和孔内延期雷管 。 (1) Exel地表延期雷管 。 Exe l地表延期雷管由
一个 4#弱雷管 、塑料连接块及 J型钩构成 , 雷管延期 时间精确 , 网路联结十分简单而且可靠 。 Exel地表 延期雷管的导爆管外径为 3 mm, 抗拉强度为 45 kg。 Exe l地表延期雷管标准延期时间及误差见表 1。
表 2 高精度孔内雷管毫秒延期时间
段别
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
标准延期时 间 (m s)
25 50 75 100 125 150 175 200 225 250
误差值 (m s)
±2 ±2 ±2 ±2 ±3 ±3 ±3 ±3 ±4 ±4
段别
标准延期时 间 (m s)
11
275
12
300
(2)孔内延期起爆雷管的选取 。 根据兰尖铁矿 目前的爆破规模和孔数 , 选择高 精度雷管的 15 段 (375 m s)或 16段 (400 m s)都可保证爆破网络的安 全传爆 。
(3)爆破网 络连接 。 高精度雷 管网络连 接简 单 , 而且 , 在设计地表延期时间不变的情况下 , 可以 有多种连接方式 , 实现各种段别的均衡库存 。 同一 爆区地表连接方式不一样 , 而每一炮孔实际延期起 爆时间完全一样的网络如图 1所示 。
孔内孔间微 孔间微差分 孔间微差深
孔内孔间
差爆破 (高
层爆破 (普
孔爆破(普
微差相对
精度雷管 )
通雷管 )
通雷管 )
降震率
最大段 合震 药量 速 (kg) (cm /s)
最大段 合震 药量 速 (kg) (cm /s)
最大段 合震 药量 速 (kg) (cm /s)
与分层 爆破相
比较 (%)
与深孔 微差相
孔内孔间微差相对降震率表示爆破产生的合震 速度的相对降低率 , 即与分层爆破相比较的降震率 为 :孔孔内间孔微间 差微 分差 层爆 爆破 破合 合震 震速 速 ×100%;与深孔微差 相比 较 的 降 震 率 为 :孔 孔内 间孔 微间 差微 深差 孔爆 爆破 破合 合震 震速 速 ×
表 3 相同爆心距下不同微差爆破的震动比较
图 1 高精度雷管逐孔起爆网络
2. 2 爆破震动 兰尖铁矿 已推广应用高精度雷管进行生产爆
破 , 在需要重点降震的部位 , 先后进行了孔间微差爆
破 、孔间微差分层爆破 、孔内孔间微差爆破 、孔间微 差预裂爆破的生产试验 。
为定量了解使用高精度雷管起爆爆区的爆破震
李山存 , 等 : 采用高精度雷 管的微差爆破实践
M ine ofM ining Com pany of Panzhihua Iron ＆ Stee l G roup, Panzh ihua, S ichuan 617025, Ch ina)
Ab strac t:The theo ry o f m illisecond de lay b lasting is introduced brie fly. T he perform ances o f high - p recision de tona to r are expatia ted, and it is compared w ith comm on de tonator in de lay tim e and erro rs o f de lay tim e. A n expe rim en ta l study on m illisecond de lay blasting both in - and - among ho le s wa s carried out in Lanjian Iron M ine. T he data from blasting v ib ra tion te st indicate tha t be tter effect of vibra tion reduc tion and high qua lity of b la sting can ach ieved w hen m illise cond delay b lasting bo th in - and - among ho les by h igh - precision detona to r in produc tion b la s-
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动情况 , 从 2004年 4月 14日开始 , 在兰山 、营盘山 采场使用成都拓普电子研究所 研制的 TOPBOX 爆 破震动测试仪进行了多个爆区的爆破震动 , 然后将 测试数据输入计算机进行处理分析 。在兰 4#、兰 5# 废石溜井及尾硐附近降震要求很高的部位采用 , 孔 内孔间微差爆破 、孔间微差分层爆破及孔间微差深 孔爆破的降震情况及孔内孔间微差爆破的降震率见 表 3。
目前露天矿在生产中使用的爆破器材多数为导 爆索和普通导爆管毫秒雷管 。 在使用过程中 , 导爆 索引爆方式引起的爆破震动和空气冲击波较大 , 爆 破后表面大块较 多 , 易出 现根底 , 整 体效果相对较 差 , 同时爆破器材成本较高 。使用普通导爆毫秒雷 管加起爆弹作为起爆手段 , 由于目前国产导爆管雷
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误差值 (m s)
±4 ±4 ±5 ±5 ±5 ±5 ±6 ±6 ±6 ±6
(2)起爆可靠性 。如果全部用普通毫秒延期雷 管进行孔间微差爆破 , 必须使用孔内起爆炸药的金 属雷管进行地表延期起爆 , 这种网络容易出现先爆 炮孔炸断或扯脱后爆炮孔的导爆管 , 可靠性差 , 延时 精度不够 , 且爆破施工比较复杂 。
表 1 高精度地表延期雷管标准延期时间
标准延期 误差值 时间 (m s) (m s)
9
±1
17
±1
25
±1
J型钩 颜色间 (m s)
42 65 100
误差值 (m s)
±2 ±2 ±2
J型钩 颜色
蓝色 黑色
(2)孔内延期雷管 。孔内延期雷管导爆管的外 径 3 mm , 抗拉强度 45 kg, 标准长度有 3, 5, 6, 9, 12, 15, 18, 24 m 8种 , 均为 8#加强雷管 , 能可靠地引爆 乳化炸药 、岩石炸药 、水胶炸药等具有雷管感度的炸 药 。 高精度孔内雷管毫秒延期时间及误差见表 2。 1. 2 延期时间及误差比较
高精度地表延期雷管带有专用的连接块 , 可以 将需传爆的导爆管直接镶嵌在连接块上 , 无需用黑 胶布包扎 , 该雷管的导爆管强度高 , 可以承受 45 kg 的拉力而不变形 。
由此可见 , 高精度雷管具有延期时间精度高 、起
爆可靠的优点 , 为此 , 采用高精度雷管实现孔内孔间 的微差爆破 。
2 爆破试验
(1)孔间微差爆破地表延期雷管的选取 。 根据 前面的比较和地表延期雷管情况 , 兰尖铁矿比较合 适的孔间微差间隔时间为 :潜孔钻爆区 (Υ200 mm 孔径 )17 ～ 25 m s, 可选择高精度雷管的 17 m s和 25 m s;牙轮钻爆区 (Υ250 mm 孔径 )25 ～ 42 m s, 可选择 高精度雷管的 25 m s和 42 m s。排间延期时间 :潜孔 钻爆区 65 m s, 牙轮钻爆区 100 m s。 设计使用澳瑞 凯高精度雷管 :孔内装延期起爆雷管 2发 , 地表延期 雷管 1发 。
CISNSN4 310-0152-152 7/T6D3
矿M业IN研IN究G 与R开＆发D第,
26 卷 V o.l 2
第 6, N
6 o.
期 6
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006年 12月 D ec. 2006
采用高精度雷管的微差爆破实践*
李山存 1 , 史秀志 1 , 胡方强 2 , 杨志强1 , 陆 广1
240 3. 52 200 4. 71 320 5. 52 25. 27 36. 23
180 3. 07 180 4. 58 280 5. 79 32. 97 46. 98 180 3. 31 180 3. 96 280 5. 92 16. 42 44. 09
180 3. 75 180 4. 35 280 6. 05 13. 80 38. 02
比较 (%)
180 3. 27 180 4. 85 280 6. 21 33. 58 47. 35
200 3. 49 200 4. 67 300 5. 48 25. 27 36. 32
200 2. 93 200 4. 39 300 6. 57 33. 26 55. 41
200 3. 35 200 5. 15 300 4. 72 34. 95 29. 03
管段间间隔时间较长 、起爆精度较差 , 其爆破孔网参 数受到很大的限制 , 爆破效果难以控制 , 难以实现孔 内孔间微差爆破[ 1] 。 因此 , 在对爆破孔网参数进行 优化的同时 , 必须选取延期时间精度高 、起爆可靠的 毫秒延期雷管 , 利用地表延期和孔内延期相结合 、实 现孔内孔间微差起爆 。
ting of open - castm ine. K ey W ords:O pen - cast m ining, M illisecond delay blasting, H igh - p recision detona tor, B lasting v ib ra tion reduction
Practice ofM illisecond De lay B lasting w ith H igh - prec ision D etona tor
L i Shancun1 , Shi X iuzhi1, Hu Fangqiang2, Y ang Zh iqiang1, Lu Guang1
(1. Schoo l of Re sources and Sa fety Enginee ring, Cen tra l South Un ive rsity, Changsha, H unan 410083, China;2. Lan jian Iron
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矿 业 研 究 与 开 发 2006, 26(6)
爆破质量产生很大的影响 。 有关爆破理论表明 , 地
表雷管设计的孔间延期和排间延期起爆时间按孔间 距 、排距 3 ～ 8 m s /m 和 8 ～ 15 m s /m 选取 [ 2] 。地表 延期雷管的上下限最大误差是 4 m s, 孔内 15段 、16 段起爆雷管的上下限最大延期误 差为 10 m s, 地表 与孔内合计的延期误差时间最大 只有 14 m s, 而孔 间最短的延期时间也能够保证 17 m s, 所以高精度 雷管可完全避免跳段起爆的现象 。
(1. 中南大学资源与安全工程学院 , 湖南 长沙 410083; 2. 攀钢矿业公司兰尖铁矿 , 四川 攀枝花市 617025)
摘 要 :简单介绍了微差 爆破的 原理 , 阐述了 高精 度雷管 的 性能 , 并与普通雷管进行了延期时间与误差比较 。 在兰 尖铁 矿用高精度雷管进行了孔内孔 间微差爆破试验 , 爆破震 动测 试数据表明 , 在露天矿采 场生产 爆破中 , 使用 高精 度雷管 进 行孔内孔间微差爆破 , 能取得好的降震效果和爆破质量 。 关键词 :露天矿 ;微差爆破 ;高精度雷管 ;爆破降震 中图分类号 :TD235 文献标识码 :A 文章编号 :1005 - 2763(2006)06 - 0085 - 03
(1)延期时间 。在某矿山使用的普通毫秒延期 导爆管雷管其平均误差为 29. 5%左右 。这样 , 爆区 孔位先后起爆的顺序极有可能出现跳段爆破 , 将对
* 收稿日期 :2005 - 12 - 29 作者简介 :李山存 (1981 - ), 男 , 青海乐都人 , 硕士研究生 , 主要从事爆破安全技术的研究.
1 高精度延期雷管
1. 1 雷管性能 目前在国内生产的高精雷管 , 主要是澳瑞凯生
产的 Exel地表延期雷管和孔内延期雷管 。 (1) Exel地表延期雷管 。 Exe l地表延期雷管由
一个 4#弱雷管 、塑料连接块及 J型钩构成 , 雷管延期 时间精确 , 网路联结十分简单而且可靠 。 Exel地表 延期雷管的导爆管外径为 3 mm, 抗拉强度为 45 kg。 Exe l地表延期雷管标准延期时间及误差见表 1。
表 2 高精度孔内雷管毫秒延期时间
段别
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
标准延期时 间 (m s)
25 50 75 100 125 150 175 200 225 250
误差值 (m s)
±2 ±2 ±2 ±2 ±3 ±3 ±3 ±3 ±4 ±4
段别
标准延期时 间 (m s)
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275
12
300
(2)孔内延期起爆雷管的选取 。 根据兰尖铁矿 目前的爆破规模和孔数 , 选择高 精度雷管的 15 段 (375 m s)或 16段 (400 m s)都可保证爆破网络的安 全传爆 。
(3)爆破网 络连接 。 高精度雷 管网络连 接简 单 , 而且 , 在设计地表延期时间不变的情况下 , 可以 有多种连接方式 , 实现各种段别的均衡库存 。 同一 爆区地表连接方式不一样 , 而每一炮孔实际延期起 爆时间完全一样的网络如图 1所示 。
孔内孔间微 孔间微差分 孔间微差深
孔内孔间
差爆破 (高
层爆破 (普
孔爆破(普
微差相对
精度雷管 )
通雷管 )
通雷管 )
降震率
最大段 合震 药量 速 (kg) (cm /s)
最大段 合震 药量 速 (kg) (cm /s)
最大段 合震 药量 速 (kg) (cm /s)
与分层 爆破相
比较 (%)
与深孔 微差相
孔内孔间微差相对降震率表示爆破产生的合震 速度的相对降低率 , 即与分层爆破相比较的降震率 为 :孔孔内间孔微间 差微 分差 层爆 爆破 破合 合震 震速 速 ×100%;与深孔微差 相比 较 的 降 震 率 为 :孔 孔内 间孔 微间 差微 深差 孔爆 爆破 破合 合震 震速 速 ×
表 3 相同爆心距下不同微差爆破的震动比较