严寒气候对露天矿山安全爆破影响的分析

连 续冷 冻 １ ｄ不 结冻 ， ８ 起爆 可 靠 ， 其爆 轰性 能与 常温
下 基本保 持 一 致 。如 果 只 能 使 用普 通 炸 药 ， 应 则 在 生产 过程 中适 当添 加 防冻 剂 和 敏 化剂 ， 时在 保 同 管 环节 上 ， 量减 少库 存 时间 ， 尽 防止 因严寒 失效 或性 能 下降 ， 时也可 以减 少 因 炸药 硬 化 带来 的装 药 不 同
第 １ ７卷 第 ４期 ２０ １１年 １ ２月
工 程 爆 破
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Ｖ （ ．１ ） ７． ＮＯ ４ Ｉ ． Ｄｅｅ ｂ ｒ ２ １ ｃ ｍ ｅ ０ １
文 章 编 号 ：１ ０ — ７ ５ （ ０ １ ０ —０ ０ — ０ ０ ６ ０ １ ２ １ ） ４ １０ ３
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ＫＥＹ Ｗ ＯＲ ＤＳ：Ｃｏ ｄ ｃｉ ｔ ；Ｓ ｒａ ｅ ｍｉ ｅ ｂ ａ ｔ ｇ ｌ ｌ ｍａ ｅ ｕ ｆ ｃ ｎ ｌ ｓ ｉ ；Ｆ ｏ ｅ ｏ ｌ ｎ ｒ ｚ ｎ ｓ ｉ ，Ｌｏ ｇ ｓ ｏ ｔｈ ｌ ；Ａｎ ｉ ｅ ｚ ｘ ｌ ｓ ｖ ｎ — ｈ ｒ ｏ ｅ ｔｆ ｅ ｅ ｅ ｐ ｏ ｉ ｅ ｒ
作业 环节 ， 以保证 露 天矿 的正常 生产 。
２ 严 寒 气候 对 爆 破 作 业 主 要 影 响
２ １ 对 炸药方 面 的影响 ． 低温情 况 下 ， 药 容 易 发 生 硬 化 ， 致 起 爆 感 炸 导 度 、 轰感 度 和爆 炸 性 能 急剧 下 降 。 国外 研 究 资料 爆 表 明 ， 药 的爆 速是 药包直 径 和温度 的 函数 ， 随外 炸 其 界 温度 的降 低 而减 小 ， 因此低 温 对爆 破 效 果 有直 接 的影 响 ； 同时在低 温情 况下 ， 炸药 爆轰 反应会 丧失 大量 热量 ， 也将 导 致 炸 药 的威 力 下 降 。另 外 在填 装
针 对严 寒 气 温 下 普通 炸 药 性能 降低 的情 况 ， 在 组织 爆破 作 业 时 ， 优 先 考 虑 抗 冻 型 炸 药 和 雷 管 。 应 国 内外 多家 单位 已对 耐冻 型炸 药和雷 管做 了大 量研
究， 并且 研 制 出了多 种有效 的 耐严寒 炸药 。例如 ， 北
会 影 响现 场作 业 。
在 钻机 上配 备 喷灯 ， 特殊情 况下 可进 行人 工加热 ， 使 钻 头处保 持 一定 的温 度不 至于结 冰 。 （ ） 于钻机 的保 养维 护 ， 修工 人应 加班 加点 ２对 检
Байду номын сангаас
冻顶 和 冻帮 问题 都 可归 结为 冻土 问题 。冻 土 的
形成 过程 实 质上 就 是 土 中水 冻 结 成 冰 ， 固体 颗 粒 将 胶结 在一 起 成为 整 体 ， 理 力 学 性 能 发 生 质变 的过 物 程 。文 献 ［ ］ ４ 中还 提 到 ， 岩 在 冻 结 状 态 下 ， 岩 矿 矿 体 抗 剪切 和拉 伸性 能 显 著增 强 ； 这将 导致 爆 后大 块 率较 高 ， 增加 了二次 破碎 环节 ， 仅降 低 了采装 设备 不
．
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严 寒 气候 对 露 天矿 山安 全 爆 破影 响 的分 析
常 治 国 ，李克 民 ， 小华 ， 力 ，李 涛 丁 马 ， 。
（ ．中国矿 业大 学矿 业工程 学 院 ， 苏徐 州 ２ １ ０ ； １ 江 ２ ０ ８ ２ ．中 国矿 业大 学煤炭 资源 与安全 开采 国家重 点实验 室 ，江 苏徐 州 ２ １ ０ ） ２ ０ ８
的生 产效 率 ， 加剧 了运输设 备 的磨 损 ， 时对采 装设 同
提 高检修 速 度 ， 过边 检边修 方 式 ， 证 了生产 的正 通 保 常进 行 以及钻 机 的整体 良好 状况 。
（） ３ 要求 操作 工精 心操 作 、 时常点 检 、 勤注油 、 勤 保养 。
备 的安全 作 业也 造成 了威 胁 。
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（ ． ｈ ｎ ｉ ｅ ｓｔ ｆ Ｍ ｉ ｉ ｇ ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ １ Ｃ ｉａ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｎｎ ｙ ｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｘ ｈ ｕ ２ １ ０ ，Ｊｉ ｎ ｕ，Ｃ ｉ ： ｚｏ ２０ ８ ａｓ ｈ
号 ：０ ７ ２ ０ ＡＡ０ ２ ３ ） ６ １ １
作 者 简 介 常 治 国 ， 士 研 究 生 。 硕
常 治 国等 ：严 寒 气 候 对 露 天 矿 山安 全 爆 破 影 响 的 分 析
・１ １ ・ ０
炸药 时 ， 由于炸药 硬 化 不 易 变 形 ， 导致 装 药 困难 ， 也
２ Ｓ ｔ Ｋｅ ａ ｏａ ｏｙｏ ｏ ｌ ｓｕ ｃｓ ｎ ａ ｅＭ ｉｉｇｏ Ｕ Ｔ ， ． ａｅ ｙＬ ｂｒ ｔｒ ｆ Ｃ ａ ｏ ｒｅ ａ ｄ Ｓ ｆ ｎｎ ｆ Ｃ Ｍ Ｒｅ
Ｘｕ ｈ ｕ ２ １ ０ ｚ ｏ ２ ０ ８，Ｊｉｎ ｕ，Ｃｈ ｎ ） ａｓ ｉａ
便。
３ ２ 钻 子 问 题 ． Ｌ
致保 养 时注 油 困难 ， 对钻 机 的维护 、 孔作 业都 有 一 钻
定 的影 响 。
２ ３ 水 对 炮孑 的影 响 ． Ｌ
钻孔 遇 到含 水 量 较 大岩 层 时 ， 会 在 孔 壁 冻结 水
成冰 ， 致孔 径变 细 ， 导 如果 孔径 缩小 到 小于 炸药 的药
２ ５ 冻 土爆 破地 震 反应 比较 强 烈 ．
（） ４ 做好 备件 的合 理储备 ， 证设 备发 生故 障时 保
及 时排 除 。
３ ３ 水 结 冰 问 题 ．
冻 土表 面完 整 坚 硬 ， 是地 震 波 传 播 的 良好 传 播 体 。文献 ［ ］ 过应 力 波 在 冻 土 层 及 非 冻 土层 中 的 ５通 传播 状况 比较得 出 ， 炸 应 力 波 主 要 在 二维 表 层 冻 爆 土 中传播 ， 有结 构 面阻 隔 ， 震 波 传 播 衰 减 慢 ， 没 地 传 播距 离远 ， 通 过 冻 土 层 直 达 端 帮 ， 成 其 强 烈 振 可 造 动 ， 边 坡稳定 性 危 害较大 。因此 ， 土地 区爆 破振 对 冻
卷直 径 时 ， 成装 药 困难 ； 时 ， 机 作 业 时水 从 孔 造 同 钻 内向外 喷 出 ， 到附 近 的 回填 岩土 上导 致 冻结 ， 流 炮孔
填塞 时需 要 从别 处取 土 回填 ， 增加 了人 工 劳动强 度 ，
（ ） 防止钻 孔 作 业 时水 随孔 内压 缩气 体 一 起 １为
ｓ ｌ ｏｉ，ｂｌ ｓ ｉ ｇ ｖ ｂｒ ｔｏ ｎ Ｏ ｏｎ ｄｕ ｉ ｈｅｂｌ ｓ ｉ ｇ ｐ ａ ｔｃ ａ ｔｎ ｉ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｓ ｒｎｇ ｔ ａ ｔｎ ｒ ｃ ｉ ｅ Ｃｏ ｂ ｎｅ ｉｈ ｔ ｅ ｅ ｐｅ ｉｎｃ ｆｍ ａ ｙ ｐ ａ — ｍ ｉ ｄ ｗ ｔ ｈ ｘ ｒｅ ｅ ｏ ｎ ｒ ｃ
关 键 词 ：严寒气候 ； 露天矿爆破 ；冻土 ； 长短孔 ；防冻炸 药
中 图 分 类 号 ： Ｄ ２． Ｔ ８４２
文献标识码 ： Ａ
ＡＮ Ａ ＬＹ ＳＩ Ｎ Ｎ ＦＬＵ ＥＮ ＣＥ ＳＯ Ｉ ＯＦ ＣＯＬＤ ＣＬＩ Ａ ＴＥ Ｍ ＯＮ ＢＬＡ ＳＴＩ Ｇ Ｎ
ＳＡ ＦＥＴＹ Ｆ ＳＵ Ｒ ＦＡ ＣＥ Ｉ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ
另外 低温 环境 下 钻 机 各关 节处 的 润 滑油 易 冻 凝 ， 导
京 矿冶 研究 总 院与原 苏联 哈萨 克斯 坦列 宁诺戈 尔斯 克 多金 属 公 司 合 作 研 发 的 ＫＤ 型 抗 低 温 乳 化 炸 Ｗ 药 。该 型乳 化炸 药可 在严寒 （ ５ …３ ５ ℃） 件下 ０ 条
２ ２ 对 钻机 钻孔 方 面 的影 响 ．
冬季 钻 孔作业 时 ， 岩层 有水 ， 将从 孔 内随 着 若 水 压缩 气体 一起 喷 出 ， 易造 成 钻 具 、 机架 、 动 机 和操 电 作窗 口等 处 结 冰 ， 致 钻 机 回转 工 作 困难 、 以 提 导 难 升， 同时 大大 增加 了钻 头 的耗 损 ， 响其 使 用 效 率 。 影
喷出， 可选用 一块 较 硬质 的胶板 ， 在其 中心 处钻 一个 和 钻杆 等大 的孑 套 在 钻杆 上 压 住 孑 口， Ｌ Ｌ 防止 水 直 接
减慢 装药 和 回填 速度 ， 药质 量下 降 ， 装 从而 影 响最终
的爆 破质 量 ∞ 。
２ ４ 冻 顶 和 冻 帮 问 题 ．
喷射 到钻 机架 上 ， 时在提 升 电动机前 端加 挡水 板 。 同
摘 要 ：我 国现有露天煤矿很大一部分位 于内蒙古 中北严 寒干燥地 区， 寒冷气候 影响 ， 受 露天矿 ｔ ｈ爆
破 作 业 遇 到 诸 多 困难 。针 对 实 际 爆 破 中 遇 到 的 一 些 常见 问题 ， 如 炸 药 性 能 、 结 冰 、 土 、 破 振 动 等 诸 水 冻 爆 进 行 理 论 分 析 ， 结 合 矿 山 实 际 工 作 者 的 经 验 ， 出 了相 应 的解 决 措 施 ， 大 限 度地 改 善严 寒 气 候 对 露 并 提 最 天矿 爆 破 造 成 的负 面影 响 。
般在 一１ ～ 一２ ℃左 右 ； ０ Ｏ 内蒙 呼 伦 贝尔 盟 牙 克石
市 １年 中有 ７ 月 的冰 冻 期 ， 低气 温 达 一４ ￣ 个 最 ０Ｃ以 下 。在这 种严 寒气 候 条 件 下 ， 天 矿 山在 实 施 爆 破 露
收 稿 目期 ：２Ｏ１１一 ｏ３ ０ ７
基 金 项 目： 国家 项 目 （ 天 矿 安 全 高 效 爆 破 设 计 系 统 研 究 ， 露 编
引 — 口
我 国现有 的露 天煤矿 很大 一部分 位 于 内蒙 古 中 北地 区。该地 区冬 季寒冷 干燥 ， 温差 较 大 。例 如 ， 霍
林河 露天 煤矿从 １ １月份 到次 年 ３ 份 ， 均气 温一 月 平
作业 时遇 到 了很 多 困难 。应高度 重视 爆破环 节 中遇 到 的诸 多 问题 ， 钻 爆 作 业 不 至 于影 响 后续 的采 装 使