深孔爆破间隔装药技术探讨
煤矿深孔爆破钻孔装药技术应用
煤矿深孔爆破钻孔装药技术应用洮南市安监局 *程云飞*摘要:深孔爆破在解决煤与瓦斯突出以及放顶开采顶煤松动等问题中发挥着重要作用。
文章对深孔爆破中钻孔和装药工艺需解决的问题进行了研究,提出了新的钻孔和装药方法,并且进行了工艺试验,可为深孔爆破技术在煤矿的普及和应用提供参考。
关键词:深孔爆破;长钻孔;装药方法;风动装药。
一、引言深孔爆破技术在解决煤与瓦斯突出以及放顶煤开采上部煤层松动等问题中发挥着重要作用,在深孔控制、卸压爆破、预防煤与瓦斯突出工程中,通常是在巷道断面上布置3~5个直径为∮42㎜,深为8~12m的炮孔,实施爆破后,各个炮眼周围的煤体破解,产生裂隙,适应力集中带向工作面前方和两侧推移,达到卸压和排放瓦斯的目的,随着爆破防突技术的发展和防治煤与瓦斯突出标准的实施,深孔控制卸压爆破的炮孔深度已经达到15~50m,甚至有进一步加深的趋势。
深孔爆破中,将炸药装入几十米的炮孔中,并保证炸药可靠起爆,是深孔爆破实施的关键,因此必须对钻孔和装药方法进行研究,完善深孔爆破工艺。
二、深炮孔钻机和钻杆影响深炮孔成孔质量的主要因素是煤体的硬度,煤体越硬,炮孔成孔的质量越好,反之,煤体越软则越难成孔。
1、钻机对于深度在10~15m范围内的钻孔,建议选用气动手持式轻型防突钻机,这种钻机轻便灵活,可以钻凿出直径∮75㎜的钻孔。
当深度超过15m后,使用轻型防突钻机费时费力,应该选择带有钻架和推进机构的钻机。
当深度超过50m后,应该选择全液压钻机。
这些钻机功率和扭矩大,可以钻凿大直径钻孔,有利于深孔装药、瓦斯抽放和钻孔卸压。
2、钻杆在煤层中钻孔,一般使用“麻花”螺旋钻杆,依靠螺旋作用将煤屑导出。
当在瓦斯压力较大煤层中钻进时,常因瓦斯和钻屑的喷出发生夹钻,为解决夹钻问题,可以在钻杆与钻壁间下套管,用其控制钻孔变形,减少钻杆与煤壁的摩擦作用,也可以将低螺旋耐磨钻杆用于瓦斯抽采钻孔的施工,一方面提高了钻杆的耐磨性能,延长钻杆的使用寿命,另一方面光面钻杆的外表没有螺旋状的合金涂层又赋予钻杆机械排渣的功能。
浅谈空气间隔器在中深孔爆破施工中的应用_彭廷华
孔数 /个 35 45 38 37 41 39 42 43 45 45
孔深 /m
12 12 12 12 12 12 12 12 12 12
岩种
石灰石 石灰石 石灰石 石灰石 石灰石 石灰石 石灰石 石灰石 石灰石 石灰石
间隔孔数 /个 3隔 部位
中间 中间 中间 底部 中间 中间 中间 中间 中间 中间
间隔长度 堵塞长度 节约炸药 飞石距离
/m
/m
/ kg
/m
效果
1. 8
3. 5
459
55
破碎较均匀
1. 5
3. 5
510
87 大块减少,块度均匀
1. 6
3. 5
408
66
破碎均匀
1. 8
3. 5
535. 5
103
破碎均匀
1. 8
3. 5
627. 3
作者简介: 彭廷华( 1970 - ) ,男,重庆开县人,本科,工程师, 主要从 事 采 矿 工 艺 及 施 工 技 术 方 面 的 研 究 工 作,Email: 2385701058@ qq. com。
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( 上接第 69 页) 清了探测整个污水调节库渗漏的位置,物探显示坝 体电阻率高,说 明 碾 压 不 密 实,整 个 坝 体 都 存 在 渗 漏。坝基发现明显的低阻异常,施工证实由基岩裂 隙所致,渗漏。两坝尖位置也分别发现有低阻异常, 施工也证实为基岩破碎所致,这些都是导致渗漏的 原因。
ISSN 1671 - 2900 CN 43 - 1347 / TD
采矿技术 第 15 卷 第 1 期 Mining Technology,Vol. 15,No. 1
台阶爆破垂直中深孔间隔装药技术
354台阶爆破垂直中深孔间隔装药技术分析杨宗健 谢守冬 郑冠航 广东宏大爆破股份有限公司摘 要:随着工业生产技术逐渐进步,台阶爆破垂直中的深孔爆破技术逐渐实现机械化,大大加快了爆破作业工作的效率与质量。
由于深孔台阶爆破一次爆破量比较大,如果增强机械化水平的同时还能有效减少用药量的话,则可以大大降低作业成本,且能够保证爆破作业安全,降低安全事故发生率。
本文扼要分析了深孔台阶间隔装药技术,该种技术的应用不仅降低了炮孔装药量,还保证了炮孔爆破质量,值得进一步推广与应用。
关键词:深孔台阶爆破;间隔装药技术;改进;爆破质量深孔台阶间隔装药技术发展至今,已经逐渐发展成为了一门较为成熟的技术。
根据以往深孔台阶爆破作业来看,炮孔装药结构是影响爆破质量的重要因素,为此,应采取利于发挥爆破效果、节省炸药的装药技术。
深孔间隔装药技术作为一门成熟技术,其在基本原理、基本原则上的研究逐渐趋于完善,尽管如此,仍然存在需要进一步完善的地方,为此提出了本文论题,以期为此提供有益资料。
1 深孔台阶间隔装药技术理论分析深孔台阶间隔装药技术包括孔底间隔、分段装药和炮孔径向不偶合装药,且基本原理基本一致,即用水、空气等介质用作间隔材料,改变药柱与炮孔孔壁的接触关系,从而降低压缩应力波和爆轰物作用于孔壁的压力,并使这种压力的作用时间延长,使炮孔周围不产生压碎区或压碎区明显减小,实现减少炮孔装药量的情况下,依靠炸药能量有效利用率的提高达到保证爆破破碎质量的目的。
尽管基础原理基本一致,但具体施工技术并不相同,下面将详细进行分析。
1.1 孔底间隔露天矿垂直中深孔爆破中,为了克服台阶底部阻力,一般采用孔底间隔施工技术,即在炮孔底部装满炸药。
采用此种方法,不仅可以有效克服底部阻力,还能在保证炸药量减少的前提下,最大程度发挥炸药效能,避免炮孔周围产生压碎区或减少压碎区,同时也会对下部台阶造成损毁,这种情况的出现不利于水平爆破顺利完成,因此施工设计中需要认真考虑这个问题。
分段装药技术在矿山中深孔爆破中的应用
分段装药技术在矿山中深孔爆破中的应用摘要:目前,中深孔爆破技术在露天矿山中被广泛应用,同时也日趋成熟。
由于开采石料的用途不同对石料粒径的要求也不尽相同,所以大块率的问题就成为一个亟须解决的问题。
随着施工竞争的日益激烈,火工品、油料等原料价格的不断上涨。
如何通过施工降低生产成本,同时确保安全生产和石料质量,成为一线工程技术人员所面对的难题。
一、大块率的产生及解决方法大块率产生的主要原因有以下几个方面为了克服底盘抵抗线的阻力,炸药主要集中在炮孔的中、底部,使其沿炮孔轴线方向分布不均匀,孔口就会产生大块(炮孔直径140mm堵孔最少4.5m,孔越深堵孔高度越大,越容易产生大块)。
台阶前部的临空面爆破时前部可能整体震落,爆区边缘也可能被震落产生大块。
一般解决大块率的方法有3种办法:一是选取合理的孔网参数;二是选取与作业岩石相匹配的炸药和改变装药结构;三是采用良好的爆破技术适当提高装药的高度。
实践表明装药结构是影响大块率的重要因素之一,在以往的爆破工程中装药主要采用药包集中在炮孔下部的模式。
这种装药的优点在于施工快捷、单孔装药量少、在对矿石大块率要求相对宽松的条件下其爆破成本较低。
综合分析六横项目的实际情况,决定采用分段装药的方式。
二、分段装药技术与微差爆破技术的应用分段装药是在不改变爆破参数的条件下,通过改变装药结构,使炸药能量能够得以合理分配。
避免其过于集中在炮孔下部,从而使中部和上部岩体也能承受炸药爆炸不同程度的直接作用,使炸药能量充分利用,获取更为理想的破碎效果。
分段装药一般将大部分炸药装在梯段爆破阻力最大的地方,孔中不装药部分要选择在抵抗线小的地方或爆炸气体可能沿弱面逸出的地方。
装填长度及间隔长度取决于炸药的类型及周围介质的结构和强度。
上部装药的作用是解小,其填塞长度不能小于孔边距,间隔段不宜过长,一般为0.5w(w为中间段的抵抗线,且大于4m)。
间隔装药中间不装药部分一般用砂、岩粉、黄土等填塞(也可以不填塞,以空气间隔)。
深水岩石钻孔爆破连续与间隔装药爆破效果研究
深水岩石钻孔爆破连续与间隔装药爆破效果研究秦入平;顾文彬;李裕春;陈亮【摘要】基于岩石材料的HJC本构模型,采用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,模拟了深水岩石钻孔爆破采用连续装药和间隔装药结构时,岩体内动态应力场的发展过程,对比分析了这两种装药结构对爆破效果的影响.结果表明:采用间隔装药并以水作为间隔填塞介质,水冲波的压力足以压碎岩石,这部分水介质相当于延长了装药的长度;相同装药量的前提下,采用间隔装药可以提高装药的高度,使应力场轴向分布更加均匀,从整体上改善了岩石破碎效果.因此,使用间隔装药可以降低单耗、节约成本,是一项值得在水下钻孔爆破中推广的技术.【期刊名称】《工程爆破》【年(卷),期】2013(019)001【总页数】5页(P10-14)【关键词】深水岩石;钻孔爆破;连续装药;间隔装药;数值模拟【作者】秦入平;顾文彬;李裕春;陈亮【作者单位】中国人民解放军理工大学,南京210007;65426部队,哈尔滨150049;中国人民解放军理工大学,南京210007;中国人民解放军理工大学,南京210007;65426部队,哈尔滨150049【正文语种】中文【中图分类】TV911 引言装药结构是指炸药装入炮孔内的集中程度、与孔壁的耦合状况以及药包相对位置的几何关系,即炸药在孔内的安置方式。
按耦合情况可分为不耦合装药和耦合装药,按装药集中情况可分为连续装药和间隔装药〔1〕。
传统的柱状药包多是采用连续装药结构,自1940年苏联缅里尼科夫H.B教授提出采用空气间隔装药结构以来,国内外在露天、地下爆破中广泛采用。
间隔装药的间隔介质有空气、水、炮泥等多种形式,以水为间隔的装药形式在陆上已有应用〔2〕。
舟山市大神洲造船有限公司舾装码头前沿炸礁工程,周边环境极为复杂,采用了以水为间隔介质的装药结构并分层起爆,有效地降低了爆破有害效应对码头的不利影响。
前人对水耦合装药的爆破机理做了大量的研究。
宗琦、李永池等〔3〕进行了炮孔水耦合装药爆破孔壁冲击压力的理论研究,探讨了炮孔水耦合装药爆破时爆炸冲击波的形成和传播,计算了孔壁处水中冲击波初始参数,证明炮孔水耦合装药比空气不耦合装药更能提高爆炸能量利用率,增强破岩能力;颜事龙、徐颖〔4〕进行了水耦合装药爆破破岩机理的数值模拟研究,分析了不耦合系数对岩石破坏范围的影响;闫国斌、于亚伦〔5〕对分别以空气和水作为填充介质时的不耦合装药爆破进行了数值模拟,分析了不耦合系数为2、3、4时这两种不耦合装药爆破孔壁应力及其对孔壁破坏情况。
间隔装药技术浅议
间隔装药技术浅议摘要:露天岩土爆破中,由于所需爆破的岩体通常结构多变,往往需要采取相应的补救措施得以改进爆破效果,达到预定工程目的。
本文通过对装药结构的探讨,分析研究了间隔装药技术,希望对爆破施工有利。
关键词:结构多变补救措施装药结构间隔装药技术一、总述岩体是指在一定工程范围内的自然地质体,它经历了漫长的自然地质历史过程,经受了各种地质作用,并在应力的长期作用下,内部保留了永久变形和各种地质构造行迹。
实际上,岩体是在天然埋藏条件下,受到各种地质软弱面切割的岩块组合体。
所以在露天爆破中由于岩体的发育情况不同,各个平台的岩体有完整性好和完整性差之分,完整性差的岩体有上软下硬型、上硬下软型、存在夹心岩体型、有裂隙型等,这就给爆破造成各种不变,通过及时调整装药结构和装药量可以有效的改善爆破效果,于开采有利。
二、间隔装药间隔装药是在装药过程中,同一炮孔不是连续装药,而是通过一些间隔材料(如:炮泥、木垫、塑料、空气等)将炸药分割成独立的几段药柱,每段药柱都设有独立的起爆及传爆系统,最后由地面将所有的起爆线连入起爆网络。
起爆时,这几段药柱相互作用、相互影响,最后可以有效的改善爆破效果及岩渣的堆积形状。
1.间隔装药的特点1.1间隔装药的优点间隔装药通过改变装药结构,使同一炮孔炸药爆炸瞬间几段药柱产生的爆炸应力波相互叠加,爆轰气体产物相互作用,再加上间隔材料的影响,增加了裂隙区的范围,提高了炸药能量利用率,有利于达到预定的爆破效果。
在具体应用中有以下几个优点:1.1.1间隔装药降低了作用在孔壁的峰值压力,减少了炮孔周围岩石的过度粉碎,提高了有效能量的利用率。
1.1.2间隔装药增加了应力波的作用时间。
由于冲击压力的降低,减少了冲击波的作用,相应地增加了应力波的能量,从而能够增加应力波的作用时间。
1.1.3调整了孔内的装药结构,有利于能量的充分利用及相互作用,减少了特殊地质条件对爆破产生的有害影响。
如抵抗线过小和裂隙造成的冲炮及溶洞、采空区等特殊地质造成的泄能作用等。
间隔装药在爆破施工中的应用
间隔装药在爆破施工中的应用摘要:随着当前爆破施工项目的日渐增多,传统的连续装药爆破方式暴露了诸多的问题,为提高爆破施工的安全性,间隔装药技术受到了人们的欢迎。
间隔装药技术属于一种崭新的爆破技术,一经出现就在很多爆破施工作业中取得了良好的应用效果。
由于间隔装药技术的优势,未来爆破施工中为推广该项技术,需结合施工要求科学确定间隔装药的各项参数。
基于此,本文重点分析了爆破施工中间隔装药的原理与应用效果,对推广该项技术具有指导与借鉴价值。
关键词:爆破施工;间隔装药;应用现阶段的矿产开采等环节都涉及爆破施工作业,但与其他的施工任务相比较,爆破施工的危险系数高,操作不当易诱发重大事故。
但长期的爆破技术发展中也陆续出现了一些新技术,如间隔装药技术,这一技术克服了连续装药下单耗大、爆轰波作用时间短等缺陷,对提高爆破施工效果的意义重大。
许多工程项目中都应用了间隔装药爆破技术,为提高技术应用水平,做好参数控制、技术优化极为重要。
1.间隔装药爆破理论性分析1.1采用间隔装药爆破的原因矿山作业中一般涉及爆破施工作业,如高陡露天矿,硬质岩层处理时可选择多种爆破方式。
传统的爆破工艺多为柱状连续装药方式,此方式下的炸药单耗高、爆破时的振动作用力大、岩石破碎难以达到预期[1]。
上世纪四十年代前苏联专家在传统爆破方式的诸多缺陷下开展了大量的理论研究与试验,研发了空气间隔装药爆破新技术,此技术下需在炮孔中添加空气间隔,以保障爆破能量的综合利用率。
1.2间隔装药爆破技术间隔装药爆破技术下因为有间隔介质的作用,爆破过程中往往会出现二次、后续冲击波影响。
间隔装药的爆破原理为:空气间隔使作用于炮孔壁上的爆轰冲击力大大降低,避免炮孔周围岩被过度粉碎为粉碎圈,对消耗爆破能量具有重要作用;冲击压力的峰值相对较小,冲击波能量逐步减小甚至无冲击波,同步增大应力波能量,得到较大的爆破冲量,维持一段时间的应力波作用,最大化利用爆破能量[2]。
连续装药与间隔装药如图1所示。
PVC管间隔装药在深孔爆破中的应用
0引言矿岩在采装之前预先破碎的程度如何,对其后各生产环节,如采运设备的效率,采、运、排生产的安全和成本等有着直接的影响,而爆破质量和炸药单耗是露天矿生产的重要经济技术指标。
神华宁煤汝箕沟无烟煤分公司大峰采区(以下简称大峰采区)采用深孔台阶松动爆破,基本上满足了电铲作业的要求,但长期以来在穿孔爆破设计中所用的传统方法,存在一定的不足。
1〇是硬质砂岩的爆破日益成为一个爆破难题,利用现有的传统爆破工艺难以保证爆破质量,根底、大块与岩墙会严重影响电铲的采装效率,同时也相应了增加二次破碎的工作量和爆破成本[1]。
2〇是深孔一次爆破成本高。
特别是在2013年引进的WK-35大型电铲、KY-250D型牙轮钻机投入运行后,一般穿孔深度在18m,为保证炮孔上部岩石的破碎效果,一般硬岩装药长度在12~13m,使炸药能量的有效利用率低。
3〇是面对煤炭市场持续的不景气,节约成本,降支降耗成为生产经营过程中的重点,并且爆破的效果如果达不到要求,会很大程度造成电铲设备的磨损并且影响生产效率。
通过对大峰采区在中深孔中使用PVC管间隔器进行间隔装药爆破方法,不仅可以提高岩石的爆破效果,还可以降低炮孔的单孔装药量,从而降低炸药单耗和爆破成本,对现代化矿山发展具有重要的现实意义。
根据现场的生产实践,在传统的硬岩穿爆工作的基础上,引进新的爆破工艺,改善爆破质量,以降低采装成本,提高爆破效率和经济效益。
1采区产生大块和根底原因的分析1.1炸药性能对爆破效果的影响炸药的密度、爆热、爆速、做功能力和猛度等性能指标,反映了炸药爆炸的威力,直接影响爆炸效果。
增大炸药的密度和爆热,可以提高单位体积炸药的能量密度,同时提高炸药的爆速、猛度和爆力[2]。
1.2装药结构对爆破效果的影响1〇按药卷与炮孔的径向关系分为藕合装药和不藕合装药。
2〇按药卷与药卷在炮孔轴向的关系分为连续装药和间隔装药。
连续装药各药卷在炮孔轴向紧密接触,间隔装药药卷之间在炮孔轴向上存在一DOI:10.13235/ki.ltcm.2017.12.008引用格式:马望龙.PVC管间隔装药在深孔爆破中的应用[J].露天采矿技术,2017,32(12):26-29.PVC管间隔装药在深孔爆破中的应用马望龙(神宁集团汝箕沟无烟煤分公司,宁夏石嘴山753004)摘要:提高岩石的爆破质量对露天煤矿的生产具有重要意义,随着现代化矿山的建设,长期以来在穿孔爆破设计中所用的传统方法,存在一定的不足,本文提出了采用PVC管间隔装药的爆破方法,提高爆破效率和经济效益。
间隔装药在地震勘探爆技术中的研究与应用
间隔装药在地震勘探爆爆技术中的研究与应用吴杨云1.前言地震勘探爆破是地球物理勘探的一种方法,它依据的是岩石的弹性。
地震勘探采用人工的方法(使用炸药或其他能源)在岩体中激发弹性波(地震波),沿侧线的不同位置用地震勘探仪器检测大地的震动。
把检测数据以数字形式记录在磁带上,通过计算机处理来提取有价值的信息。
最终以地质解释的形式显示其勘探的结果。
2.地震勘探爆破激震方式根据不同的地形地质条件、勘探范围和深度、震源类型等,通常采用以下几种爆破激震方式。
2.1空中爆炸一般在不宜进行钻凿炮井的地区(如,流沙,沼泽)实施,可采用单点或多点组合爆炸。
它的优点是爆破作业简单,最大缺点是爆炸时会产生很强的声波和面波等干扰波。
2.2坑中爆炸在表层地震地质条件复杂区,如沙漠、黄土沟和砾石覆盖区钻井困难时采用,多用于我国西北地区。
坑中激发一般采用多坑组合爆破,坑数、组合形式可通过试验确定,爆破后以各坑点的破坏圈互不相切为宜,一般坑距在10—20m左右。
爆坑要选择在激发岩性较好的地点。
药包应放在坑底的横洞内,竖坑中填土。
2.3井中爆破地震勘探中最常用的一种激发方式,优点是:能降低面波的强度,消除声波对有效波检测记录时的干扰;能形成很宽的频谱;可大大减少炸药的用量。
井中爆破时,宜选取潮湿的可塑性岩层作为激发岩性。
激发深度按反射波要求,应在潜水面以下3-5m处。
若能离开地面一个面波波长的深度激发,则可以较好地抑制面波。
激发药量的选择,应根据岩性、勘探深度、震源与接收点之间的距离、检波器的灵敏度等因素确定,在上述因素不变的情况下,适当增加药量可以提高有效波的振幅。
如属于远距离接收,且检波器的灵敏度已达到最大值,此时为有好的检测效果增大单个药量已受到限制时,也可将炸药分散成多个药包按一定方式排列成组合药包,然后同时起爆,。
生产实践表明组合药包的激震效果较好,在爆炸组合参数选择中,合理确定井距(即药包间距)R(单位m)十分重要,一般可按经验公式:R=3.03Q计算,式中Q为炸药量,其单位:kg。
露天矿中间隔装药爆破技术
露天矿中间隔装药爆破技术2015-04-29 11:06 责任编辑:崔玮娜刘成都(葛洲坝易普力新疆爆破工程有限公司,新疆乌鲁木齐,830002)摘要:在露天矿开采的过程中,钻爆部分是很重要的环节,其中钻爆部分的质量,直接影响后续采装效率和采矿的成本。
在露天矿的穿孔爆破作业过程中,特别是深孔台阶爆破,好多情况会运用间隔装药的爆破技术,以便改变爆破效果,提高效率,节约成本。
所以这种爆破技术在矿山中的应用有很重要的意义。
关键词:露天矿;间隔装药;深孔台阶;效果;效率;成本1慨述间隔装药结构有中间间隔、孔底间隔和上部间隔。
中间间隔结构时,中间可以填塞土、细小沙石和岩粉等,更多的是利用空气间隔播间隔,其优点是操作简单,间隔长度容易精确控制。
孔底间隔结构式炮孔底部留出一段长度不装药,以空气作为间隔介质,此外还有水间隔和柔性材料间隔,在孔底实行空气间隔装药亦称孔底气垫装药。
孔口间隔装药结构是在装药后利用空气间隔器进行间隔,实现缩小填塞长度目的,施工过程中必须保证上部有效的填塞。
2露天矿应用中优势分析目前,很多露天矿山爆破开采中都在应用间隔装药技术,采取的间隔方法不同,然而目的大概有以下几种。
2.1降低整体炸药单耗誊合理的炸药单耗不仅能减少炸药使用成本,还能提高劳动生产率,最终改善爆破质量,提高矿山经济效益。
对于中深孔爆破中的分层装药和填塞技术而言,充分考虑炸药单耗是十分必要的。
瑞典人首先发现并推荐这种降低单耗的方法[1],其理论依据是:爆破时炮孔下部受到夹制作用大,上部顶端是自由面,只要下部炸开,上部使用更少的炸药就可以获得良好的爆破效果。
分层间隔装药分层填塞的目的就是在不改变爆破参数的条件下,通过改变装药结构,炸药在炮孔内分布更加均勺,炸药的能量利用率得到提高,使得相同的药量发挥更大的作用。
在相同孔网参数条件下,可以获得相对较好的爆破块度;爆破效果相当的条件,可以设计较大的孔网参数,实现炸药单耗的降低,降低了爆破成本。
间隔装药技术在矿山爆破中的应用
间隔装药技术在矿山爆破中的应用摘要:中部间隔装药是利用空气间隔器、钻屑等材料,在炮孔中间进行间隔,从而减少装药量,提高上部装药高度,达到既节省炸药,又减少上部大块的目的。
由于地形等原因,某矿山部分地区的台阶高度比常规区域要大得多,如果还按照以前的连续耦合装药方法装药,药量少了会产生大块,不利于挖运;药量大了又会造成炸药消耗过多,增加生产成本。
通过引入空气间隔装药,很好地解决了这一问题。
关键词:矿山爆破;大台阶高度;中部间隔装药0前言自从炸药发明以来,爆破技术一直在造福于人类。
爆破工程的大量应用,为矿山开采、铁路修筑、公路修筑、机场建设等节省了大量的人力和财力,大大推动了这些行业的发展。
与此同时,人类对爆破技术的研究也随着爆破技术的应用而不断发展。
根据应用场景的不同,工程爆破可以分为露天爆破、孔桩爆破、隧道爆破、矿山井下爆破、水下爆破、拆除爆破,等等,每一种爆破类型都已经发展出了很多理论。
尽管如此,对爆破技术的研究仍然停留在经验公式上,还不能做到特别精确。
间隔装药技术是爆破中的一项技术,根据间隔的位置,又可以分为底部间隔装药、中部间隔装药和顶部间隔装药三种类型。
使用的间隔材料可以是空气,也可以是钻屑等。
中部间隔装药,在特定的情况下可以节省炸药,改善爆破效果,节省施工成本。
1间隔装药技术的原理研究目前对于间隔装药的作用机理,还没有形成一套完整的理论,尚处于试验阶段。
一般认为,炮孔采用连续耦合装药时,药包的表面与炮孔孔壁岩石直接接触,使炸药爆轰产生的压缩应力波和爆轰气体压力在孔壁岩石周围形成压碎区。
压碎区的岩石不仅产生严重的粉碎性破坏,还产生较多能量使压碎区的温度骤然升高。
尽管目前对压碎区岩石的破碎与其所消耗的能量之间的定量关系尚不清楚,但普遍认为压碎区的形成具有经济上的不合理性。
无论是底部、中部还是顶部间隔装药,都是通过改变药包与炮孔孔壁的接触关系,来降低压缩应力波和爆轰气体作用在孔壁的最大压力,同时延长压力的作用时间,如图1所示。
浅议空气间隔器在中深孔爆破的应用
浅议空气间隔器在中深孔爆破的应用摘要:近年来,在国内外中深孔爆破中,有关气体间隔器技术理论研究很多。
推广应用主要在露天采矿中深孔爆破炮孔中部或底部采用气体为间隔介质的装药方法。
用空气作为介质时叫空气间隔器或者空气垫层。
采用间隔器这种分段不耦合装药,可降低孔内爆破压力,减少,甚至避免因耦合装药而形成的矿岩冲击粉碎,扩大爆破区安全风险范围。
提高炸药爆破能量的有效利用率,降低炸药单耗。
为矿山开采爆破节约炸药,降低采矿成本,更是露天矿爆破作业的最新技术成果。
关键词:露天矿;中深孔爆破;空气间隔器间隔装药;爆破应用1空气间隔器1.1空气间隔器原理介绍空气间隔器是露天采矿中深孔爆破中进行分段间隔装药的自充气式囊塞,气囊塞由二层高压聚乙烯膜压制成圆桶压制成密封袋,袋内装有储气瓶一个,袋外套装专用编织袋缝制增强的外包装,袋外同时系有带刻度的吊绳,使用前先吊绳长度放至指定位置,保证放置顺畅并在绳上做上记号,打开储气罐开启阀后放入孔内,气瓶由拉提式发气装置给密封袋充气,充气时间约10—15s后膨胀到孔壁内,压强为0.06MPa,即可正常装药。
空气间隔器可根据炮孔直径进行选择确定,应用范围以露天煤矿、铁矿、灰岩矿等深孔爆破。
1.2气体间隔器作用气体间隔器作用可有效降低爆炸起始压力峰值,以空气为介质,使冲量沿孔壁分布均匀,故炮孔顶部破碎块度均匀,解决目前连续装药造成上下部岩石破碎不均匀现象。
(1)延长孔内爆轰压力作用时间。
由于炮孔顶底部空气柱的存在,爆轰波以冲击波的形式向孔壁、孔顶底部入射,必然引起多次反射,加之紧跟着产生的爆炸气体向空气柱高速膨胀飞射,可以延长炮孔顶底部压力作用时间和获得较大的爆破能量,从而加强对炮孔顶底部矿岩的破碎作用。
(2)采用气体间隔器分段装药的方法,可有效控制露天矿中深孔爆破地震波的传播距离,减少了爆破有害效应对周围环境的影响。
同时降低地震效应,减少爆破对边坡和矿区周边建筑物的危害。
(3)气体间隔器使用操作简单,使用灵活方便,可降低炸药单耗,提高每米炮孔崩矿量。
露天爆破合理深孔填塞参数及装药结构的研究
爆炸气体的共同作用形成了爆破破碎漏 斗。
在集 中药包条 件 下 , 塞条 件相 同时 , 斗 的 填 漏 几何 尺寸只 与炸药肇 和药包 埋深 有关 。对 于 柱状药 包 , 填塞条 件 以外 , 破漏 斗的 几 除 爆 何尺寸 还 与药 柱 的 长度有关 不 同 的装 填结
区内岩石的破碎程度对整个台阶爆破效果的
在给定 岩石种类 、 炸药 、 及爆 破 方式 药量 的条件 下 ,炮 孔填
难。因此 , 实际中一般采用的填塞参数 矿i I I
都 基于生产 经验 ,而往往 不能根据 生产 不能 根 据生产 条件 的变 化 ,改 变并确 定合理 的炮
果的主要因素 。适当的炮孔填塞能加强爆炸 气体对周同岩石的作用, 改善爆破效果 , 填塞 材料x力强爆炸气体对周用岩石的作用已被 寸口
下有关方面的因素对爆破效果的影响,请 同
仁们批 评 及指正 。
一
深区, 如图所示。在现代露天矿 , 随着大型钻
机 的使用 ,炮孔 直径增 加 到 30 3 0 m 同 0—5r , a
、
填塞材料作 用
却是锥面,其锥度取决于岩体应力波波速与
炸药爆轰 波速度之 比 。 在漏斗形成 过程 中 , 应 力波 ( 括 入射 波和 到达 自由而的反射 波 ) 包 和
应 用作用 时间 ) 定 了岩 的破 碎程 度 和破 决
碎 范围 。
在露天矿深孔爆破中,填塞对生产安全 和改善爆破效果有着1分重要的作用。因此 ,
近年 来 ,炮 孔堵塞 作用 问题 愈来 愈引起 人们
的重视, 许多学者对此进行过专门的研究, 并 捉H各 自的观 。 { 一般认为: 填塞的作用主要 是限制炮孔空腔内爆炸气体赤 外泄 ,以维 持较长时间的炮孑 压力。但 由于填塞对炸药 L 爆轰和岩石破碎的影响是一个十分复杂的过
第4章间隔装药爆破技术
空气间隔延长了爆生气体的作用时间 由于采用空气柱导致炮孔压力降低,所
以空气柱对应抵抗线方向岩石的运动将 减小
孔壁压力与作用时间
4.3 顶部空气间隔的应用
•一次性装药, 不影响装药; •采用顶部空气 间隔后,表面大 块减少;
当单孔计算药量 小于装药段长 度时,
可采用炮泥间隔 的分段装药结.1 空气间隔装药的分类 4.2 空气间隔理论 4.3 顶部空气间隔的应用 4.4 中部空气间隔的应用 4.5 底部空气间隔的应用
4.1 空气间隔装药的分类
4.2 空气间隔理论
降低了爆炸冲击波的峰值压力,减少了 炮孔周围岩石的过粉碎
(3)自充气间隔器
第三章 间隔装药爆破技术
(3)自充气间隔器
5.水耦合爆破
5.1 炮孔的水耦合爆破 5.2 水压爆破
5.1 炮孔的水耦合爆破
水耦合、水间隔、水力增压 径向水耦合装药结构 轴向水耦合装药结构
径向水耦合装药结构
类似径向(空气)不耦合装药结构
轴向水耦合装药结构
类似轴向空气间隔装药,分为 中部水间隔 底部水间隔 上部水间隔——煤矿为安全多用该方法
* 水袋
5.2 水压爆破
利用水传递炸药的爆炸能量, 破坏结构物达到拆除目的的爆 破称为水压拆除爆破
6.固体松散介质间隔装药
为弥补水压爆破的不足,研究出采用固体 松散介质代替水来传递炸药爆炸能量,达 到破碎容器型结构物控制爆破拆除的目的。
固体松散介质包括:含水量较大的水稻田 土、含水量较小的自然沙质粘土、煤颗粒
1、常用装药结构形式
(1)按照炸药和炮孔之见的密实 (2)根据炸药的直径 (3)根据炸药位置 (4)按间隔材料分类
第4章 间隔装药爆破技术(32)
耦合装药
径向不耦合 装药
轴向不耦合 装药
不耦合装药
(2)根据炸药的直径
同直径药卷装药 变直径药卷装药
(3)根据炸药位置
(1)连续装药结构 (2)分段装药结构 (3)孔底间隔装药结构 (4)混合装药结构
(1)连续装药结构
连续装药结构图
(2)分段装药结构
(3)孔底间隔装药
(3)自充气间隔器
第三章 间隔装药爆破技术
(3)自充气间隔器
5.水耦合爆破
5.1 炮孔的水耦合爆破 5.2 水压爆破
5.1 炮孔的水耦合爆破
水耦合、水间隔、水力增压 径向水耦合装药结构 轴向水耦合装药结构
径向水耦合装药结构
类似径向(空气)不耦合装药结构
轴向水耦合装药结构
类似轴向空气间隔装药,分为 中部水间隔 底部水间隔 上部水间隔——煤矿为安全多用该方法 * 水袋
4.7 间隔器
水平孔,不需要间隔器,通过控制各段 装药的深度即可
第三章 间隔装药爆破技术
垂直孔或倾斜孔,需要使用间隔器,来 达到预留一定空气柱或水柱的目的 (1)木间隔器
第三章 间隔装药爆破技术
(2)外充气型
柱 状 间 隔 器
第三章 间隔装药爆破技术
球 形 间 隔 器
第三章 间隔装药爆破技术
4.空气间隔的分段装药结构及其应用 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 空气间隔装药的分类 空气间隔理论 顶部空气间隔的应用 中部空气间隔的应用 底部空气间隔的应用
4.1 空气间隔装药的分类
4.2 空气间隔理论
降低了爆炸冲击波的峰值压力,减少了 炮孔周围岩石的过粉碎 空气间隔可以简便地形成第二次应变波, 并延长了冲击波(应力波)的作用时间 空气间隔延长了爆生气体的作用时间 由于采用空气柱导致炮孔压力降低,所 以空气柱对应抵抗线方向岩石的运动将 减小
空气间隔法装药在露天中深孔台阶爆破中的应用及效益
3.2 柔性材料简介
炸药单耗 (kg/m³)
0.36 0.40 0.42
3 空气间隔法装药的应用 3.1 万洞山矿段的主要参数
万硐山矿段主要采用潜孔钻进行穿孔。孔径为 140mm, 台阶高度 10m, 药径为 90mm,采用中部空气间隔装药结
收稿日期 :2019-06 作者简介 :吕增在,男,生于 1987 年,汉族,云南宣威人,本科,研究方 向 :采矿技术。
①相对连续装药来说增加了雷管用量及联网难度 ;② 对操作人员责任心要求高,上分层填塞长度不够时,易发生 冲孔,爆破飞石危害。
图 1 φ140mm 炮孔间隔装药结构图
表 1 相关爆破参数
孔位编号
前排 第二排 第三排
最小抵抗线 (m) 3.0 3.0 3.0
孔间距(m)
4.5 4.5 4.5
单孔药量 (kg) 48 54 57
图 2 pp 材料捆扎绳 常见的柔性材料有尼龙绳、捆扎绳、纯棉绳、黄麻绳等。
138 世界有色金属 2019年 6月下
B 爆破技术 lasting technique
柔性材料价格便宜,以 pp 材料捆扎绳为例(见图 2),市场 价约 37 元 /1800m,以孔深 10m,每孔用绳量 5m 计,每孔 花费 0.1 元。 3.3 柔性材料使用方法
LV Zeng-zai, LI Shao-bin
(Heqing Beiya Mining Co., Ltd., Dali, Dali 671507, China)
Abstract: Drilling and blasting are very important links in the open pit mining process. The quality of drilling and blasting directly affects the subsequent shoveling efficiency and mining cost. In open pit deep hole bench blasting, using flexible material to lift explosive with interval charge can improve blasting effect, improve shoveling efficiency and save mining cost. This blasting technology has important application and popularization significance in open-pit mine blasting. Keywords: air spacer charge; open pit mine; medium-deep hole blasting; flexible material; air spacer
底部间隔装药爆破技术应用研究
块分 度布
地 脚 、 根 情 况 地
震 动程 度
无
、
度 分布不均 匀
无
、
小
鏊
浪费
度 分 布 均 匀
毕 业 于 中 南 大 学采 矿 与岩 土 工程 专 业 , 任 广 州 市珠 江 水 泥 现 有 限公 司矿 山 部 采 矿技 术 工程 师 。
大
震 动 损 伤 减 少
・
3 ・ 0
露天采矿技术 21 年第5 00 期
满 孑 装 药 方式 药 柱 L 2 0m 平 台
一
中间间隔装药方式药柱
一
2 0m平 台
36 m .
1 O m
图 1 满 孔 装 药 、 间 间 隔 装 药 结 构 示 意 图 中
从表 2和实 际生产情 况看 ,两种 装药 方式 的爆
2 O
1 O个满孔 装 药、 O个 问隔 1
度 为 16MP , 0 a 采装设 备 不 能直 接 挖掘 , 要 进 行爆 需
破 。爆 破工 艺 为 : 中深孔 、 孔距 、 排距 、 花形 布 大 小 梅 孔、 V型排 间微 差起爆 。孑 网参数 见表 1 L 。
收 稿 日期 :0 0 0 — 2 2 1— 5 1 作者简介 : 胡乾 威 (9 3 ) 男 , 矿 助 理 工程 师 ,0 4年 1 8一 , 采 20
N/ 全鑫  ̄. 篓最 星 N N
孑 数/ L 个 装药 长度, m 单孔 装药量/g k 单 孔起爆 药包/ 个 炸药单 耗/g t k ・ 单 位爆破 成本/ ・ 元 t
爆 堆 高 度 松散度/ % 平 均 块 度 相 平 均 块 度 相 块度均 匀 , 粉
西彬长矿区亭南煤矿顶板深孔装药封孔爆破技术研究与应用
西彬长矿区亭南煤矿顶板深孔装药封孔爆破技术研究与应用摘要:207工作面鉴定为强冲击危险工作面,采取了多种卸压手段,主要以顶板深孔爆破为主,弱化顶板关键层应力传递,降低冲击危险性。
在实施顶板深孔爆破过程中,由于钻孔倾角大,最大达到90°,装药下放困难,使用原始的黄土封孔质量差,易破坏顶板,因此,对装药工艺进行优化改造,采用水泥浆封孔,大大提高了装药、封孔速度,较少了大量人工,提高了爆破效率,保证了工作面按期投产。
关键词:装药新工艺、黄土封孔、水泥浆封孔、小型注浆泵一、项目简况207工作面是二盘区第四个回采工作面,经鉴定,207工作面鉴定为强冲击危险工作面,受冲击地压影响严重,我们采取了多种卸压手段,其主要以顶板深孔爆破卸压为主,弱化顶板关键层应力传递,降低冲击危险性,保证工作面安全生产。
目前,207工作面正在着急安装投产,时间紧迫,由于顶板爆破卸压还没有达到超前卸压范围,由于施工的顶板爆破孔倾角大,最大达到90°,流水大,装药下放困难,使用原始的黄土封孔质量差,易破坏顶板,造成爆破卸压工程效率低、速度慢,不能满足工作面按期投产和生产期间超前卸压距离。
因此,为了提高爆破效率和加快爆破速度,通过现场不断的实验改进优化装药工艺,采用水泥浆封孔,大大提高了装药、封孔速度,较少了大量人工,提高了爆破效率,保证了工作面按期投产。
二、207工作面基本情况207工作面沿方位角0o布置,由运输顺槽、灌浆巷、回风顺槽、全岩高抽巷四条巷道组成,工作面东侧相邻204-206工作面采空区,区段煤柱30m,西侧为实炭区,北靠矿井边界煤柱,停采线距轨道大巷200m,工作面长度200m,回采长度2260m。
工作面煤层厚度为13.6m~21.2m,平均厚度为18.0m,埋深459m~692m。
207工作面整体呈现出切眼及停采线位置高、中间低,西高东低。
该区域横跨哪坡~杏曹湾~公坡寺向斜和南玉子向斜轴部。
哪坡~杏曹湾~公坡寺向斜由井田东北角泾河进入矿区,经亭口水库、宇家山一组至董兴村二组,形成本区骨架构造,走向EW~NE,延伸长度6.5km。
浅谈竹竿间隔装药在VCR采矿法深孔爆破中的应用
浅谈竹竿间隔装药在VCR采矿法深孔爆破中的应用【摘要】为提高VCR采矿法的矿房生产效率、降低矿石损失,减轻二次破碎劳动强度,节约施工成本;某铁矿在VCR法深孔爆破装药结构中应用了竹竿间隔装药,取得了良好的效果,介绍了该工程的施工工艺,值得同类矿山借鉴参考。
【关键词】VCR采矿法;装药结构;深孔爆破VCR采矿法即垂直深孔落矿阶段矿房法,是柱状装药爆破技术在采矿工程中的具体应用。
该法的特点是在矿房上部开掘凿岩硐室,在矿房底部形成拉底空间,在凿岩硐室内向下钻凿大直径深孔,再从孔的下端按自下而上的顺序逐层爆破。
VCR采矿法能改善爆破质量,最大限度地减少采准工作量,稳定矿岩状态,装药和爆破作业简单,是一种低成本、安全、高效的地下采矿方法。
1.具体施工方案该铁矿凿岩硐室长为矿体厚度,高为3.6m,宽为16m,矿房宽15m,即矿房两边各超出矿房边界0.5m,方便矿房两边边孔的凿岩施工。
为了减少硐室的跨度和暴露面积,在硐室中央设计预留一条宽为2.4m的条形间柱,将凿岩硐室的跨度由16m转变为2个6.8m。
1.1孔网参数根据开采方案,统一采用3m*3m的孔网参数,平行布孔,矿房宽15m按排距3m计算可分为6排,周边孔孔距可适当缩小(1~1.2m)即在保证最小抵抗线(3~3.5m)的情况下布置斜孔,最大限度的回采矿石。
钻孔直径沿用国内常用孔径165mm。
根据VCR法的理论基础,C.W.利文斯顿的研究成果,所谓球形药包是即长度与直径之比小于6的药包,此时破碎原理和效果与球状药包相似。
小断面掏槽时,我们设计每段装药500mm;大规模侧向崩矿由于增加了侧向自由面,设计实施竹竿间隔装药结构装药,每次爆破8~14m高度。
1.2钻孔作业采用T-150高气压环形潜孔钻机进行钻凿,该钻机工作气压达到1.7MPa,高风压可迫使钻头高速穿过非均质矿石而使炮孔不易偏移,成孔质量好,偏斜率小于1%。
钻孔作业应注意三点:①人身安全;②严格按照各孔参数凿孔,凿岩过程中,每个钻孔孔口安装长0.8m的孔口管,确保钻孔偏斜率在设计范围内;③注意钻孔返砂情况,做好记录(即几米处出现夹石,高度多少),以便于了解夹层在钻孔的具体位置。
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等方 面原 因 , 成 工 期严 重 滞 后 。在 工 程 施 工 的这 造 3年时 间内 , 国经 济经 历 了一 次 快 速发 展 , 伴 随 中 并
着工业 原材 料价 格 的快 速 上 涨 。工 程 开 工 之初 , 炸
手 段减 少爆 破器 材 用 量 , 炸 药成 本 占到 了爆破 器 而 材 成本 的绝 大部 分 , 以降 低 成本 最 直 接 的就 是 降 所
深 孔 爆 破 间 隔装 药 技 术 探 讨
刘 世 波
( 国铁 道科 学研 究 院 ,北京 1 O 8 ) 中 O 0 1
摘 要 :某场平土石方深孔爆破施工期间 , 恰逢爆破器材 价格上涨 , 如何 节约爆 破成本是此 工程面 临
的 主 要 问 题 。 在 某些 爆 破参 数 确 定 的 条件 下 , 工 中摸 索 出空 气 间 隔 装 药 结 构 能 降 低 炸 药 单耗 , 时 保 施 同 证 了 破 碎 效 果 。 通 过 不 同装 药 结 构 经 济性 对 比分 析 , 明深 孔 爆 破 间 隔 装 药 技 术 在 技 术 、 济 上是 可行 表 经
c m p r tv l na y e o a a i e y a l z d,i h ts ow e ha e p h e bl s i g i e va h r n e hni u a v ia l n t e d t td e ol a tn nt r lc a gi g t c q ew sa albe i h t c no og n c o y a o t f b i g ge r l e . e h l y a d e on m nd w r h o e n ne a i d z KEY OR DS: Ro k bl s i g;I e v lc r ng;Bl s i g m a e i l W c a tn nt r a ha gi a tn t ra s;Co t a a yss s n l i
L U Shi6 一0
( h n a e f Ra l y S in e C i aAc d my o iwa ce c ,Bej n 0 0 1 i ig 1 0 8 ,Ch n ia)
ABS TRACT:I h on t u to pe i fs m efa a t n t e c s r c in rod o o l te r hwor e p ho e b a tng,t ie o l s i — k d e l l s i heprc fb a tng ma
traswa iig,S o t a et ec s st eman p o lm a e h r jc.Un e h o d t n o e il srsn Oh w o s v h o twa h i r b e fc d t ep o t e d rt ec n i o f i
工 程 项 目面 临 的 主 要 课 题 。
镇 , 国铁 道科 学研 究 院承 担 了其 中 7 0余 万 立 方 中 0
米 的石 方爆 破施 工任 务 。 自 2 0 0 6年 1 O月项 目开工
爆 破施 工成 本 主要包 括爆 破原 材料 成本 和管理
以来 , 已历 时近 4年 , 成 了 8 0余 万立 方 米 , 体 完 0 整
1 引 言
深圳 市 留仙 洞 场平工 程位 于深 圳 市南 山 区西 丽
高到 最 高 单 价 6 7 . 2元 / 意 味 着 原 材 料 成 本 在 3 I,
年时 间里上 涨 了 近 1倍 。但 是 , 破 承 包 单 价并 未 爆
因原材 料价 格上 涨 而 有 提 高 , 此如 何 节 约 成 本是 因
工程 预计 于 2 1 0 0年底 完 成 。 留仙洞 场平 工 程 原 计 划 工期 为 4 8天 , 8 因运 输
成本 , 目前 管理 成本 已趋 于稳定 , 降低 原材 料成本 从
着 手 , 以通过 减少 原 材 料 用 量来 实 现 节 约 成本 的 可 目的 。原材 料成 本 包 括 机械 成 本 和 爆 破 器 材成 本 。 机 械成 本是 相对 固定 的 ; 节 约成 本 唯 有 采 用技 术 要
的 , 得推广。 值
关 键 词 :石方爆破 ;间隔装药 ; 爆破器材 ;成本分析 中图 分 类 号 :TD2 5 3 3. 3 文 献 标 识 码 :AO BLA STI G N
I NTERVAI CHARGI NG TECHN I E QU
第 1 6卷 第 4期
20 10年 1 2月
工 程 爆 破
EN G I EERI G S N G N N BI A TI
Vo . 6,No 4 I1 . De e c mb r 2 1 e O 0
文章 编 号 :1 0 — 7 5 ( 0 0) 4 0 1 3 0 6 0 1 2 1 0 —0 4 —0
c r a n d fnie bl s i g pa a e e s,i s f e t i e i t a tn r m t r t wa oun ut t t n e v l ha g ng ou d r d e ni x o i e d o ha i t r a c r i c l e uc u t pl sv e c s m p i n a d a s p g o b ok n e f c s Ec no c c s o d fe e c r i g t uc u e wa l o on u to n lo ke t o d r e fe t . o mi o t f if r nt ha g n s r t r s a s