降低中深孔爆破大块率的技术措施
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There is a ubiquitous problem that large lump produces in mediumdeephole blasting in the produc-
tion process of openpit mines． Combined with the practice of blasting of Huang mailing Phosphate Chemical Co． ， Ltd， this paper detailed discusses the position of causing large lump， and analyzes the reasons． Combined with the the paper sums up the specific measures in lowering large lump rate in mediumdeeppractical geological conditions， hole blasting in open mines by taking blasting design， blasthole spacing pattern， detonation mode， construction and management into account． Production practice on the scene agrees that these measures resulted in very satisfied effects．
。因此， 降低爆破
大块率， 对矿山的生产和安全具有重要的意义。
收稿日期： 2011 － 09 － 28 作者简介： 赵 强（ 1986 ） ， 男， 硕士研究生， 主要从事矿山爆破研究， （ Email） jdqsqiang@ 163． com。
第 28 卷
第4 期
赵
强， 张建华， 李
星， 等
降低中深孔爆破大块率的技术措施
Key words：
openpit mine； blasting； large lump rate； measures and methods
在露天矿开采中， 穿孔爆破是开采工艺中重要的 一个环节。爆破效果的好坏直接影响铲装运输的效 率和采矿的经济成本。爆堆的大块率是衡量爆破效 果好坏的重要指标之一， 大块率高直接增加二次爆破 的成本， 影响矿山的生产和安全
第 28 卷
第4 期
2011 年 12 月
爆 破 BLASTING
Vol． 28
No． 4
Dec． 2011
DOI： 10． 3963 / j． issn． 1001 － 487X． 2011． 04． 013
全面详细的阐述了大块产生的位置， 分析其产出的原因， 结合现场的实际地质情 责任公司磷矿的爆破情况， 从爆破设计， 孔网布置， 起爆方式， 施工与管理等方面， 总结出降低露天中深孔爆破大块率的具体措施和 况， 方法。经现场实践验证， 获得了较好的爆破效果 。 关键词： 露天矿； 爆破； 大块率； 措施和方法 A 文章编号： 1001 － 487X（ 2011 ） 04 － 0050 － 03 中图分类号： TD235． 33 文献标识码：
2． 2
3
降低大块率的措施
因为每个矿山的地质情况不尽相同， 所以解决 大块率的技术措施也不尽相同。 因此， 针对黄麦岭 磷矿的现场实际情况， 从以下几个方面采取措施， 改 ， 。 善爆破效果 降低大块率
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爆
破
2011 年 12 月
该位置的孔位置， 以免抵抗线过小。 后面几排孔正 常布置应确保最后一排孔在一条直线上， 才能使爆 ［6 ］ 破后获得较好的爆破面 。 2 ） 对于存在 2 个或者 3 个自由面的爆区， 除了 还要注意侧方的自 需要考虑主爆方向的自由面外， 由面， 若侧方自由面的坡度较缓， 就要在该方向加打 。 倾斜孔 （ 4 ） 孔网布置与起爆方式有关 布孔应布置成雁行 当起爆方式为斜线起爆时， 列， 可以减小侧方拉裂产生的大块； 当起爆方式为 “V 型” 起爆时， 布孔应布置成倒八字形， 减小侧方 。 拉裂产生的大块 3 ． 3 起爆方式 露天台阶爆破起爆顺序有很多种， 如排间顺序 V字 排间奇偶式顺序起爆， 波浪式顺序起爆， 起爆， 形顺序起爆， 对角线顺序起爆等等。 针对该矿山的 现场实际情况， 对于存在 2 个或者 3 个自由面爆区 ［7 ］ 可以减少临空面的大块率 ； 采用斜线起爆方式， 对于只有 1 个自由面爆区采用“V 型 ” 起爆方式， 增 碰撞破碎的效果， 使悬浮在爆破自由面的大 加挤压， 在挤压、 碰撞过程中被破碎， 从而减低大块率。 块， 对于中等、 难爆爆区的“V 型 ” 起爆处， 应作出适当 起爆时 2 个起爆点同时起爆， 并且要缩小 的调整， “V 型 ” 起爆通道处的孔网参数， 可以降低起爆点处 的大块率， 这种起爆方式称作“U 型 ” 起爆 （ 如图 1 所示） 。起爆点的选择应使起爆方向与层状节理走 向方向正交。
， W d 取 4 m。 并经现场实践验证， （ 2 ） 炮孔孔距和排距： a = mWd ， 本设计取 a = 5 m。
b 取 3． 5 ～ 4 m。 按正三角形梅花布孔 b = a sin 60， （ 3 ） 堵塞长度： L d = （ 0 ． 7 ～ 1 ． 0 ） W d 垂直深孔取 （ 0 ． 7 ～ 0 ． 8 ） W d ； 倾斜深孔取 （ 0 ． 9 ～ 1 ． 0 ） W d ； L d 取 2． 8 ～ 3 m。 3 ． 2 因地制宜的孔网布置 孔网布置是爆破施工的一个重要环节， 合理与 否直接影响爆破效果的好坏。孔网布置由于受到地 开采条件等一些因素的影响， 因此因地制宜 质条件、 。 的布孔方法相当重要 （ 1 ） 孔网布置与岩层 倾 向 和 台 阶 坡 面 的 关 系 有关。 1） 当岩层的倾向与台阶坡面夹角 α 为 0 ° ～ 45 ° 或 135 ° ～ 180 ° 时， 布孔应按照原设计进行调整， 适 当减小前排抵抗线以及孔距和排距 。 2 ） 当岩层的倾向与台阶坡面夹角 α 为 45 ° ～ 135 ° 时， 可按照设计正常布孔。 （ 2 ） 孔网布置与岩石的可爆性有关。 对于该矿山易爆的岩石， 如石英云母片岩， 在布 孔时可以适当的扩大排距与孔距 ， 依据现场试验， 孔 网参数调整为 6 m × 4 m， 是既经济又合理的； 对于 ， 、 中等的岩石 如石英片岩 绿色片麻岩， 在布孔是严 格按照设计进行， 即孔网布置为 5 m × 3． 5 m； 对于 难爆的岩石， 如团块状浅粒岩， 在布孔时应缩小前排 抵抗线以及孔距与排距， 同时对于前排孔应进行加 密处理， 前排孔孔距调整为 3． 5 ～ 4 m， 孔网参数调 整为 4． 5 m × 3． 5 m。 （ 3 ） 孔网布置与地形有关 对于临空面比较整齐的工作面， 布孔可以按照 设计进行， 而对于地形复杂的工作面， 孔网布置需要 作适当调整。 1 ） 对于爆区台阶坡面凹凸不平的工作面， 布孔 时应在台阶坡面总体比较整齐处布置第 1 排孔， 对 ， ， ， 1 于凸出面 进行加孔处理 对于凹进面 调整第 排
［5 ］
大块产生的位置 矿山生产实践表明： 大块易产生于台阶的坡面、 炮孔孔口堵塞位置、 软硬岩层的分界处、 岩石节理裂 隙发育地段、 后方和侧方的拉裂处、 孔网参数过大的 中间位置、 底 盘 抵 抗 线 过 大 的 台 阶 根 部、 以 及“V “V 型” 型” 起爆点和 起爆通道处等。 大块产生的原因 （ 1 ） 为了克服底盘抵抗线的阻力， 炸药主要置于 、 ， 炮孔的中 底部 使其沿炮孔轴线方向的炸药能量分布 ［ 2 ］ 岩石破坏不均匀 。 不均。孔口部分能量不足， （ 2 ） 台阶的前部， 即邻近台阶坡面的一定范围 内， 岩石受前次爆破的破坏， 原生弱面胀裂， 甚至被 “块体 ” ， 切割成 爆破时这部分“块体 ” 易整体震落， 形成大块。 （ 3 ） 同一爆区岩层与岩层（ 特别是硬岩与软岩 ） 分界部分， 有时从爆区表面就可看到大块条带 ， 易于 震落。 （ 4 ） 爆区的后部与未爆岩石相交处 （ 沿爆破塌 落线） 也会产生一些因爆破而震落的大块 。 （ 5 ） 地质断层以及节理裂隙的存在， 使单孔承担 ， ， 的面积 以及抵抗线发生了变化 同时断层和节理裂隙 ［ 3 ］ 又有泄能的作用， 这就会使爆破时该位置形成大块 。 （ 6 ） 岩层倾向与爆破自由面相反或者相同时， 易产生大块。 （ 7 ） 孔网参数以及起爆点选择的不合理。 当孔 网参数过大时， 中心部位往往会产生大块； 起爆点如 果选择在自由面的凹进去的位置或者地质构造复杂 的地方， 往往容易产生大块。
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2． 1
产生大块的位置及原因
源自文库
正确合理的设计 合理的设计需要详细的调查爆区的地质特征， 熟悉了解爆区主要岩石的力学性质， 如岩石的抗拉 强度、 抗压强度， 岩石的密度、 硬度、 波阻抗及地质构 造等， 根据实际情况， 利用经验公式确定爆区的爆破 ［4 ］ 参数 。主要参数包括底盘抵抗线、 孔距、 排距以 及堵塞长度。经反复计算， 实践优化， 爆区参数设置 ： 如下 （ 1 ） 底盘抵抗线： 根据钻孔作业的安全条件计 算公式 W d ≤ H cot α + B 以及台阶高度和孔径计算 Wd = Kd 等 经 验 公 式 计 公式 W d = （ 0 ． 6 ～ 0 ． 9 ） H、 算
降低中深孔爆破大块率的技术措施
赵 强， 张建华 ， 李 星， 冯毓松 ， 李胜利
3． 河北省邢台市地质十一队， 邢台 055352 ） 摘 要： 露天矿中深孔爆破大块是露天矿山生产过程中普遍存在的一个问题 。文中结合黄麦岭磷化有限
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（ 1． 武汉理工大学 资源与环境工程学院， 武汉 430070 ； 2． 黄麦岭磷化有限责任公司， 孝感 432100 ；
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开 拓 工 作 面 横 向 推 进 的 方 式。 台 阶 高 度 10 m， D25KSh高风压潜孔钻穿孔， 自制乳化炸药， 乳化炸 药混装车装药。 磷矿矿床为沉积变质型， 矿体呈层状分布， 走向 东西方向， 向南倾斜， 倾角 35 ° ～ 48 ° ， 岩石以碳质 片岩、 绿色片岩、 绿色片麻岩、 二长片麻岩和团块状 浅粒岩为主， 硬度 f = 10 ～ 16 。其中团块状浅粒岩硬 ， 度大 解理特别发育， 与其它岩石软硬相结合， 属难 爆岩石。并在矿层与矿层间， 矿层与岩层间， 岩层与 岩层之间存在明显的沉积面。
Measures to Lower the Large Lump Rate in Mediumdeephole Blasting
ZHAO Qiang1 ， ZHANG Jianhua1 ， LI Xing1 ， FENG Yusong2 ， LI Shengli3 （ 1． School of Resources and Environmental Engineering， Wuhan University of Technology， Wuhan 430070 ， China； 2． Huang mailing Phosphate Chemical Co Ltd， Xiaogan 432100 ， China； 3． Hebei Xingtai 11st Geologic Team， Xingtai 055352 ， China） Abstract：
［ 1 ］
1
工程概况
湖北省黄麦岭磷化工集团公司位于湖北省东北
部的孝感市大悟县境内， 紧靠我国北方缺磷区， 是一 家以化肥生产为主， 集磷矿采矿、 选矿、 化工于一体 的国有大型企业， 设计采矿能力 100 万 t / a， 采用穿 孔爆破， 铲装运载， 排岩间断工艺， 纵向掘沟水平推 进的开拓方式， 公路汽车运载。 东坑采场的境界范 围长轴方向沿矿体走向呈 WN—ES 方向， 采取纵向
tion process of openpit mines． Combined with the practice of blasting of Huang mailing Phosphate Chemical Co． ， Ltd， this paper detailed discusses the position of causing large lump， and analyzes the reasons． Combined with the the paper sums up the specific measures in lowering large lump rate in mediumdeeppractical geological conditions， hole blasting in open mines by taking blasting design， blasthole spacing pattern， detonation mode， construction and management into account． Production practice on the scene agrees that these measures resulted in very satisfied effects．
。因此， 降低爆破
大块率， 对矿山的生产和安全具有重要的意义。
收稿日期： 2011 － 09 － 28 作者简介： 赵 强（ 1986 ） ， 男， 硕士研究生， 主要从事矿山爆破研究， （ Email） jdqsqiang@ 163． com。
第 28 卷
第4 期
赵
强， 张建华， 李
星， 等
降低中深孔爆破大块率的技术措施
Key words：
openpit mine； blasting； large lump rate； measures and methods
在露天矿开采中， 穿孔爆破是开采工艺中重要的 一个环节。爆破效果的好坏直接影响铲装运输的效 率和采矿的经济成本。爆堆的大块率是衡量爆破效 果好坏的重要指标之一， 大块率高直接增加二次爆破 的成本， 影响矿山的生产和安全
第 28 卷
第4 期
2011 年 12 月
爆 破 BLASTING
Vol． 28
No． 4
Dec． 2011
DOI： 10． 3963 / j． issn． 1001 － 487X． 2011． 04． 013
全面详细的阐述了大块产生的位置， 分析其产出的原因， 结合现场的实际地质情 责任公司磷矿的爆破情况， 从爆破设计， 孔网布置， 起爆方式， 施工与管理等方面， 总结出降低露天中深孔爆破大块率的具体措施和 况， 方法。经现场实践验证， 获得了较好的爆破效果 。 关键词： 露天矿； 爆破； 大块率； 措施和方法 A 文章编号： 1001 － 487X（ 2011 ） 04 － 0050 － 03 中图分类号： TD235． 33 文献标识码：
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降低大块率的措施
因为每个矿山的地质情况不尽相同， 所以解决 大块率的技术措施也不尽相同。 因此， 针对黄麦岭 磷矿的现场实际情况， 从以下几个方面采取措施， 改 ， 。 善爆破效果 降低大块率
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爆
破
2011 年 12 月
该位置的孔位置， 以免抵抗线过小。 后面几排孔正 常布置应确保最后一排孔在一条直线上， 才能使爆 ［6 ］ 破后获得较好的爆破面 。 2 ） 对于存在 2 个或者 3 个自由面的爆区， 除了 还要注意侧方的自 需要考虑主爆方向的自由面外， 由面， 若侧方自由面的坡度较缓， 就要在该方向加打 。 倾斜孔 （ 4 ） 孔网布置与起爆方式有关 布孔应布置成雁行 当起爆方式为斜线起爆时， 列， 可以减小侧方拉裂产生的大块； 当起爆方式为 “V 型” 起爆时， 布孔应布置成倒八字形， 减小侧方 。 拉裂产生的大块 3 ． 3 起爆方式 露天台阶爆破起爆顺序有很多种， 如排间顺序 V字 排间奇偶式顺序起爆， 波浪式顺序起爆， 起爆， 形顺序起爆， 对角线顺序起爆等等。 针对该矿山的 现场实际情况， 对于存在 2 个或者 3 个自由面爆区 ［7 ］ 可以减少临空面的大块率 ； 采用斜线起爆方式， 对于只有 1 个自由面爆区采用“V 型 ” 起爆方式， 增 碰撞破碎的效果， 使悬浮在爆破自由面的大 加挤压， 在挤压、 碰撞过程中被破碎， 从而减低大块率。 块， 对于中等、 难爆爆区的“V 型 ” 起爆处， 应作出适当 起爆时 2 个起爆点同时起爆， 并且要缩小 的调整， “V 型 ” 起爆通道处的孔网参数， 可以降低起爆点处 的大块率， 这种起爆方式称作“U 型 ” 起爆 （ 如图 1 所示） 。起爆点的选择应使起爆方向与层状节理走 向方向正交。
， W d 取 4 m。 并经现场实践验证， （ 2 ） 炮孔孔距和排距： a = mWd ， 本设计取 a = 5 m。
b 取 3． 5 ～ 4 m。 按正三角形梅花布孔 b = a sin 60， （ 3 ） 堵塞长度： L d = （ 0 ． 7 ～ 1 ． 0 ） W d 垂直深孔取 （ 0 ． 7 ～ 0 ． 8 ） W d ； 倾斜深孔取 （ 0 ． 9 ～ 1 ． 0 ） W d ； L d 取 2． 8 ～ 3 m。 3 ． 2 因地制宜的孔网布置 孔网布置是爆破施工的一个重要环节， 合理与 否直接影响爆破效果的好坏。孔网布置由于受到地 开采条件等一些因素的影响， 因此因地制宜 质条件、 。 的布孔方法相当重要 （ 1 ） 孔网布置与岩层 倾 向 和 台 阶 坡 面 的 关 系 有关。 1） 当岩层的倾向与台阶坡面夹角 α 为 0 ° ～ 45 ° 或 135 ° ～ 180 ° 时， 布孔应按照原设计进行调整， 适 当减小前排抵抗线以及孔距和排距 。 2 ） 当岩层的倾向与台阶坡面夹角 α 为 45 ° ～ 135 ° 时， 可按照设计正常布孔。 （ 2 ） 孔网布置与岩石的可爆性有关。 对于该矿山易爆的岩石， 如石英云母片岩， 在布 孔时可以适当的扩大排距与孔距 ， 依据现场试验， 孔 网参数调整为 6 m × 4 m， 是既经济又合理的； 对于 ， 、 中等的岩石 如石英片岩 绿色片麻岩， 在布孔是严 格按照设计进行， 即孔网布置为 5 m × 3． 5 m； 对于 难爆的岩石， 如团块状浅粒岩， 在布孔时应缩小前排 抵抗线以及孔距与排距， 同时对于前排孔应进行加 密处理， 前排孔孔距调整为 3． 5 ～ 4 m， 孔网参数调 整为 4． 5 m × 3． 5 m。 （ 3 ） 孔网布置与地形有关 对于临空面比较整齐的工作面， 布孔可以按照 设计进行， 而对于地形复杂的工作面， 孔网布置需要 作适当调整。 1 ） 对于爆区台阶坡面凹凸不平的工作面， 布孔 时应在台阶坡面总体比较整齐处布置第 1 排孔， 对 ， ， ， 1 于凸出面 进行加孔处理 对于凹进面 调整第 排
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大块产生的位置 矿山生产实践表明： 大块易产生于台阶的坡面、 炮孔孔口堵塞位置、 软硬岩层的分界处、 岩石节理裂 隙发育地段、 后方和侧方的拉裂处、 孔网参数过大的 中间位置、 底 盘 抵 抗 线 过 大 的 台 阶 根 部、 以 及“V “V 型” 型” 起爆点和 起爆通道处等。 大块产生的原因 （ 1 ） 为了克服底盘抵抗线的阻力， 炸药主要置于 、 ， 炮孔的中 底部 使其沿炮孔轴线方向的炸药能量分布 ［ 2 ］ 岩石破坏不均匀 。 不均。孔口部分能量不足， （ 2 ） 台阶的前部， 即邻近台阶坡面的一定范围 内， 岩石受前次爆破的破坏， 原生弱面胀裂， 甚至被 “块体 ” ， 切割成 爆破时这部分“块体 ” 易整体震落， 形成大块。 （ 3 ） 同一爆区岩层与岩层（ 特别是硬岩与软岩 ） 分界部分， 有时从爆区表面就可看到大块条带 ， 易于 震落。 （ 4 ） 爆区的后部与未爆岩石相交处 （ 沿爆破塌 落线） 也会产生一些因爆破而震落的大块 。 （ 5 ） 地质断层以及节理裂隙的存在， 使单孔承担 ， ， 的面积 以及抵抗线发生了变化 同时断层和节理裂隙 ［ 3 ］ 又有泄能的作用， 这就会使爆破时该位置形成大块 。 （ 6 ） 岩层倾向与爆破自由面相反或者相同时， 易产生大块。 （ 7 ） 孔网参数以及起爆点选择的不合理。 当孔 网参数过大时， 中心部位往往会产生大块； 起爆点如 果选择在自由面的凹进去的位置或者地质构造复杂 的地方， 往往容易产生大块。
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产生大块的位置及原因
源自文库
正确合理的设计 合理的设计需要详细的调查爆区的地质特征， 熟悉了解爆区主要岩石的力学性质， 如岩石的抗拉 强度、 抗压强度， 岩石的密度、 硬度、 波阻抗及地质构 造等， 根据实际情况， 利用经验公式确定爆区的爆破 ［4 ］ 参数 。主要参数包括底盘抵抗线、 孔距、 排距以 及堵塞长度。经反复计算， 实践优化， 爆区参数设置 ： 如下 （ 1 ） 底盘抵抗线： 根据钻孔作业的安全条件计 算公式 W d ≤ H cot α + B 以及台阶高度和孔径计算 Wd = Kd 等 经 验 公 式 计 公式 W d = （ 0 ． 6 ～ 0 ． 9 ） H、 算
降低中深孔爆破大块率的技术措施
赵 强， 张建华 ， 李 星， 冯毓松 ， 李胜利
3． 河北省邢台市地质十一队， 邢台 055352 ） 摘 要： 露天矿中深孔爆破大块是露天矿山生产过程中普遍存在的一个问题 。文中结合黄麦岭磷化有限
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（ 1． 武汉理工大学 资源与环境工程学院， 武汉 430070 ； 2． 黄麦岭磷化有限责任公司， 孝感 432100 ；
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开 拓 工 作 面 横 向 推 进 的 方 式。 台 阶 高 度 10 m， D25KSh高风压潜孔钻穿孔， 自制乳化炸药， 乳化炸 药混装车装药。 磷矿矿床为沉积变质型， 矿体呈层状分布， 走向 东西方向， 向南倾斜， 倾角 35 ° ～ 48 ° ， 岩石以碳质 片岩、 绿色片岩、 绿色片麻岩、 二长片麻岩和团块状 浅粒岩为主， 硬度 f = 10 ～ 16 。其中团块状浅粒岩硬 ， 度大 解理特别发育， 与其它岩石软硬相结合， 属难 爆岩石。并在矿层与矿层间， 矿层与岩层间， 岩层与 岩层之间存在明显的沉积面。
Measures to Lower the Large Lump Rate in Mediumdeephole Blasting
ZHAO Qiang1 ， ZHANG Jianhua1 ， LI Xing1 ， FENG Yusong2 ， LI Shengli3 （ 1． School of Resources and Environmental Engineering， Wuhan University of Technology， Wuhan 430070 ， China； 2． Huang mailing Phosphate Chemical Co Ltd， Xiaogan 432100 ， China； 3． Hebei Xingtai 11st Geologic Team， Xingtai 055352 ， China） Abstract：
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工程概况
湖北省黄麦岭磷化工集团公司位于湖北省东北
部的孝感市大悟县境内， 紧靠我国北方缺磷区， 是一 家以化肥生产为主， 集磷矿采矿、 选矿、 化工于一体 的国有大型企业， 设计采矿能力 100 万 t / a， 采用穿 孔爆破， 铲装运载， 排岩间断工艺， 纵向掘沟水平推 进的开拓方式， 公路汽车运载。 东坑采场的境界范 围长轴方向沿矿体走向呈 WN—ES 方向， 采取纵向