中国工程爆破与爆破器材的现状及展望_汪旭光
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C U RREN T ST A T U S A N D FU T U RE PRO SPEC T OF ENG IN E ERING BLAS T ING AND EXPLOS IVE M AT ERIALS IN CH INA
W AN G X u-guang (B ei j i ng General Research Insti tute of Mi ni ng and Met all urgy , Bei j i ng 100044 , China)
远程配送技术配套 , 其推广前景广阔 。 现场混装车的发展和推广应用 , 推动了工业炸
药与爆破技术的全面发展 , 现场混装乳化炸药技术受 到国内外工业炸药和工程爆破界的广泛关注 。 现场 混装乳化炸药的优点是 :①提高了作业流程的安全 性 。现场混装乳化炸药技术基础是可泵送乳胶基质 , 乳胶基质组分的 80 %～ 90 %是硝酸铵等硝酸盐 , 只有 将乳胶基质泵入炮孔且经化学敏化后才能形成炸药 。 最大限度地提高了炸药制备 、运输和使用的安全性 。 ②减少了对周围环境的影响 。现场混装乳化炸药技 术减少了乳胶基质半成品在运输 、贮存和使用过程中 的泄漏 , 而乳胶基质本身的油包水(W/ O)结构也可阻 止硝酸盐溶于水 , 基本上消除了炸药对环境的污染 。 ③乳化炸药现场混装技术将车载乳胶基质从移动式 装药车上分离出来 , 车上只配置乳胶基质贮仓 , 敏化 剂罐和乳胶基质输送 、敏化 、装填等系统 , 装药车整车 抗颠簸 、抗冲击性能提高 。因此 , 可大大提高其综合 作业效率 、延长系统使用寿命 。
水利枢纽三期上游碾压混凝土围堰爆破拆除和青藏 铁路的开通就是典型的实例 。
1 工程爆破现状
爆破技术依爆破方法不同而异 , 常见的爆破方 法包括 :井巷掘进爆破 、台阶爆破 、岩土控制爆破 、硐 室爆破 、水下爆破和药壶爆破等 。 其中露天深孔台 阶爆破的理论和技术发展最为成熟 ;岩土控制爆破 也有所创新 ;硐室爆破的规模受到一定的限制 ;水下
ABSTRACT :T he paper , by taki ng ty pical engi neering blasting cases as inst ance s , present ed and sum ma-
rized the current stat us and great technolo gical f ruit s i n the f ield o f enginee ring blasting in China in terms of surface lo ng-hole bench blast ing , unde rw at er blasting , fro zen soil enginee ring blasting , chamber blasti ng , demoli tion blast ing in ci ty and ex plo sion w orking .T his w as f ollo wed by an int roduction of t he t ypes and output of t he explosive materials , the new production technologies of t he i ndust ry ex plo sives and sit e mixing loader(especially fo r the pow der emulsio n explosive), and t he st at us and developing histo ry of the explo sive mat eri al s(especi al ly digi tal deto nat or and plast ic conducing tube)in det ail .T he aut ho r , com bining his ow n count ry' s st atus in the f ield of engineering blasting , lo oked into t he development prospect and the dif ficult ies needed t o be at t acked i n t he f uture , and encourag ed hi s co lleag ues to understand t he current st atus , look int o the f uture , t ake the oppo rtuni ties so as to realize a big leap fo rw ard o f blasting technology in 21st century. KEY WORDS :Engi neering blasti ng ;Ex plo sive m aterials ;Review ;St atus and prospect
汪旭光
(北京矿冶研究总院 , 北京 100044)
摘 要 :以典型的工程爆破实例, 从露天深孔台阶爆破 、水下爆破 、冻土工程爆破 、硐室爆破 、城镇拆 除 爆破及爆炸加工等几方面 , 阐述了我国工程爆破技术现状与取得的丰硕成果 ;从爆破器材的产品种类与 产量 , 工业炸药尤其是粉状乳化炸药和乳化炸药现场混装车新技术 , 以及起爆器材特别是数码雷管和塑 料导爆管等方面 , 介绍了我国爆破器材生产技术的现状与发展历程 。 作者结合国情 , 展望了各技术的发 展前景与重点攻克的课题 , 激励业界人士正视现状 、展望未来 、抓住 时机 , 努力实现 21 世纪爆破技术 的 跨越式发展 。 关键词 :工程爆破 ;爆破器材 ;述评 ;现状与展望 中图分类号 :T D235 ;TD 235.2 文献标识码 :A
(4)爆破优化技术和计算机模拟技术在大型露 天矿的应用 , 已开发形成了有效的软件程序 。南芬 露天矿以采矿总成本为目标函数 , 以破碎度等为约 束条件建立了爆破优化数学模型 , 用非线性规划法 求解 , 合理分配各车间的成本指标 , 为穿爆车间爆破 优化参数提供了良好的基础 。水厂铁矿对露天矿台 阶爆破条件下的爆区地形 、爆区内岩石的物理力学 性质和地质构造特征 、炸药爆炸性能进行了综合分 析 , 在此基础上建立的 Blast-Code 模型 , 可以由计 算机自动地完成爆破设计 , 并可进行破碎效果和爆 堆形态的预测 , 效果良好 。 1.2 水下爆破工程
(1)2006 年 6 月 6 日成功地实施了长江三峡水 利枢纽三期上游碾压混凝土围堰拆除爆破工程 。该 工程设计爆破炮孔(药室)总数达 1022 个 , 采用现场 混装的乳化 炸药 总装 药量 191.3t , 使用 数码 雷管 2506 发 ;爆破拆除 围堰总长 度为 480m , 拆除 方量 18.6 万 m3 , 最 大 爆 破 水 深 达 38m ;爆 破 总 延 时 12.888s 。该项工程不仅满足了三峡三期工程建设
根据国际上发展中国家的资料统计 , 当城市人 口接近总人口的 30 %～ 40 %时 , 就会出现经济腾飞 和基本建设的高潮 , 当今的中国正 处在这个时期 。 我们正在进行范围极为广泛的爆破工程 , 我们正在 从事着世界上最大规模的基本建设工程 , 长江三峡
收稿日期 :2007 -07 -20 作者简介 :汪旭光 , 中国工程院院士 、教授 、博士生导师 。
(3)乳化炸药现场混装车装药爆破技术在大型 矿山已获推广应用 。 炸药现场混装车是集炸药原材 料运输 、现场混制 、装填为一体的设备 。 20 世纪 80 年代后期 , 南芬露天铁矿和德兴铜矿等率先在国内 实现了乳化炸药现场混制装药机械化 , 在爆破效果 、 经济效益和安全环保等方面起 到了良好的示 范作 用 。 近年来已在中型和地下矿山逐步推广应用 , 与
汪旭光 :中国工程爆破与爆破器材的现状及 展望
·3·
的需要 , 而且在理论上有发展创新 , 在施工技术上创 造了多项世界第一 , 在围堰拆除爆破技术上处于国 际领先水平 。
(2)2007 年 2 月 15 日下午 14 时整 , 目 前国内 最大船坞围堰 ———舟山中远船务工 程有限公司 12 号船坞围堰爆破拆除成功 , 为我国围堰爆破拆除增 加了新的范例 。 该工程采用围堰内侧钻缓倾斜孔方 案 、中间开口逐孔起爆的爆破网路 , 共钻孔 1600 个 , 其中中深孔 557 个 , 累计钻孔延米 8119m ;使用炸药 51t 、雷管 4500 发 。爆后经检查 , 爆破效果完全达到 设计和施工技术要求 , 爆破振动 、爆破飞石及爆破冲 击波未对周围设施造成任何损坏 。
目前 , 北京矿冶研究总院研制的 BCJ 系列乳化炸 药现场混装车已先后在地下工程 、公(铁)路隧道工 程 、水电开挖工程 、露天岩土爆破工程 、地下矿山 、采 石场获得应用推广 , 其中有 10 余台乳化炸药装药车 先后出口到蒙古 、俄罗斯和赞比亚 。BCJ-4 型乳化炸 药混装车和 BCJ-5 型装药机分别在南京梅山铁矿 、金 川有色金属公司取得了良好的试验和应用效果 。
其经验是 :①实现逐孔毫秒延期爆破的关键是 选择合理的孔间间隔时间 。根据安太堡露天煤矿的 经验 , 大规模的逐孔毫秒延期爆破的孔间间隔时间 为 8m s , 因而要求导爆管雷管的精度误差在 8ms 之 内 , 以保证准确的起爆 。 孔内采用同一段雷管 , 地表 采用 17 、25 、42 、65ms 和 100ms 不同延期时间的地 表雷管与之组合 。 ②采用空气间隔器底部空气间隔 装药 , 提高了能量利用 率 , 降低 了爆破振动有 害效 应。
继南芬露天铁矿之后 , 2005 年 3 月 30 日太原 钢铁公司峨口铁矿也进行了大区多排深孔毫秒延期 爆破 。共有炮孔 871 个 , 使用炸药 398.7t , 矿岩爆破 量 130.3 万 t , 同样也取得了良好的爆破效果 。
(2)逐孔毫秒延期爆破的应用 。 随着高精度 、高 可靠性导爆管雷管的应用 , 实现逐孔毫秒延期爆破已 成为现实 。 亚洲最大的露天煤矿 ———安太堡露天煤 矿 , 于 2003 年 3 月 31 日成功地进行了一次逐孔毫秒 延期爆破 。 炸药消耗量 480t , 爆破量125 万 m3 、折合 312 万 t , 单 位 炸药 消 耗 量 0.384kg/ m3 , 爆破 孔 数 1285 个 , 爆破区呈“之”字形 。
·2·
工 程 爆 破
爆破和拆除爆破最为活跃 。 1.1 露天深孔台阶爆破
露天深孔台阶爆破技术已广泛地应用于中国露 天矿山 、铁道 、公路 、水利水电建设的基坑路堑开挖 工程 、采石场 、工业场地平整等爆破作业中 。 深孔台 阶爆破技术的新发展主要表现在以下几方面 :
(1)大区多排深孔毫秒延期爆破的推广 。 南芬 露天铁矿等大型露天矿山在大区多排深孔毫秒爆破 实施中 , 对孔网参数 、机械化散装装药与结构 、填塞 方法 、起爆顺序 、毫秒间隔时间等进行了深入研究 , 显著提高了爆破质量与技术经济指标 。 德兴铜矿在 有自燃自爆危险的难爆矿岩中实现了机械化预装药 爆破技术 。南芬露天铁矿最大规模的爆破 , 一次毫 秒爆破段数达 100 余段 , 炮孔超过 500 个 , 预装药量 达 300t , 矿 岩 爆破 量超 过 81 万 t , 该 矿 还实 现 了 18m 高台阶深孔爆破技术的应用性试验 , 使中国矿 山深孔爆破技术提高到一个新水平 。
第 2
1 0
3卷 07
第4 期 年12月
EN
Gຫໍສະໝຸດ Baidu
IN
工程爆破
EER IN G BLAS
T
IN
G
V ol.13 , De ce m be r
N o.4 2007
文章编号 :1006 -7051(2007)04 -0001-08
中国工程爆破与爆破器材的现状及展望
W AN G X u-guang (B ei j i ng General Research Insti tute of Mi ni ng and Met all urgy , Bei j i ng 100044 , China)
远程配送技术配套 , 其推广前景广阔 。 现场混装车的发展和推广应用 , 推动了工业炸
药与爆破技术的全面发展 , 现场混装乳化炸药技术受 到国内外工业炸药和工程爆破界的广泛关注 。 现场 混装乳化炸药的优点是 :①提高了作业流程的安全 性 。现场混装乳化炸药技术基础是可泵送乳胶基质 , 乳胶基质组分的 80 %～ 90 %是硝酸铵等硝酸盐 , 只有 将乳胶基质泵入炮孔且经化学敏化后才能形成炸药 。 最大限度地提高了炸药制备 、运输和使用的安全性 。 ②减少了对周围环境的影响 。现场混装乳化炸药技 术减少了乳胶基质半成品在运输 、贮存和使用过程中 的泄漏 , 而乳胶基质本身的油包水(W/ O)结构也可阻 止硝酸盐溶于水 , 基本上消除了炸药对环境的污染 。 ③乳化炸药现场混装技术将车载乳胶基质从移动式 装药车上分离出来 , 车上只配置乳胶基质贮仓 , 敏化 剂罐和乳胶基质输送 、敏化 、装填等系统 , 装药车整车 抗颠簸 、抗冲击性能提高 。因此 , 可大大提高其综合 作业效率 、延长系统使用寿命 。
水利枢纽三期上游碾压混凝土围堰爆破拆除和青藏 铁路的开通就是典型的实例 。
1 工程爆破现状
爆破技术依爆破方法不同而异 , 常见的爆破方 法包括 :井巷掘进爆破 、台阶爆破 、岩土控制爆破 、硐 室爆破 、水下爆破和药壶爆破等 。 其中露天深孔台 阶爆破的理论和技术发展最为成熟 ;岩土控制爆破 也有所创新 ;硐室爆破的规模受到一定的限制 ;水下
ABSTRACT :T he paper , by taki ng ty pical engi neering blasting cases as inst ance s , present ed and sum ma-
rized the current stat us and great technolo gical f ruit s i n the f ield o f enginee ring blasting in China in terms of surface lo ng-hole bench blast ing , unde rw at er blasting , fro zen soil enginee ring blasting , chamber blasti ng , demoli tion blast ing in ci ty and ex plo sion w orking .T his w as f ollo wed by an int roduction of t he t ypes and output of t he explosive materials , the new production technologies of t he i ndust ry ex plo sives and sit e mixing loader(especially fo r the pow der emulsio n explosive), and t he st at us and developing histo ry of the explo sive mat eri al s(especi al ly digi tal deto nat or and plast ic conducing tube)in det ail .T he aut ho r , com bining his ow n count ry' s st atus in the f ield of engineering blasting , lo oked into t he development prospect and the dif ficult ies needed t o be at t acked i n t he f uture , and encourag ed hi s co lleag ues to understand t he current st atus , look int o the f uture , t ake the oppo rtuni ties so as to realize a big leap fo rw ard o f blasting technology in 21st century. KEY WORDS :Engi neering blasti ng ;Ex plo sive m aterials ;Review ;St atus and prospect
汪旭光
(北京矿冶研究总院 , 北京 100044)
摘 要 :以典型的工程爆破实例, 从露天深孔台阶爆破 、水下爆破 、冻土工程爆破 、硐室爆破 、城镇拆 除 爆破及爆炸加工等几方面 , 阐述了我国工程爆破技术现状与取得的丰硕成果 ;从爆破器材的产品种类与 产量 , 工业炸药尤其是粉状乳化炸药和乳化炸药现场混装车新技术 , 以及起爆器材特别是数码雷管和塑 料导爆管等方面 , 介绍了我国爆破器材生产技术的现状与发展历程 。 作者结合国情 , 展望了各技术的发 展前景与重点攻克的课题 , 激励业界人士正视现状 、展望未来 、抓住 时机 , 努力实现 21 世纪爆破技术 的 跨越式发展 。 关键词 :工程爆破 ;爆破器材 ;述评 ;现状与展望 中图分类号 :T D235 ;TD 235.2 文献标识码 :A
(4)爆破优化技术和计算机模拟技术在大型露 天矿的应用 , 已开发形成了有效的软件程序 。南芬 露天矿以采矿总成本为目标函数 , 以破碎度等为约 束条件建立了爆破优化数学模型 , 用非线性规划法 求解 , 合理分配各车间的成本指标 , 为穿爆车间爆破 优化参数提供了良好的基础 。水厂铁矿对露天矿台 阶爆破条件下的爆区地形 、爆区内岩石的物理力学 性质和地质构造特征 、炸药爆炸性能进行了综合分 析 , 在此基础上建立的 Blast-Code 模型 , 可以由计 算机自动地完成爆破设计 , 并可进行破碎效果和爆 堆形态的预测 , 效果良好 。 1.2 水下爆破工程
(1)2006 年 6 月 6 日成功地实施了长江三峡水 利枢纽三期上游碾压混凝土围堰拆除爆破工程 。该 工程设计爆破炮孔(药室)总数达 1022 个 , 采用现场 混装的乳化 炸药 总装 药量 191.3t , 使用 数码 雷管 2506 发 ;爆破拆除 围堰总长 度为 480m , 拆除 方量 18.6 万 m3 , 最 大 爆 破 水 深 达 38m ;爆 破 总 延 时 12.888s 。该项工程不仅满足了三峡三期工程建设
根据国际上发展中国家的资料统计 , 当城市人 口接近总人口的 30 %～ 40 %时 , 就会出现经济腾飞 和基本建设的高潮 , 当今的中国正 处在这个时期 。 我们正在进行范围极为广泛的爆破工程 , 我们正在 从事着世界上最大规模的基本建设工程 , 长江三峡
收稿日期 :2007 -07 -20 作者简介 :汪旭光 , 中国工程院院士 、教授 、博士生导师 。
(3)乳化炸药现场混装车装药爆破技术在大型 矿山已获推广应用 。 炸药现场混装车是集炸药原材 料运输 、现场混制 、装填为一体的设备 。 20 世纪 80 年代后期 , 南芬露天铁矿和德兴铜矿等率先在国内 实现了乳化炸药现场混制装药机械化 , 在爆破效果 、 经济效益和安全环保等方面起 到了良好的示 范作 用 。 近年来已在中型和地下矿山逐步推广应用 , 与
汪旭光 :中国工程爆破与爆破器材的现状及 展望
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的需要 , 而且在理论上有发展创新 , 在施工技术上创 造了多项世界第一 , 在围堰拆除爆破技术上处于国 际领先水平 。
(2)2007 年 2 月 15 日下午 14 时整 , 目 前国内 最大船坞围堰 ———舟山中远船务工 程有限公司 12 号船坞围堰爆破拆除成功 , 为我国围堰爆破拆除增 加了新的范例 。 该工程采用围堰内侧钻缓倾斜孔方 案 、中间开口逐孔起爆的爆破网路 , 共钻孔 1600 个 , 其中中深孔 557 个 , 累计钻孔延米 8119m ;使用炸药 51t 、雷管 4500 发 。爆后经检查 , 爆破效果完全达到 设计和施工技术要求 , 爆破振动 、爆破飞石及爆破冲 击波未对周围设施造成任何损坏 。
目前 , 北京矿冶研究总院研制的 BCJ 系列乳化炸 药现场混装车已先后在地下工程 、公(铁)路隧道工 程 、水电开挖工程 、露天岩土爆破工程 、地下矿山 、采 石场获得应用推广 , 其中有 10 余台乳化炸药装药车 先后出口到蒙古 、俄罗斯和赞比亚 。BCJ-4 型乳化炸 药混装车和 BCJ-5 型装药机分别在南京梅山铁矿 、金 川有色金属公司取得了良好的试验和应用效果 。
其经验是 :①实现逐孔毫秒延期爆破的关键是 选择合理的孔间间隔时间 。根据安太堡露天煤矿的 经验 , 大规模的逐孔毫秒延期爆破的孔间间隔时间 为 8m s , 因而要求导爆管雷管的精度误差在 8ms 之 内 , 以保证准确的起爆 。 孔内采用同一段雷管 , 地表 采用 17 、25 、42 、65ms 和 100ms 不同延期时间的地 表雷管与之组合 。 ②采用空气间隔器底部空气间隔 装药 , 提高了能量利用 率 , 降低 了爆破振动有 害效 应。
继南芬露天铁矿之后 , 2005 年 3 月 30 日太原 钢铁公司峨口铁矿也进行了大区多排深孔毫秒延期 爆破 。共有炮孔 871 个 , 使用炸药 398.7t , 矿岩爆破 量 130.3 万 t , 同样也取得了良好的爆破效果 。
(2)逐孔毫秒延期爆破的应用 。 随着高精度 、高 可靠性导爆管雷管的应用 , 实现逐孔毫秒延期爆破已 成为现实 。 亚洲最大的露天煤矿 ———安太堡露天煤 矿 , 于 2003 年 3 月 31 日成功地进行了一次逐孔毫秒 延期爆破 。 炸药消耗量 480t , 爆破量125 万 m3 、折合 312 万 t , 单 位 炸药 消 耗 量 0.384kg/ m3 , 爆破 孔 数 1285 个 , 爆破区呈“之”字形 。
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工 程 爆 破
爆破和拆除爆破最为活跃 。 1.1 露天深孔台阶爆破
露天深孔台阶爆破技术已广泛地应用于中国露 天矿山 、铁道 、公路 、水利水电建设的基坑路堑开挖 工程 、采石场 、工业场地平整等爆破作业中 。 深孔台 阶爆破技术的新发展主要表现在以下几方面 :
(1)大区多排深孔毫秒延期爆破的推广 。 南芬 露天铁矿等大型露天矿山在大区多排深孔毫秒爆破 实施中 , 对孔网参数 、机械化散装装药与结构 、填塞 方法 、起爆顺序 、毫秒间隔时间等进行了深入研究 , 显著提高了爆破质量与技术经济指标 。 德兴铜矿在 有自燃自爆危险的难爆矿岩中实现了机械化预装药 爆破技术 。南芬露天铁矿最大规模的爆破 , 一次毫 秒爆破段数达 100 余段 , 炮孔超过 500 个 , 预装药量 达 300t , 矿 岩 爆破 量超 过 81 万 t , 该 矿 还实 现 了 18m 高台阶深孔爆破技术的应用性试验 , 使中国矿 山深孔爆破技术提高到一个新水平 。
第 2
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第4 期 年12月
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工程爆破
EER IN G BLAS
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V ol.13 , De ce m be r
N o.4 2007
文章编号 :1006 -7051(2007)04 -0001-08
中国工程爆破与爆破器材的现状及展望