铵油炸药在露天矿煤层爆破中的应用

铵油炸药在露天矿煤层爆破中的应用

尚德忠,耿立君,马宏伟

(霍林河露天煤业股份有限公司,内蒙古霍林郭勒029200)

摘　要:通过对霍林河南露天煤矿爆破中铵油炸药的实验性研究分析,提出使用自制铵油炸药爆破原煤,期望以此达到保证原煤的爆破质量,降低原煤爆破成本的目的。

关键词:铵油炸药;低温特性;煤层爆破;应用

中图分类号:TD235.21+1 文献标识码:B 文章编号:1671-9816(2003)01-0016-02

1　引　言

铵油炸药在我公司南露天矿使用的时间较短,主要应用在夏季的剥离岩石爆破中,而在煤层爆破中使用的较少。南露天矿的煤层爆破主要使用的是3#露天炸药,其价格昂贵,且都是从外地购进的。我公司现在能够自制铵油炸药,其价格较3#露天炸药便宜得多。若能将铵油炸药代替3#露天炸药用于煤层爆破中,将使原煤爆破成本大大降低。基于此点考虑,本文将主要讨论如何运用现代爆破技术使铵油炸药在煤层爆破中的爆破效果达到与3#露天炸药等铵梯炸药等同的爆破效果,以及铵油炸药在煤层爆破中应用的可行性。

2　铵油炸药应用的前提

众所周知,铵油炸药是钝感炸药,保证铵油炸药在煤层爆破生产中的完全爆轰,需要直接面对和解决的是铵油的惰性起爆问题。在现场的生产中,起爆铵油炸药不提倡使用起爆弹,因为一旦拒爆,起爆弹在煤炭中长期不会失效,无论对于采装还是用户来说都是不利的。我们提倡使用质量过关的2#岩石炸药来起爆钝感的铵油炸药。对于钝感炸药来说,在与起爆炸药充分接触的情况下,增加起爆能可以显著提高铵油炸药的爆速。用2#岩石炸药来起爆,既增大了起爆能,又可以显

收稿日期:2002-11-01

作者简介:尚德忠(1970-),男,1992年毕业于辽源煤校,助理工程师,参加工作以来一直从事爆破设计工作。现任霍林河露天煤业股份有限公司南露天矿穿孔爆破部技术员。著提高铵油炸药的爆轰速度。因此,我们结合现场爆破生产实际,通过反复研究,得出科学应用铵油炸药的前提条件是:

(1)保证铵油炸药性能的稳定性。

(2)保证铵油炸药在爆破中的爆轰完全。

(3)起爆药包要与铵油炸药有充分的接触。3　铵油炸药用于煤层爆破的可行性及优点

3.1　用于煤层爆破的可行性

(1)霍林河煤田形成于中生界晚侏罗系地层。煤种属于老年褐煤,硬度较小,节理发育,易于破碎,普氏系数f=2～4。

(2)铵油炸药与3#露天炸药比较,前者比后者的猛度小,而爆力则比后者高。

在爆碎机理上,猛度大的炸药破硬岩效果好,而爆力高的炸药爆破软岩其效果更佳。2种炸药性质的比较如表1。

表1　3#露天炸药与铵油炸药性能表

性质3#露天炸药

铵油炸药

(自测)密度/g·cm-30.85～1.00.85～1.0

猛度/m m7以上5以上

爆力/ml250以上300～315

3.2　优点及施工要求

(1)通常情况下,铵油炸药的威力较3#露天炸药的威力小,为了保证原煤的爆破质量,我们可以将爆破原煤的铵油炸药单耗提高10%～15%。夏季爆破原煤的单耗为140～160g/m3,冬季爆破原煤时若单耗提高15%将达到150～180g/ m3。虽然冬季单耗略有提高,但与使用3#露天炸药比较,成本还是有所下降。

(下转第26页)

间歇接地。接地瞬间,直流回路+X1电压突然下降,根据楞次定律可知电动机励磁绕组中的磁场方向为相反方向,电动机为反励磁,提升变为下降,同时直流操作电源接触器ZC51线圈因欠压释放,+X21、X22失电,各工作机构制动抱闸。

第二次飞车原因是接触器ZC51线圈松动,接点触及固定金属架上导致+X1电压突然下降,推压电动机他励绕组瞬间建立反方向磁场,勺杆在失控情况下急速切入。同时主机真空接触器线圈因欠压释放,飞车过程结束。

根据直流电动机机械特性C eФn=U-I R,降低磁通可提高电机转速,即在某点接地电机励磁电压下降的瞬间产生弱磁生速,是工作机构飞车的主要原因。

3　改进与预防

(1)将24V直流稳压电源输入到主令控制器的471电源线串入到直流回路接地继电器常闭接点,在有接地故障DJ3动作时,首先断开主令控制器的给定电源,缩短从人为反应到采取措施之间的时间,防止事故扩大。

(2)建立正常的月检与小修制度,对于绝缘质量差的元件及时更换。由于直流控制回路所带电气元件较多,所以操作与维护人员应经常对此回路进行检查与测试。操作者在工作中发现有异常现象时应立即停机检查,防止类似事故的发生。

(上接第16页)

(2)铵油炸药单耗的提高,其单孔装药量比用3#露天炸药时的单孔装药量多,药柱长度也增加。由于在装药结构上采用了空气柱分段装药,使得铵油炸药在上段装药的密度增大,改变原来用3#露天炸药时重心低的结构,这样就更好地发挥了铵油炸药爆力高的特点,使得炮孔上下都能均匀破碎,达到了3#露天炸药等铵梯炸药的爆破效果。

(3)为了克服铵油炸药猛度较小的弱点,穿孔时要优化布孔参数,采用小抵抗技术,孔网参数可采用9m×5m或8m×5m,具体实施时要根据煤质的变化情况以及南露天矿炮孔直径为160 mm的制约条件而定。

(4)铵油炸药单耗较3#露天炸药有所提高,但是总的炸药费用较3#露天炸药便宜得多。所以,大量地使用铵油炸药,既可扶持本地区的经济,又可以加快爆破机械化的进程,同时又不必远购炸药,节约大量资金。

(5)由于铵油炸药在装药结构上使炸药重心上提,为了保证爆生气体的能量全部消耗在原煤的破碎上,减少能量溢飞,要保证炮孔上部充填质量。

4　铵油炸药在冬季的应用

铵油炸药在夏季使用大有发展,但其低温特性却限制了冬季在土岩爆破中的应用。因为在严寒的冬季土岩的地温随气温的降低而下降,同一气温下,不同土岩的地温值也不相同,岩性变化较大。然而煤的地温基本保持在0℃以上,冻层以下的煤是不冻结的,因而煤的岩性变化不大,这给冬季煤层爆破使用铵油炸药创造了有利条件。在冬季,可以在常温18℃左右的车间里加工生产铵油炸药,在运往现场的过程中用苫布等保温材料将炸药盖好,并迅速装药起爆,仍能起到很好的爆破效果。另一种方法是将成品铵油炸药装入质量较好且直径符合炮孔直径要求的圆柱状塑料袋内,每袋5kg左右。现场装药时轻拿轻放,尽量不要使塑料袋破损,装药后将炮孔充填好不需马上起爆,铵油炸药在煤层中埋放2～3h后,炸药的温度和地温基本相同时再行起爆。这样做一方面避开了铵油炸药的特性低温值;另一方面也可以使其完全爆轰,大大改善其爆破效果。

5　结　论

现场试验表明,用铵油炸药替代3#露天炸药其经济效益相当可观,且随着生产规模的不断扩大,其经济效益就会愈好。按生产原煤400万t 计算,因采用铵油炸药,炸药费用减少26.4万元。随着爆破技术的发展以及我公司对煤层结构特性的进一步研究,铵油炸药性能和应用效果会不断得到完善和提高,其应用前景更加可观。