矿用装药袋在露天矿节理裂隙发育区及溶洞区中的爆破施工实践.pdf

矿用装药袋在露天矿节理裂隙发育区及溶洞区中的爆破施工实践郭卫东李方伟张锋(新疆雪峰爆破工程有限公司新疆 乌鲁木齐)摘 要:矿用装药袋已经在国内外的矿山爆破施工中被广泛应用 对同一台阶岩层不均匀、岩石裂隙发育、溶洞及防水炸药供应短缺等情况的爆破溶洞、节理、裂隙发育区可能改变抵抗线导致安全事故或因为能量在空隙中散失根本不能破碎岩石为保证施工质量降低施工成本对矿用装药袋在露天矿节理裂隙发育区及溶洞区中的实践进行了研究 实验表明矿用装药袋降低了溶洞、节理、裂隙发育区域爆破时对抵抗线的影响增加了爆破破裂能量改变了爆破能量的分配状况提高了爆破能量的利用率改善了爆破效果获得了良好的经济效益 因此矿用装药袋可以在类似矿山爆破生产中推广关键词:露天爆破矿用装药袋大块率中图分类号:.文献标识码:文章编号:()新疆雪峰爆破工程有限公司(以下简称“雪峰爆破公司”)年爆破方量约 亿 爆破施工项目涉及金属矿山、煤矿、水利及公路建设等领域 在承接的爆破施工项目中存在同一台阶岩层不均匀、岩石裂隙发育、溶洞及防水炸药供应短缺等情况在特殊地质条件下施工溶洞、节理裂隙发育区域爆破时可能改变抵抗线导致安全事故或因为能量在空隙中散失而根本不能破碎岩石为保证施工质量降低施工成本急需进行特殊地质条件下的装药结构研究 通过研究在岩层“上软下硬”“上硬下软”等不均匀区域、岩石节理裂隙发育区域、溶洞多及含水炮孔等特殊条件下的装药结构降低爆破大块率、减少爆破根底、改善爆破效果降低爆破施工成本解决在含水炮孔区域装填非抗水炸药的技术难题克服炸药品种的限制雪峰爆破公司首次引进矿用装药袋是结合特质管在露天矿水孔中应用的经验借鉴成品包装炸药的方式紧跟技术发展趋势而定制的专用装药袋 矿用装药袋具有柔韧性能好、低温不脆化、热封性能突出、封合强度高、抗撕裂、抗穿刺性能好、防水防潮等特点且长度、直径均可根据爆破施工现场的台阶高度、炮孔直径定制应用范围广可适应不同工况条件下的爆破施工 矿用装药袋技术可行性分析为了改善水孔爆破效果许多专家学者进行了大量研究 抗水性炸药的研究进步显著如成品乳化炸药、混装乳化炸药等可在水孔中较长时间处于稳定状态对改善爆破效果作用明显 但成品乳化炸药在水孔可能存在破损情况下在一定程度上影响了爆破效果 水孔的诸多不利影响催生了较多的预防及治理措施采用防水性能更好的导爆索进行引爆借助排水设备及时排出炮孔内水量孔底间隔装药用吊袋法装药等肖贱安参照间断乳化炸药生产线中小药卷装药机的设计方案和经验参考其他行业类似的包装机械结合连续乳化炸药生产线的特点经过试验和不断改进研制了大药卷装药机将其运用于 型连续乳化炸药生产线经过多年的生产使用用户反应良好能满足生产要求 邵振鲁设计的露天矿用高温爆破钻孔多层隔温装药装置采用高可靠性、低热导率材料形成双层空间外层注水隔热内层装填普通硝铵类炸药将内部炸药充填空间与外部高温环境快速分隔显著提升装药装置的隔温性能、可靠性大幅度降低技术成本矿用装药袋具有柔韧性能好、低温不脆化、热封性能突出、封合强度高、抗撕裂、抗穿刺性能好、防水防潮等特点长度、直径均可根据爆破施工现场的台阶高度、炮孔直径定制应用范围广可适应不同工况条件下的爆破施工 矿用装药袋使用原理类似于成品包装炸药将散装炸药装填至矿用装药袋后炸药形成类似成品包装炸药的结构形成加长柱状药包与成品包装炸药在爆破破碎机理上差别不大两者在岩石中爆破后的应力波传播衰减规律、应力波参数与分布、漏斗形状及体积却大不相同:延长药包在岩体中爆破时引起的应力波在传播过程中的参数随距离增加的衰减相对要慢尤其是成组药包爆破时产生的应力波的迭加造成了极高的应力状并延长了应力波的作用时间改善了岩石的破碎效果装药袋韧性好可保障完整 现场试验矿用装药袋最早由雪峰爆破公司伊吾县分公司引入起初是为了应对水孔特制管冬天韧性差出现发硬发脆现象装填至炮孔中时容易发生破碎的难题 伊吾县分公司引入矿用装药袋后在袋内装填部分非抗水的现场混装铵油炸药后再将矿用装药袋装入含水炮孔中待装药袋在炸药重力作用下沉入炮孔底部后再在袋子内继续装入现场混装铵油炸药解决了冬天无法使用水孔特制管进行含水炮孔装药施工的难题.矿床开采特征在金矿区已圈出 个主矿体和若干分支矿体矿体分布大都较连续 矿体总体呈似层状、透镜状与围岩产状基本一致 矿区褶皱构造不发育仅见伊尔曼得背斜分布在伊尔曼得北西向断裂南北两侧 矿区发育的断裂主要受 向、向断裂控制 矿体与围岩呈过渡关系 狮子山矿段内的主矿体呈北东向展布呈似层状 矿体长约 垂深 最厚 最薄一般厚 平均厚度 金品位最高.平均.岩石孔隙度较大有利于热液渗透活动 矿石矿物组成较简单金属矿物以黄铁矿、毒砂等为主含少量闪锌矿、方铅矿及黄铜矿非金属矿物以石英为主次为重晶石、高岭石等 矿石结构主要有自形至他形粒状结构、交代残余结构、假象结构、填隙结构等 矿石构造以角砾状、细脉浸染状和网脉状构造常见.爆破试验根据现场实际施工情况 月完成新型间隔器的现场小规模试验根据现场试验情况总结新型间隔器的使用区域、使用方法、核算分析等提出新型间隔器改进方案联系新型间隔器供应商对新型间隔器进行改进后续持续进行小规模试验待间隔器定型、试验结果稳定、人员基本熟练掌握操作方法、经济效益可观后进行大批量试验 金川项目部在 月小规模试验的基础上现已定制长度、直径 的矿用装药袋计划在 月选择合适区域再进行小规模试验每次试验使用防爆摄像机进行全程跟踪拍摄记录试验过程试验结束后对试验过程进行分析、改进工程概况:台阶高度 炮孔直径 孔距排距.超深 炮孔长度 主装药为混装乳化炸药本自制式连续装药间隔装置在某露天金矿进行了现场试验(见图)图 自制式连续装药间隔装置实验该矿山地质条件复杂未影响正常采矿进度本试验在岩石剥离区域进行主装药使用现场混装乳化炸药 现场试验数据资料详见表.实验效果爆破前后如图、图 所示图 爆破前()()图 爆破后 经济效益分析矿用装药袋的使用范围可扩大至岩石节理裂隙发育、存在溶洞区域的爆破 在岩石节理裂隙发育区域装填现场混装乳化炸药时现场混装乳化炸药会随着岩石裂隙流失导致炮孔中药柱无法提升爆破效果较差使用矿用装药袋施工时可将起爆药包及雷管装填至装药袋底部再将装药袋放入炮孔中装药袋在起爆药包重力的作用下沉入炮孔底部再在装药袋中装入现场混装乳化炸药可有效防止现场混装乳化炸药沿着岩石裂隙流失且装药袋具有一定的耐高温性(用热水进行试验装药袋也不会变形或破损)现场混装乳化炸药出药温度在 之间装入矿用装药袋后不会导致袋体破损按照定制的矿用装药袋直径及现场混装乳化炸药密度计算出装药量后将计算好的现场混装乳化炸药装填至装药袋中后可保证装药量达到设计装药高度装药完毕至起爆前炮孔内的现场混装乳化炸药不会沿着岩石裂隙流失能有效提高炸药的利用概率避免炸药流失造成的爆破施工成本增加 在溶洞区域使用矿用装药袋时装药袋膨胀至特定直径时就不会再继续膨胀能有效控制溶洞区域的装药量不会造成溶洞区域过度装药可有效降低爆破施工成本矿用装药袋与其他装药形式单孔费用对比见表 表 不同装药结构经济效益分析连续装药施工基础数据台阶高度/孔距/.排距/.孔径 连续装药单孔材料费用炸药炸药品种数量()单价(元/)费用(元)混装乳化.二号岩石乳化炸药().合计.雷管雷管品名数量(发)单价(元/发)费用(元)数码电子雷管.单孔费用总计(元).单方费用总计(元/).矿用装药袋施工基础数据台阶高度/孔距/排距/.孔径 矿用装药袋施工单孔材料费用炸药炸药品种数量()单价(元/)费用(元)混装乳化.乳化.合计.雷管雷管品名数量(发)单价(元/发)费用(元)数码电子雷管.其他材料品名数量(个)单价(元/个)费用(元)矿用装药袋.单孔费用总计(万元).单方费用总计(元/).单方材料费用节约(元/).通过表 数据分析可知矿用装药袋装药单孔费用低于正常装药结构单方爆破施工费用较正常装药降低.元/以年爆破施工量 万 计算每年可节约爆破施工成本 万元 技术问题及注意事项.在进行矿用装药袋的试验过程中发现矿用装药袋强度不足孔壁存在凸石时会划破装药袋现已联系供应商对装药袋进行加固后期试验时继续观察.矿用装药袋在装入乳化炸药后存在膨胀危险孔壁存在凸石装药袋无法顺利沉入炮孔底部影响爆破效果.混装乳化炸药黏性大装入后挂壁严重装完后无法测量装填长度只能根据矿用装药袋直径及混装炸药密度计算装药长度无法计算填塞长度.装药完毕后在矿用装药袋内部进行填塞难度较大矿用装药袋直径较小不易装入填塞料只能将袋口捣入炮孔中填塞 结论.在节理裂隙发育区及溶洞区使用矿用装药袋不仅可以降低爆破施工成本还能提升炮孔中药柱高度降低大块概率改善爆破效果有利于下游的铲装效率提升.现场施工操作简单一线施工人员易上手操作.在节理裂隙发育区及溶洞区使用矿用装药袋装药单方爆破施工费用较正常装药降低.元/降幅以年爆破施工量 万 计算每年可节约爆破施工成本 万元经济效益可观参考文献:白和强张昭.缅甸七星塘矿山孔底间隔装药技术的实验与应用.工程爆破():.邵振鲁王德明朱云飞等.一种露天矿用高温爆破钻孔多层隔温装药装置.江苏:.作者简介:郭卫东()男 山西乡宁县人 本科 助理工程师 从事露天爆破技术研究与现场实践等工作