爆破技术挑战与对策研究

摘 要:分析了黑岱沟露天煤矿特殊台阶部位易产生根底、大块、硬帮的原因,提出了相应的解决办法。

关键词;复式装药;压碴爆破;分段装药 

黑岱沟露天煤矿的煤岩爆破工作,近年来取得了明显的进步。但是,还存在根底、大块率高和硬帮等爆破难点,影响爆破质量。因此,探索解决爆破难点的方法,成为提高爆破质量的关键。

根底的产生及解决办法

1.1产生根底的原因

(1)我矿的硬砂岩普氏硬度系数为8~10,台阶下部的硬砂岩胶结致密,节理裂隙很不发育。我矿自制的多孔粒状炸药密度小,为80kg/m^3,爆速低,孔内爆速为3250m/s:威力和猛度较低,不适合台阶下部的硬砂岩爆破。

(2)为了炮孔起爆安全和避免出现瞎炮,在每一个深炮孔内的底部装一个反向起爆弹和在孔内药柱的上端装一个正向起爆弹。这样在起爆时虽有利于减少瞎炮的产生和上部岩石的破碎作用,但由于正向起爆弹离地表较近,起爆时爆生气体过早从炮孔内溢出,减少了孔内压力和炸药爆炸的反应时间,使炸药爆轰不完全,影响炸药能量的有效利用。这样在未弄清地质条件的情况下使用双起爆弹,是产生根底的原因之一。

(3)由于各种原因,爆区过宽、使后排炮孔周围的岩石夹制作用过大,限制了爆破时岩石的位移量。台阶底部的硬岩虽然破碎了,但由于位移不充分,电铲采挖后仍产生根底。

1.2根底的解决方法

(1)采用先进的复式装药结构,复式装药的特点是下部用耦合装药,装密度大、威力强的炸药;上部装密度小、威力弱的炸药或用不耦合装药。布孔参数按下部装药量计算,其理论根据是下部的岩石夹制作用大,上部顶端是自由面,只要上部炸开,上部用较少的炸药可以获得同样的效果。这种装药结构的最大优点就是能克服较大的底盘抵抗线。根据我矿自产炸药的具体情况,本着充分利用自制炸药,降低爆破生产成本的原则,复式装药设计如下:炮孔底部装密度为1310kg/m^3(不加发泡剂)的乳化炸药,上部装密度较小的低威力铵油炸药。上、下部装药长度之比为2:1。布孔参数可由7mX9m改为8mx10m;炸药单耗为0.49kg/m^3,与单一装铵油炸药的单耗为0.547kg/m^3相比、降低0.057kg/m^3,爆破生产成本节约0.05元/m^3。这样的装药结构有利于克股爆破时根底的产生。

(2)在台阶下部有硬岩的部位不使用双起爆弹起爆。在孔底使用钝化乳化炸药单起爆弹,不能完全爆轰时,可在乳化炸药配方中添加适量的金属粉,提高起爆感度。

(3)在台阶下部有硬岩的部位,爆区不宜过宽。以45m左右为宜。这是电铲采挖的最佳宽度,也是适宜爆破的爆区宽度。

2 大块率偏高的分析和解决方法

2.1大块率偏高的原因

在台阶上部赋存的硬砂岩爆破后大块率偏高的原因主要有:

(1)孔内炸药爆炸时,一部分能量被石缝间的黄土塑性变形所吸收,作用于破碎硬砂岩的能量不足。

(2)由于硬砂岩的节理、裂隙较发育,有一部分爆生气体过早从台阶坡面的裂缝泄出,恶化了岩石的破碎条件。

2.2 降低大块率的方法、

(1)缩小孔网参数,增加炸药爆炸时传递给岩石的能量,孔网参数由正常的8mx12m改为8mX10m。

(2)台阶坡面前留有20-25m的碎岩石体,实行压碴爆破,防止爆生气体从裂缝过早泄出。

(3)在压碴微差爆破时,微差间隙时间以30~60 ms 为宜。

3 大块和硬帮的产生及解决方法

3.1 产生大块和硬帮的原因

在台阶下部为很软的岩石,上部为硬砂岩爆破时产生大块和硬帮的主要原因:

(1)炸药爆破时,爆生气体从下部软岩处鼓开。

(2)台阶下部软岩的塑性变形较大,炸药爆炸时产生的爆破漏斗半径变小,产生硬帮。

(3)普通装药结构,装药量大部分沉在孔的底部。

3.2 大块和硬帮的解决方法

(1)缩小孔网参数,由8mx12m改为8mx10 m。

(2)采用分段装药结构,合理分配炸药能量,上、下装药量之比为3:7。

(3)如果台阶下部为高岭土,可打浅孔,只爆破台阶上部的硬砂岩,因为高岭土不经爆破便可采挖,孔网参数以7mx8m为宜。总之,根据不同的地质赋存条件,综合运用爆破技术,设计出不同的爆破方法,以提高爆破质量。

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