逐孔起爆技術(shù)

逐孔起爆技術(shù)第一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1概述1.1礦山爆破的現(xiàn)狀與存在問(wèn)題礦山爆破是一項(xiàng)受諸多因素影響，內(nèi)在規(guī)律十分復(fù)雜的綜合作用過(guò)程。對(duì)于這一作用規(guī)律的把握和捕捉，對(duì)改善爆破效果、降低生產(chǎn)成本無(wú)疑有著重大意義。在我國(guó)露天礦山生產(chǎn)爆破中，除了少數(shù)特殊要求的工程和部位外，幾十年來(lái)一直采用排間微差爆破方式，盡管該項(xiàng)爆破技術(shù)應(yīng)用較廣，但仍存在下述問(wèn)題。第二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四（1）同段起爆藥量相對(duì)較大。產(chǎn)生的地震波大，影響周邊環(huán)境。（2）排間微差、同段起爆間炸藥能量得不到充分利用。首先孔間連通貫穿，然后推墻作用，使墻體沿自由面法線方向傾倒或碎裂，爆后巖石塊度不均勻，大塊較多、根底較多，二次破碎量大，鏟裝效率低。（3）排間微差爆破有害效應(yīng)得不到有效控制。排間微差爆破時(shí)地表采用導(dǎo)爆索連接，雖然方便，但爆破產(chǎn)生的沖擊波及噪聲都較大。第三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

為解決礦山爆破中存在的問(wèn)題，近年來(lái)，逐孔爆破技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用于礦山的生產(chǎn)實(shí)踐，從反饋信息來(lái)看，逐孔爆破技術(shù)對(duì)降低礦山爆破震動(dòng)、提高爆破效果作用顯著。目前,逐孔起爆技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用,而國(guó)內(nèi)只有極少數(shù)規(guī)模較大的露天礦山利用高精度、高強(qiáng)度導(dǎo)爆管雷管實(shí)現(xiàn)了逐孔起爆。

1.2解決問(wèn)題的新思路第四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2逐孔起爆的基本理論2.1逐孔起爆定義與特點(diǎn)定義：逐孔起爆技術(shù)是指爆區(qū)內(nèi)處于同一排的炮孔按照設(shè)計(jì)好的延期時(shí)間從起爆點(diǎn)依此起爆，同時(shí)爆區(qū)排間炮孔按另一延期時(shí)間依次向后排傳爆，從而使爆區(qū)內(nèi)相鄰起爆炮孔的起爆時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，起爆順序呈分散的螺旋狀。第五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四逐孔起爆技術(shù)的特點(diǎn)：先爆炮孔為后爆炮孔多創(chuàng)造一個(gè)自由面；爆炸應(yīng)力波靠自由面充分反射,巖石加強(qiáng)破碎；相鄰爆炮孔相互碰撞,擠壓,增強(qiáng)巖石二次破碎；同段起爆藥量小,控制爆破震動(dòng)。第六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.2逐孔起爆技術(shù)爆破器材逐孔起爆技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是以新型爆破器材—高強(qiáng)度和高精度導(dǎo)爆管雷管為依托的，爆破器材的高強(qiáng)度、高精度，保證了起爆網(wǎng)絡(luò)的完美可靠傳爆。逐孔起爆技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵是孔間和排間、地表和孔內(nèi)延時(shí)的精確性，如果雷管延期精度低于1%~2%，那么整個(gè)爆區(qū)的爆破效果就得不到保證。目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上用以實(shí)現(xiàn)逐孔起爆技術(shù)的“雙高”非電導(dǎo)爆管雷管產(chǎn)品有西安慶華、阜新圣諾、北方諾信、貴州久聯(lián)、湖北衛(wèi)東以及威海711廠與奧瑞凱公司合資廠等四家化工廠提供，且產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)參差不齊。第七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四雷管延期時(shí)間精確,是實(shí)現(xiàn)逐孔起爆的基本保證第九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四375417409392409442409442365465417409409409442425365375417400367409367425392442409417442425孔內(nèi)采用非高精度雷管孔內(nèi)名義延期時(shí)間表400ms第十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四0假設(shè)地表管精度尚可17ms/42ms第十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四788787753710668659544535424507771737711685659600458426434400451864779811752743668594577526起爆后巖石移動(dòng)方向紊亂第十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四450450500500550600650700750800788787753710668659544535424507771737711685659600458426434400451864779811752743668594577526等時(shí)線也不均勻第十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四4254504754755005005255255505505755756000孔內(nèi)采用高精度雷管時(shí),等時(shí)線均勻一致400ms17/42ms第十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四0孔內(nèi)采用高精度雷管時(shí),巖石移動(dòng)方向均勻一致第十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.3逐孔起爆技術(shù)的作用原理逐孔起爆技術(shù)是微差爆破的發(fā)展。雖然微差爆破在國(guó)內(nèi)外已研究、應(yīng)用了五十多年，但是由于起爆間隔時(shí)間只有幾毫秒至幾十毫秒，且?guī)r體性質(zhì)又復(fù)雜多變，炸藥的爆炸能在巖體中的傳遞與分布難以定量計(jì)算，因此爆破微差原理尚無(wú)統(tǒng)一定論，大多只是假設(shè)和推斷。下面根據(jù)較為公認(rèn)的四種觀點(diǎn)分別在下面對(duì)微差爆破和逐孔起爆的作用原理進(jìn)行比較。第十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.3.1微差爆破原理(1)自由面和最小抵抗線原理與巖石相互碰撞作用。在第一炮(先爆)產(chǎn)生的應(yīng)力波和爆轟氣體作用下，自由面處的巖體夾制性和阻力最小，形成徑向裂隙和環(huán)向裂隙都比別的位置密集，最小抵抗線方向的破碎范圍最大，塊度最小，巖塊獲得的動(dòng)能最大。（1）第二炮能充分利用第一炮形成的新自由面來(lái)破碎巖體；（2）相應(yīng)縮短了第二炮最小抵抗線，減弱了巖體夾制性；（3）由于最小抵抗線方向的改變，使分離巖塊在運(yùn)動(dòng)中劇烈碰撞的機(jī)會(huì)增多。第十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四(2)爆轟氣體的預(yù)應(yīng)力作用。先爆藥包的爆轟氣體使巖體處于準(zhǔn)靜壓應(yīng)力狀態(tài)，并對(duì)應(yīng)力波所形成的裂隙起著膨脹和楔子作用，后爆藥包起爆，利用了巖體內(nèi)較大的預(yù)應(yīng)力場(chǎng)以及爆轟氣體尚未消失前(裂隙尚未達(dá)到自由面)在巖體內(nèi)的準(zhǔn)靜壓應(yīng)力場(chǎng)來(lái)加強(qiáng)巖石的破碎作用。第十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四(3)應(yīng)力波的迭加作用。先爆藥包在巖體內(nèi)形成的減力場(chǎng)，在其應(yīng)力作用尚未消失之前，第二炮立即起爆，造成應(yīng)力波迭加，有利于巖石的破碎。而且，在先爆藥包的應(yīng)立場(chǎng)作用下巖體內(nèi)原生裂隙及孔隙縮小，密度增大，加快應(yīng)力波的傳播速度，即使巖石質(zhì)點(diǎn)速度增加，又導(dǎo)致巖石處于應(yīng)力狀態(tài)的時(shí)間增長(zhǎng)。應(yīng)力波的相互作用加劇，減少了不可逆的能量損失，從而改善了爆破效果。第十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四(4)地震波主震相的錯(cuò)開(kāi)和地震波的干擾作用。合理地微差間隔時(shí)間，使先后起爆所產(chǎn)生的地震能量在時(shí)間上和空間上錯(cuò)開(kāi)，特別是錯(cuò)開(kāi)地震波的主震相，從而大大降低了地震效應(yīng)。此外先后兩組地震波的干擾作用，也會(huì)降低地震效應(yīng)。只要合理的選取微差間隔時(shí)間，即可使地震效應(yīng)有不同程度的降低?？傮w來(lái)說(shuō)，微差爆破比普通爆破可降震30%-70%。第二十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.3.2逐孔起爆技術(shù)的作用原理(l)應(yīng)力波疊加作用。高速攝影資料表明，當(dāng)?shù)妆P(pán)抵抗線小于10m時(shí)，從起爆到臺(tái)階坡面出現(xiàn)裂縫，歷時(shí)約10一25ms，臺(tái)階頂部鼓起歷時(shí)約80一150ms，此時(shí)爆生高壓氣體逸出，鼓包開(kāi)始破裂。在逐孔爆破時(shí)，后爆藥包較先爆藥包延遲數(shù)十毫秒起爆，這樣后爆藥包在相鄰先爆藥包的應(yīng)力震動(dòng)作用下處于預(yù)應(yīng)力的狀態(tài)中(即應(yīng)力波尚未消失)起爆的，兩組深孔爆破產(chǎn)生的應(yīng)力波相互疊加，可以加強(qiáng)破碎效果。第二十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四(2)增強(qiáng)自由面作用。在先爆深孔破裂漏斗形成后，對(duì)后爆深孔來(lái)說(shuō)相當(dāng)于新增加了自由面，逐孔微差爆破后爆破孔的自由面由排間微差爆破的兩個(gè)自由面增至三個(gè)自由面，后爆炮孔的最小抵抗線和爆破作用方向都有所改變，增多了入射壓力波和反射拉伸波的反射，增強(qiáng)了巖石的破碎作用，并減少夾制角。第二十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四(3)增加巖塊相互碰撞作用。先爆的炮孔起爆后，爆破漏斗內(nèi)的破碎巖石起飛尚未回落時(shí)，后爆的炮孔在先爆炮孔的“巖塊幕中”起爆，后爆藥包的爆生氣體不易逸散到大氣中，從而又增加了補(bǔ)充破碎機(jī)會(huì)。逐孔爆破由于所相鄰的兩孔都有微差時(shí)間，較排間微差爆破提供的補(bǔ)充破碎機(jī)會(huì)多，因而在碰撞破碎過(guò)程中，巖石中的動(dòng)能降低，導(dǎo)致拋距減少，爆堆相對(duì)集中。第二十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四單個(gè)炮孔起爆時(shí)巖石破碎情況第二十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四多個(gè)炮孔同時(shí)起爆的情況第二十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四炮孔間延期時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的情況第二十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四炮孔間延期時(shí)間合理時(shí)的情況第二十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四(4)減小爆破震動(dòng)。由于逐孔爆破顯著減少了同時(shí)起爆的藥量，根據(jù)爆破震動(dòng)薩道夫斯基公式在其它參數(shù)不變的情況下,最大單響藥量的減小能夠降低爆破振動(dòng)是顯而易見(jiàn)的。

υ——質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度(cm/s);K——與介質(zhì)性質(zhì)、爆破方式有關(guān)的系數(shù);Q——最大單響藥量(kg);R——爆心距(m);α——和地質(zhì)地形等有關(guān)的衰減指數(shù)。第二十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.4逐孔起爆技術(shù)起爆工藝起爆方式是實(shí)現(xiàn)逐孔起爆技術(shù)的關(guān)健，分為兩種:地表延期網(wǎng)路和孔內(nèi)延期網(wǎng)路。逐孔起爆技術(shù)是通過(guò)孔內(nèi)和地表延期時(shí)間的組合來(lái)共同完成的。地表起爆網(wǎng)絡(luò)是由相對(duì)作業(yè)面爆破設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)爆破效果要求選取的炮孔排、列，并針對(duì)炮孔排、列分別計(jì)算得到的不同延期時(shí)間使用與之對(duì)應(yīng)的高精度導(dǎo)爆管雷管組合實(shí)現(xiàn)?？變?nèi)延期采用地表延期時(shí)間4倍以上的高精度導(dǎo)爆管雷管連接起爆藥具實(shí)現(xiàn)。第二十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四延期體正在燃燒的雷管600ms孔內(nèi)延期100ms地表管0100200300400500600ms起爆點(diǎn)延期體正在燃燒的雷管延期體未被引燃的雷管第三十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.5逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與連接確定爆區(qū)的排與列確定排內(nèi)孔間延期時(shí)間及排間延期時(shí)間確定起爆點(diǎn)點(diǎn)燃陣面第三十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四過(guò)程-選擇“起爆點(diǎn)"-畫(huà)出“等時(shí)線"-選擇地表管-畫(huà)上箭頭-計(jì)算時(shí)間以有兩個(gè)自由面情況為例第三十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四有兩個(gè)自由面第三十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四有兩個(gè)自由面第三十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四有兩個(gè)自由面第三十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四有兩個(gè)自由面第三十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.5.1規(guī)整地形爆區(qū)的網(wǎng)絡(luò)連接確定起爆點(diǎn)后,關(guān)鍵的工作就是確定控制排和列,選擇的依據(jù)是看控制排和列之間的夾角,以90度為參考標(biāo)準(zhǔn),將控制排和列之間夾角<90度的連接方式稱為前傾連接,夾角>90度的連接方式稱為后傾連接。通常采用后傾連接方式,這樣先爆炮孔可以為后爆炮孔創(chuàng)造出更多的自由面,同時(shí)可以保持等時(shí)線均勻一致,保證拋擲方向達(dá)到預(yù)期的效果第三十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第三十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四后傾連接第三十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第四十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四前傾連接第四十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第四十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.5.2利用虛擬炮孔處理的不規(guī)則爆區(qū)連接當(dāng)遇到不規(guī)則爆區(qū)的時(shí)候,可用虛擬炮孔的方法把它補(bǔ)成規(guī)則的形狀,先正常連線,然后根據(jù)延遲時(shí)間再選定不同段別雷管,不規(guī)則爆區(qū)容易后翻對(duì)后續(xù)的布孔工作不利,為了避免后翻現(xiàn)象的發(fā)生,通常最后一排的連接選延遲時(shí)間大點(diǎn)的雷管,可有效地減小爆堆的后移距離。具體做法是根據(jù)已有的孔距和排距補(bǔ)成規(guī)則的爆區(qū),這樣連線可以改變每個(gè)炮孔的起爆時(shí)間,利用虛擬炮孔保持時(shí)間的均勻,先爆炮孔可以為后爆炮孔創(chuàng)造出更多的自由面,可以使巖石的移動(dòng)方向均勻一致,爆破后的爆堆更利于電鏟的采裝。第四十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第四十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第四十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第四十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第四十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第四十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第四十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四要求拋擲方向利用多個(gè)虛擬孔第五十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第五十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第五十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.5.3V型起爆方式當(dāng)爆區(qū)只有一個(gè)自由面時(shí)多采用V型起爆,一般情況下,起爆點(diǎn)選在控制排的中間位置,從而盡可能地多利用自由面。同時(shí)在起爆點(diǎn)后方留出走廊,保持兩邊的對(duì)稱第五十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四注意平行!!!第五十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第五十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.5.4水槽開(kāi)挖-中心起爆如果想對(duì)一個(gè)沒(méi)有自由面或只有一個(gè)很小自由面的長(zhǎng)條區(qū)域進(jìn)行穿孔爆破,如果按正常的矩形布孔選擇爆區(qū)的最前排或最后排做控制排,由于沒(méi)有自由面爆破質(zhì)量通常比較差,根底和大塊較多,標(biāo)高難以控制,極大地影響了鏟裝效率。對(duì)于類(lèi)似的爆破可采用以下的布孔和連線接方式,可以有效地解決上述問(wèn)題。第五十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四從上圖中各炮孔的起爆時(shí)間可以看出,炮孔起爆時(shí)圍巖的夾制作用較正常布孔和連接時(shí)大幅降低,使圍巖能夠充分的破碎,并較好地控制了爆堆的松散度和均勻度,同時(shí)很好地控制后沖和側(cè)沖的破壞便于爆區(qū)連接,如果是臨近邊幫爆破非常有利于邊幫巖石的穩(wěn)定。第五十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.5.5礦巖交界處的爆區(qū)

露天開(kāi)采提倡資源科學(xué)合理地利用,穿孔爆破時(shí)礦巖應(yīng)該分穿、分爆,盡量降低礦石的貧化率,但對(duì)于有礦巖交界的爆區(qū),通過(guò)合理選擇起爆點(diǎn)和精確的地表延期設(shè)計(jì),可使礦石和巖石部位沿相反的方向拋擲,可達(dá)到降低礦石貧化率的目的,經(jīng)濟(jì)效益可觀。第五十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第五十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.5.6增減排情況逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要保證達(dá)到每一個(gè)炮孔在起爆網(wǎng)絡(luò)孔內(nèi)、地表網(wǎng)絡(luò)延時(shí)累加后分配的被起爆的時(shí)刻的唯一性和遵循“最小抵抗線”定理下的有序性。所以，增減排原則就是在進(jìn)行起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)設(shè)計(jì)中所設(shè)定的雁行列因?yàn)榭讛?shù)的不一致，不能夠直接與控制排直接連接時(shí)，需要單獨(dú)成列與前列相應(yīng)的孔連接，并保持連