加強(qiáng)松動爆破與降震措施在礦山的運(yùn)用

時間：2010-08-0513:49:09西部水泥網(wǎng)我公司石灰石礦礦區(qū)周圍有鐵路、居民區(qū)和工業(yè)場所。礦區(qū)分為東礦和西礦，東礦區(qū)距民宅較近。兩礦區(qū)都具有多層次的露天開采礦巖面。潛孔鉆機(jī)打孔，鉆孔直徑均為l15mm。中深孔爆破，爆破采用非電塑料導(dǎo)爆管毫秒雷管分段起爆，主要采用粉狀乳化炸藥爆破。臺階高為10?18m。采剝方法根據(jù)工作線布置和推進(jìn)方向?yàn)榭v向推進(jìn)采剝方法。利用裝載機(jī)、液壓破碎器配合挖掘機(jī)進(jìn)行鏟裝，自卸礦車運(yùn)輸。隨著水泥銷量的不斷增加，石灰石需求量由年產(chǎn)40幾萬噸增至400多萬噸。因此，為減小爆破震動，保證居民的生活穩(wěn)定，同時，不影響采礦強(qiáng)度和礦山中長發(fā)展生產(chǎn)計劃，我公司采用加強(qiáng)松動爆破和各種減震控制技術(shù)進(jìn)行降震，達(dá)到預(yù)期的松動爆破效果，確保炸藥單耗的下降和生產(chǎn)秩序的正常。松動爆破松動爆破(looseningbiasting)是將巖體破碎成巖塊，而不造成過多飛散的爆破技術(shù)。它的裝藥量只有標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的40％?50％。松動爆破的爆堆比較集中，對爆區(qū)周圍未爆部分的破壞范圍較小。其又分普通松動及加強(qiáng)松動爆破。普通松動爆破后巖石只呈現(xiàn)破裂和松動狀態(tài)，可以形成松動爆破漏斗。加強(qiáng)松動爆破形成可見的爆破漏斗，并產(chǎn)生少量拋擲。降震措施2．1選取合理的爆破參數(shù)2．1．1孔網(wǎng)參數(shù)為防止能量過于集中，使炸藥均勻地分布在被爆巖體中，以達(dá)到減小爆破震動強(qiáng)度的目的，爆破設(shè)計中要選取比較合理的孔網(wǎng)參數(shù)：炮孔密集系數(shù)要盡量大于1；采用大孔距小排距爆破技術(shù)，我公司礦業(yè)采用的孔網(wǎng)參數(shù)一般為：5mX4.5m或5.5mX5m；減少炮孔超深，其控制在0.8?1m；孔口堵塞長度要合理，防止孔口藥量集中或是充填過大；采用孔內(nèi)間隔裝藥。2．1．2單位炸藥消耗量過大的炸藥單耗，會使爆破震動和空氣沖擊波增大，并引起巖塊過度移動或拋擲。相反，會延遲和減小從自由面反射回來的拉伸波效應(yīng)，也使爆破震動增大。我公司礦業(yè)通過近幾年的爆破實(shí)踐得出最優(yōu)炸藥平均單耗是0.08?0.1kg/to2．1．3一次爆破炸藥量一次爆破時的最大炸藥量與爆破震動的強(qiáng)度成正比，一次爆破藥量越大，爆破震動強(qiáng)度越大。爆破時必須嚴(yán)格控制。采礦強(qiáng)度需要加大爆破藥量時，必須采用分段(包括排間分段、孔間分段和孔內(nèi)間隔分段)起爆，但不影響爆破總裝藥量和爆破礦石總量，滿足生產(chǎn)需要。東、西礦在進(jìn)行深孔爆破時，東礦一次爆破藥量一般控制在1t左右，西礦一次爆破藥量一般控制在2t左右。當(dāng)采礦強(qiáng)度需要加大爆破藥量時，則采用“一孔一段”來分段起爆，或采用“空氣間隔器”間隔裝藥，以減少震動。2．1．4利用孔間“單孔起爆”降低爆破震動強(qiáng)度其機(jī)理是爆破過程中，每個炮孔的起爆都是相對的。同時，首發(fā)炮孔的起爆為后繼炮孔的前方、側(cè)方提供了三個自由面和補(bǔ)償空間。本孔藥柱爆炸后產(chǎn)生的爆轟波傳至所有的自由面后將同時發(fā)生部分反射，反射波又同時抵達(dá)起爆中心，與后繼波陣面發(fā)生迭加反射，當(dāng)相鄰炮孔的延期間隔選取合理時，相鄰爆孔間的礦巖移動時，還會發(fā)生相互碰撞擠壓，從而保證巖石的進(jìn)一步破碎，并能最大限度地降低爆破的最大震動。東礦爆破時，考慮到民宅距離，一般用Ms-3段地表雷管來連接Ms-1段、Ms-5段或Ms-7段孔內(nèi)雷管。使用時，地表雷管與孔內(nèi)雷管采取一孔一段連接，可保證各排炮孔按順序“單孔起爆”，實(shí)現(xiàn)爆破網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化形式，有效降低爆破震動強(qiáng)度。2．2利用微差技術(shù)2．2．1微差起爆微差起爆是將爆破的總藥量分組以毫秒級的時間間隔進(jìn)行順序爆破，對減弱爆破地震效應(yīng)有很大作用。我公司礦山大量的爆破實(shí)踐表明，在總裝藥量及其它條件相同的情況下，微差起爆的震動強(qiáng)度要比齊發(fā)爆破降低1/3?2/3。其降震率計算公式為：6=（v—V）/V=l-2/3n式中：l6——降震率，％；V——齊發(fā)爆破質(zhì)點(diǎn)震動速度，cm/s；Vl——微差爆破質(zhì)點(diǎn)震動速度，cm/s；n——齊發(fā)爆破總裝藥量與微差爆破最大一段裝藥量之比。2．2．2確定微差時間的原則大量試驗(yàn)研究表明，產(chǎn)生地震效應(yīng)最小的微差時間同補(bǔ)充自由面以及利用爆破碎塊碰撞進(jìn)行補(bǔ)充破碎所需的微差時間是一致的。這就是說，選擇地震效應(yīng)最小的微差時間，不會影響爆破效果。確定微差時間的原則有二：①使前后起爆的炸藥量產(chǎn)生的地震波主震相不重疊：②選取微差時間應(yīng)使前后起爆的炸藥量產(chǎn)生的地震波互相干擾；③使排間延發(fā)時間大于排內(nèi)延發(fā)時間。經(jīng)過幾年的研究和實(shí)踐證明，此時間一般選取30-50ms為宜。當(dāng)然，這還要按不同的地質(zhì)條件和環(huán)境，通過測試和長期觀察來確定。2．2．3創(chuàng)造良好的自由空間通過長期的爆破試驗(yàn)得知，臨空面良好的炮孔爆破，即靠近自由面的炮孔爆破時產(chǎn)生的爆破震動小，爆破效果較好。因此，我公司礦山在爆破施工中利用充分的臨空面，配合微差技術(shù)，讓所有炮孔均能有良好的自由空間，使炮孔爆破后，特別是后排炮孔爆破后產(chǎn)生的壓縮波可以從這些自由面反射，獲得最大的松動，減少后沖，達(dá)到降低爆破震動的最大效果。爆破方案設(shè)計爆破前，技術(shù)員模擬現(xiàn)場起爆順序，確保爆破網(wǎng)絡(luò)逐孔起爆，以杜絕盲炮現(xiàn)象。起爆順序設(shè)計如下：1）畫出炮孔布置圖（相對位置要準(zhǔn)確），見圖1；圖1起爆點(diǎn)選取示意2） 選擇起爆點(diǎn)；3） 確定起爆方向；4） 確定排及列的地表雷管延期時間，見圖2。ryr"ZZ>*■f* ■*JOfW圖2延期時間選擇值得注意的2個問題：根據(jù)不同孔徑、不同孔網(wǎng)參數(shù)、不同控制排及分列傳爆等不同的爆破要求選擇合適的排及列的地表雷管延期時間。對115mm孔徑，一般控制排孔與孔之間的延期時間為17ms或25ms，分列傳爆孔與孔之間的延期時間為30ms或50ms?？刂婆艂鞅较蚝头至袀鞅较驊?yīng)相反（反斜向起爆），它們之間的夾角應(yīng)$90°，見圖2。爆破實(shí)施過程4．1爆區(qū)情況2008年4?6月在獅子山礦區(qū)分別選擇了3個不同采場進(jìn)行加強(qiáng)松動爆破和一般微差爆破的試爆和測震。期間，共試爆測震3次，總計36個炮孔。第一次在15m臺段的東礦+85m水平。爆區(qū)左邊是運(yùn)輸公路，右翼是上次爆破作業(yè)清渣后發(fā)現(xiàn)的斷層切面。左側(cè)和右翼因潛孔鉆鉆位不妥，兩邊孔都是向兩邊傾斜75°。采用加強(qiáng)松動爆破法，單孔起爆，爆堆高度要求10-13m左右。第二次在16m臺段的東礦+100m水平。采用加強(qiáng)松動爆破法，單孔起爆，孔的中上部采用間隔器分段裝藥，堵塞長度為4m。爆堆高度控制在14m左右。第三次在17m臺段的西礦+90m處。采用拋擲爆破法（一般微差爆破）。孔的中上部采用間隔器分段裝藥，堵塞長度為5m，分二段起爆。4．2爆破震動測量結(jié)果爆破參數(shù)及測震結(jié)果見表1。表1爆破參數(shù)及測震結(jié)果地點(diǎn)孔數(shù)/只孔深/m孔距排距/m裝藥量/kg排數(shù)爆破量/m3段數(shù)單耗/(kg/t)最大震動速度/（cm/s）備-13東礦區(qū)+85m141554.5102524410140.08934.63加強(qiáng)松-18東礦區(qū)+100m12165.54.5100024455120.08634.89加強(qiáng)松-15西礦區(qū)+90m101754.59002360020.09616.91一般微獅子山礦區(qū)附近的民宅均為鋼筋混凝土框架房屋，國標(biāo)規(guī)定的震動速度為5cm/s。由表1可知，采用加強(qiáng)松動爆破，其震動速度滿足國標(biāo)安全震動速度的要求，達(dá)到了降震的目的。而一般微差爆破則沒有滿足國標(biāo)要求。加強(qiáng)松動爆破法，考慮到大塊率的增加，會影響鏟裝，使用空氣間隔器可擴(kuò)大破裂區(qū)范圍，提高炸藥爆破能量的有效利用率。注意事項(xiàng)1） 選取正確的控制排和起爆點(diǎn)是搞好設(shè)計的關(guān)鍵。2） 如果爆區(qū)內(nèi)孔打得不規(guī)整，必須在設(shè)計時注意不規(guī)整區(qū)域延時的選擇和布置，通過增加假設(shè)孔、增大或減小孔間延時可以使爆區(qū)爆破等時線基本一致。3）如果爆區(qū)前排外有調(diào)整孔，設(shè)計時可在控制排某孔向該孔引地表雷管，不必將其連入控制排。4）裝藥填塞完畢后，爆破技術(shù)員根據(jù)爆破設(shè)計圖分發(fā)地表雷管。放在炮孔孔口附近。在地表管未分發(fā)完之前，不能開始地表網(wǎng)絡(luò)的連接。結(jié)論與初步預(yù)算6．1結(jié)論1）加強(qiáng)松動爆破法，順利實(shí)現(xiàn)單孔爆破，爆破產(chǎn)生的噪音小，沖擊波減弱，減少對周圍環(huán)境的破壞，達(dá)到了降震的目的，同時降低了炸藥單耗。2）加強(qiáng)松動爆破法從爆破后整體看，有少量石塊被拋擲出去，后方形成可見的爆破漏斗，兩邊稍低，中間隆起，成扇形堆方，便于鏟裝，爆堆高度基本能滿足鏟裝高度要求。大塊較少，基本無飛石。單孔爆破，使根底產(chǎn)生的概率降低。6．2初步預(yù)算1） 在目前孔網(wǎng)參數(shù)（5mX4.5m）的基礎(chǔ)上，根據(jù)巖性，若把孔距增大到5.5m,可以降低