穿孔爆破专题.docx
- 文档编号:10518638
- 上传时间:2023-05-26
- 格式:DOCX
- 页数:23
- 大小:84.29KB
穿孔爆破专题.docx
《穿孔爆破专题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《穿孔爆破专题.docx(23页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
穿孔爆破专题
6露天矿穿孔爆破(专题)露天矿穿孔爆破时生产中的第一道工序。
本设计中,因矿岩的硬度不能直接挖掘,因此必须采用露天深孔爆破对矿岩松动。
6.1穿孔设备的选择及需要量的计算穿孔设备主要根据矿岩物理学性质、矿岩生产能力,选择不同型号的潜孔钻机或牙轮钻机。
6.1.1钻机选型
设计矿山规模为45万t/a,属中型矿山,宜用深孔钻机,岩石为矽卡岩、片岩,中等稳固,f=1~7,矿岩断层,裂隙发育,虽然潜孔钻机单位钻孔成本较高,但潜孔钻机能量损失少(冲击器活塞直接撞击在钻头上),噪声小(冲击潜入孔内工作),节省动力(冲击器排出的废气可用来排渣),钻杆使用寿命长,与牙轮钻机相比,潜孔穿孔轴压小,钻孔不易倾斜;工作气压高,回转扭矩大,凿岩效率高,性能可靠:
钻机轻,设备购置费用低;钻孔方位广,调节灵活,定位准确。
穿孔设备需要量主要根据钻孔的生产能力和矿岩生产能力计算,另外参考类似矿山昆阳磷矿的应用经验,故初步设计采用的主要钻孔设备为直径200mm的
KQ-200型潜孔钻机。
6.1.2钻机需求量计算
(1)钻机的台班生产能力Vb
Vb=0.6VTbn(6-1)
=0.6X30>8>0.4=57.6m/(台•班)
(2)钻机的需求数量N
露天矿所需钻机数量取决于矿山设计年采剥总量、所选钻机年穿孔效率与每米炮孔的爆破量。
N=An/[L•q(1—e)](6-2)
=12486937/[44550>100>1-3%)]=0.9取N=1台
式中:
符号
符号意义
单位
取值
备注
Vb
台班生产能力
m/(台•班)
100.8
V
钻机机械钻进速度
cm/min
30
查钻机相关参数
得18m/h
Tb
班工作时间
h
8
n
班工作时间利用系数
0.7
一般为0.7~0.8
N
所需钻机数量
台
2
An
矿山设计年采剥量
万t/a
125
100X(1+5.53X
1.3)
L
每台潜孔钻年穿孔效率
m/a
32310
L=75X3X330X
0.6
q
每米炮孔爆破量
t/m
100
参考《露天米矿学》类比国内矿山
e
废孔率
%
3
一般小于5%
6.1.3钻机相关指标
表6—1钻机相关指标
钻机型号
KQ-200型潜孔钻机。
孔径
200mm
台班生产能力
57.6m/(台•班)
废孔率
3%
班工作时间利用系数
0.8
钻机穿孔效率系数
0.6
钻机需要量
2台(1台备用)
6.2爆破工作
6.2.1深孔爆破设计的基本要求
1、设计依据
(1)《爆破安全规程》(GB6722-2003)
(2)《民用爆炸物品安全管理条例》(国务院令466号)
(3)公安部《爆破作业人员安全技术考核标准》GA53-93;
4)国家和地方政府颁布的有关技术规范和法规。
2、技术要求
(1)矿岩破碎的质量好,无根底,不合格的大块岩体很少,破碎的块度符合铲装设备的要求;
(2)爆破堆积形态好,爆堆集中且有一定的松散度,利于铲装设备的高效工作;
(3)无危害,地震、飞石、噪音等危害因素均应控制在允许范围内,同时,也应控制后冲、后裂和侧裂现象、
(4)经济效益好,使穿孔、爆破、装运,破碎等各种工序的综合成本最低。
6.2.2钻孔形式与布孔方式
(1)钻孔形式有垂直孔和斜孔两种,从爆破效果看,斜孔优于垂直孔(斜孔的抵抗线均一),但钻凿斜孔的技术操作较复杂,孔的长度比相应的垂直孔长,且装药过程中斜孔易发生堵孔,虽然斜孔前排抵抗线较均匀,后冲较小,穿孔效率低,所以在大中型露天矿山广泛采用垂直孔。
为了提高穿孔效率,综合考虑后本设计决定选用垂直钻孔。
(2)布孔方式有单排孔和多排孔布置。
采用大区毫秒延迟爆破技术的矿山一般采用多排孔布置。
多排孔又分方形、矩形、梅花形三种。
梅花形布孔时,能量分布比较均匀。
可以形成较好的爆破成效,本设计中,选用多排孔梅花形布置方式。
id
图6-1破炮孔布置示意图
H—台阶高度;W—底盘抵抗线;h—超深;d—炮孔直径;L2—填塞长度;c—安全距离;a—孔距;b—排距
6.2.3爆破参数的确定
深孔爆破参数包括孔径、孔深、超钻、地盘抵抗线、填塞长度、孔距、排距和炸
药单位消耗量等。
(1)孔径d
露天中深孔爆破的孔径主要取决于钻机类型、台阶高度和岩石性质。
本设计选用
KQ-200型潜孔钻机,其孔径为200mm,故d取值200mm。
(2)底盘抵抗线W底
1.按H.B.迈利尼科夫公式计算:
式中:
q每米炮孔装药量,32kg/m;
K――堵塞系数,取0.8;
——超深系数,0.15~0.35,取0.2;
q――单位炸药消耗,取0.4kg/m3;
m炮孔密集系数,取m=1.2;
H台阶高度,10m。
经计算得
...32(0.80.2)^322(0.80.2)240.341.232102_55.6o
W===6.8m。
20.341.2108.2
2.按巴隆公式计算:
Wd..7.85一(6-4)
■,mq
式中:
d——孔径,2dm;
――装药密度,1kg/dm3;
――装药系数,0.5~0.7,取0.7;
经计算得:
W=2―曇膚%
3.按炮孔直径计算
W(20~50)d6m~10m
综合计算以及咨询师兄的工作经验,取最小抵抗线为W=7m
⑶孔深
超深:
h(0.15~0.35)W0.9~2.1,取1.5m;(6-5)
则孔深为:
L=H+h=10+仁11.5m。
(6-6)
(4)孔距a和排距b
孔距a是指同一排中相邻两孔中心线的距离,:
1.孔距:
1a=mW=1.2>6=7.2m(6-7)
2按每孔容许装药量及崩落岩石体积计算:
qL0.73211.5a==
qHW0.34106
炮孔密集系数mm取1~1.5,随着多排毫秒爆破技术和合理的深孔起爆顺序
的应用,出现了增大孔距,缩小排距,从而增大炮孔密集系数的现象,有时mm
达到3~8也得到好的爆破效果。
实践证明,适当加大mm有利于改善爆破块度。
设计中取为1.5。
为保证爆破质量取孔距a=7m。
由于后二排由于炮孔深度较少孔距根据经验也要适当减少,故,倒数第一、第二排孔距为a=6m。
排距b指多排孔爆破时,相邻两排钻孔间的距离。
2.排距:
前排孔b0.866a7.8m,取bW6m;后排孔由于岩石夹制作用及减小后
冲,排距应适当减小,按经验公式计算:
b(0.6~1.0)W3.6m~6m,取5m
(5)堵塞长度Lz
堵塞长度关系到堵塞工作量的大小、炸药能量利用率和空气冲击波的危害程度。
合理的堵塞长度应能防止爆炸气体产物过早地冲出孔外,是破碎更加充分。
常用的经验式为:
Lz=ZW底=4.2m(6-9)
式中:
Z――填塞系数,垂直孔取0.7
那么装药长度则为Le=11-4.2=7m
(6)单孔装药量Qk
前排:
Qk=qaHW底(6-10)
后排:
Qk=qabHk(6-11)
式中:
q单位炸药消耗量,取0.4kg/m3;
a——炮孔间距,为7m;
b炮孔排距,为5m;
H――台阶高度,10m;
W底最小抵抗线,7m;
k后排装药量增加系数,一般1.1~1.3,取1.2
计算得,前排Qk=201.6kg,后排Qk=168kg。
(7)装药量验算
Q'k装药量验算值,kg;
△装药密度,kg/dm3;乳化炸药厶=1.14
L1装药长度,m。
Q'k小于Qk时,可以适当调整孔网或炮孔直径。
(8)爆破参数
表6—2爆破参数
设备类型
单位
KQ-200型液压潜孔钻机
孑L径d
mm
200
孑L深h
m
11.5
超深he
m
1.5
底盘抵抗线w底
m
7
孔距a
m
7
排距b
m
6
堵塞长度lz
m
4
单位炸药消耗量q
3
kg/m
0.4
单孔装药Qk
第一排
kg
201.6
后排
168
废孔率
%
3
624装药、填塞、起爆方法
一.装药
(1)装药结构
a单一装药:
我国露天矿多采用这种结构;
b组合装药:
孔底部装高威力炸药,上部装低威力炸药;
c间隔装药:
炮孔中两段或多段装药,各段间用炮泥或空气隔开,我国露天矿山多采用空气间隔。
间隔可以降低大块率,改善爆破质量;
d不偶合装药:
在遇裂爆破和光面爆破中采用药包直径小于钻孔直径的装药结构,可以保护边坡。
本设计中初步选择间隔装药结构。
使用空气间隔。
屋倾:
-——填彌
2-一皇村碰时雷誉
3-一炸酹
1一一皆悍暂
S--宝汽哇
图6——2爆破装药结构纵剖面示意图
二填塞
目前我国露天矿深孔爆破的填塞工作仍以人工填塞为主,填塞物为炮孔周边的钻孔岩屑(炮泥)填塞。
三起爆方法
根据起爆材料不同,起爆方法有:
(1)电力起爆:
使用的气爆器材有普通电雷管,秒差电雷管,毫秒电雷管。
电力起爆在我国露天矿应用较广泛,爆破用电源取自爆破安全距离以外的电源。
爆破前可对电爆网路进行检查,确保及时准确起爆。
这种起爆发放成本低,但爆破前准备工作复杂。
电爆网路连接方式有:
串联法,网路简单,所需电流较小,操作简单,但容易产生拒爆。
适用于小规模爆破;并联法:
网路中各电雷管互不干扰,起爆较可靠,缺点是起爆所需电流较大,受到条件限制;混合联法:
适用于大爆破。
(2)导爆索起爆:
常以继爆管配合使用。
装药中不用雷管,比较安全。
爆破前准备工作简单,但成本高。
(注:
现已经不用此方法)
(3)导爆管起爆:
导爆管是传递冲击波的塑料小管,与非电毫秒雷管,联结传爆元件和引爆元件组成导爆管非电起爆系统;
(4)导火索起爆:
常用8?
火雷管起爆,露天矿多用于二次爆破和辅助作业爆破;(注:
现已经不用此方法)
(5)混合起爆:
使用低敢度炸药的矿山,先用少量感度高的炸药作起爆药包先起爆,然后引起大量低感度炸药起爆。
在本设计中,根据国内矿山的经验和都龙开采以来的实践经验,本次设计采用导爆索-导爆管联合起爆网路,用磁电雷管作起爆雷管起爆导爆索。
6.2.5起爆及网路连接方法
6.2.5.1炮孔数的确定
爆区采用一爆两采的方法确定爆堆宽度,此时bdf(RwpRxmax)acm;
式中f—挖掘机规格系数,f<0.9;
c—线路中心线到爆堆的距离,一般为2—3m
此时最小爆堆宽度bmin=1.5H=15m;实际爆堆宽度为3b+W底=3X
6+7=25m>18m符合要求。
可以得到爆堆的宽度取25m合理。
根据爆破一次能够满足挖掘机铲装10—15个昼夜的量计算爆区的长度。
矿山1年剥采总为13707330r3,故每年采剥总量为1370733M3。
每天(每年工作330天)每台(共4台)挖掘机需要承担的量为1371n®。
挖掘机10昼夜的铲装量为13710n3。
炮孔数目为13710/(6X7X10)=34.6,初步取36个孔。
最终布孔数量为40个。
实际炸药单耗计算:
实际爆破炸药量202X20+168X16=8128kg
实际炸药单耗:
-8128=0.617kg/m3
13170
625.2网路连接设计方案
本次设计初步设计以下几种方案:
一.排间顺序起爆
(1).优点
这种起爆形式是最简单、应用最广泛地一种,起爆网络连接简单。
一般呈三角形交错布孔。
(2.)缺点
在大区爆破时,由于同排药量过大,容易造成爆破地震危害。
1、网络连接方式:
把孔内引出的导爆管通过“四通”型连接卡垂直连接在孔外传爆导爆索上。
2、起爆顺序:
为了减小震动对周围环境的影响,本次设计采用排间顺序起爆的毫秒延迟爆破。
3、时间间隔:
根据矿山生产以来的实践表明,使毫秒延迟爆破的间隔时间控
制在50〜150ms之间以取得比较好的爆破效果。
4、设计的爆破网络见下图。
1也6G6£』$d(
»11II1111111|丨11丨11丨丨川丨|丨丨丨|丨ip丨|「I丨丨11丨丨丨|丨11ii
图6――3逐排起爆网络图
5.爆破材料消耗及单位成本
表6-3逐排顺序起爆材料消耗成本表
项目
单位
数量
单价
成本(兀)
一次爆破炸药总消耗量
Kg
8128
9元/kg
73152
空气间隔器
个
40
85元/个
3400
导爆管雷管
1段
发
10
8元/发
80
3段
发
10
8元/发
80
7段
发
10
8元/发
80
10段
发
磁电雷管
发
1
5元/发
5
导爆管
米
1000
2元/米
2000
导爆索
米
150
2.3咪
345
钻孔数
个
40
其他
总计
79142
三.逐孔毫秒延期起爆:
同一排孔按奇、偶数分组顺序起爆的方式,这是孔间毫秒延迟起爆。
而同一炮孔内进行分段装药,并在分段装药间实现毫秒延期间隔起爆的方法为孔内毫秒延期起爆。
1优点
(1)毫秒延期爆破可实现多排孔爆破,扩大一次爆破的矿岩量,满足大型露天矿山的生产要求;
(2)提高爆破质量,降低爆破成本。
破碎的块度均匀,大块率低,爆堆集中有利于提高装载设备的效率;
(3)减轻爆破地震波作用,防止对附近建筑物和采场边坡的危害。
1•网络连接方式:
各排把孔内引出的导爆管通过“四通”型连接卡垂直连接孔外
同一根导爆管上,排间也用导爆管连接。
2.起爆顺序:
为了减小震动对边坡的影响,本次设计采用逐孔起爆的毫秒延迟爆破。
3.时间间隔:
孔内采用MS1038Oms),孔间用MS350ms)接力,排间用MS5(110ms)接力,从而实现逐孔毫秒延迟起爆。
4.设计的爆破网络见下图。
6――4逐孔毫秒延期起爆网络
5.此设计爆破材料消耗及单位成本
表6-4逐孔起爆材料消耗成本表
项目
单位
数量
单价
成本(兀)
一次爆破炸药总消耗量
Kg
8128
9元/kg
73152
空气间隔器
个
40
85元/个
3400
导爆管雷管
1段
发
8元/发
3段
发
40
8元/发
80
5段
发
3
8元/发
80
10段
发
40
磁电雷管
发
1
5元/发
5
导爆管
米
1500
2元/米
3000
导爆索
米
2.3咪
钻孔数
个
40
其他
总计
79717
三•欲裂爆破:
优点:
①可以减少超欠挖量,节省工程投资;
2开挖面光洁平整,有利后期的作业;
3对保留的岩体的破坏影响小,有利于边坡的稳定;;
4由于预裂缝的存在,可以放宽对开挖区爆破规模的限制,提高工效。
缺点:
炮眼数较一般爆破法要多一些,钻眼的准确性要求较高,钻爆作业的单项工序时间要多一些。
需要一些特殊器材,如专用炸药、毫秒雷管、导爆索(传爆线)等。
爆破经济效果差,成本高。
7-■
一■
//////////////
z(Tzzz
》g&(&&X-
—
111111111111111111111111■1111111111111111111111
1111
图6-5欲裂爆破网路图
5.此设计爆破材料消耗及单位成本
表6-5欲裂材料消耗成本表
项目
单位
数量
单价
成本(兀)
一次爆破炸药总消耗量
Kg
8128
9元/kg
73152
空气间隔器
个
58
85元/个
4930
2段
发
14
8元/发
112
导爆管雷管
3段
发
14
8元/发
112
5段
发
1
8元/发
8
10段
发
58
8元/发
464
磁电雷管
发
4
5元/发
20
导爆管
米
1500
2元/米
3000
导爆索
米
400
2.3咪
920
钻孔数
个
58
其他
100
总计
82818
经过综合比较,逐孔起爆可以达到如下爆破效果:
爆破块度好,大块率低,二次
爆破量少;底根少或无底根;控制后冲或侧冲破坏,便于爆区衔接;控制爆堆移动方向,降低贫化;控制爆堆形状,发挥铲装设备效率;控制爆堆松散度及松散均匀度,便于挖掘;控制爆破震动、噪声和飞石;而逐排顺序起爆虽然成本低,但由于同排药量过大,容易造成爆破地震危害,所以不选择;欲裂爆破相对前两种方案比较而言,虽然爆破效果好,但是材料消耗成本过大,钻孔数多,所以不选择。
故本次设计最终选择逐孔毫秒延迟起爆网络。
628起爆安全措施
穿孔爆破根据爆破安全规程(GB6722-2003规定:
露天土岩爆破个别飞石对人员的最小安全距离不得小于200m建、构筑物的爆破地震安全性应满足安全震动速度的要求,具体措施如下:
(1).爆破采用定时爆破,让职工及附近村民有规律地避炮,加强职工、附近村民安全教育,让职工、村民事先知道警戒范围、警戒标志、声响信号的意义;
2).在爆破警戒线外设置明显标志,爆破前同时发出音响和视觉信号,使危
险区内的人员能清楚地听到和看到;
3).爆破时派专人负责警戒,严禁任何人员进入爆破警戒线范围以内,待爆
破工作结束并确认安全方可进入采区;
4).采用KQ-200潜孔钻机钻机穿孔,实行多钻孔,少装药的逐孔爆破,扩帮
时采用预裂爆破,以减小爆破地震波对边坡的影响;
(1)、震动安全距离
(6-13)
[K]aQ3
式中:
V-不同条件下最大允许震动速度;cm/s
K、a-查爆破教材326表13-1;
Q-一次爆破最大炸药量;kg
11
200165石
R[——]1.65(322.56X12)3255m
计算得:
2
(2)、爆破飞石安全距离
(6-14)
R20k
式中:
k-安全系数,一般1.0-1.5;
n-爆破作用指数;
W-最小抵抗线,m
2
计算得:
R=20X1.5X1X7=210m
所以,最终爆破安全警戒距离选取300米。
总之,严格按照《爆破安全规程》规定及以上措施实施爆破作业完全能保
证该露天矿的爆破安全
图6――6爆破警戒图
629爆破组织工作
根据《爆破安全规程》(GB6722-2003),采场四周所有能到采场的路口应设警戒点,警戒距离定为300米,本采场爆破时警戒设于各主要路口(见采场爆破示意图),在爆破前派出人员警戒,竖立警示标志。
(1)爆破作业施工前,进行安全教育及技术交底工作。
表6—6爆破基数交底
序号
项目
参数
1
技术参数
①破尺寸:
长X宽X高
=70mX26mX10m②孔参数:
11.5m超深1.5m③孔要求:
4排-梅花孔
2
装药
①炸药单耗0.4Kg/m3②前排
孔202kg;后排孔168kg
3
填塞
①填塞高度4m;②炮泥填塞
4
爆破网路参数
③复式起爆网路;④导爆管雷
管⑤段别布置:
2-8。
(2)爆破作业必须严格按批准的爆破设计方案,由爆破组长或熟练爆破员在现场根据设计方案和实际地形布置炮孔,当钻孔组穿孔完毕,由爆破技术员对炮孔的深度、角度进行验收,不合格的炮孔给予报废,重新穿孔,确保安全。
具体作业如下:
1、炮孔的检查
炮孔的孔径、孔深、孔距、排距应达到设计要求,对个别有变化的孔位和孔深要做好记录和标志。
2、炮孔深度的测量
作好记录,孔深的误差应在0.5m以内。
对个别孔深与设计孔深相差较大的浅孔应重新加深,对超深过大的孔应适当回填;孔数不足时,应补孔;最后一排炮孔的超深一定要满足设计要求,以避免造成“炮根”。
3、炮孔的方位角和倾角其偏差应在1°30'。
4、孔口的岩渣或杂物应清理干净,用纸或草根或大的石块儿等堵好,发现炮孔堵塞,应进行处理(补钻或补孔)。
5、对有水的炮孔用高压风吹或用专用的排水工具(如用海绵吸水)等。
必要时可在孔口用粘土做围堤,防止水倒流。
6验孔人员必须做好验孔记录,如:
孔径、孔数、孔深等,以备检查和记录存档
(3)爆破作业必须由经过培训、考试合格取得爆破员作业证的人员担任,
装配引药(起爆药包、起爆药柱)、装药、连线、检查线路工作只准爆破员进行操作。
(4)装药前应检查布孔是否符合要求,并核对布孔参数及相应装药量。
装药时,必须首先清除炮孔内岩粉和积水,如炮孔底有水,应用岩石乳化炸药。
装药时应保护爆破网络及起爆药包引线,防止脱落及挤压;
炮孔装入药卷后,剩余的炮孔部分,应用细质沙粘土炮泥封实。
无封泥或封泥不严的炮孔禁止放炮。
封泥长度应不小于炮眼深度的1/3。
(5)爆破
爆破前,按确定的危险边界和警戒点,由爆破负责人指派专人警戒,设明显警戒标志,严禁一切人员通过。
直至爆破员解除信号发出为止。
爆破前,爆破带班人员应组织人员,把工具、设备撤退到安全地点存放,并清点人数,确认无误后,方准下达爆破命令。
爆破后,经至少15分钟等待,炮烟吹散后,才准爆破人员进入爆破地点,检查有无盲炮、危石等情况,如有危险情况应及时处理,处理前应放危险警戒标志。
只有上述危险情况处理完毕,警戒人员由爆破组长亲自撤回后,经爆破组长同意,才准许其他人员进入爆破地点作业。
爆破后,爆破员及时切断电源,收拢放炮母线,检查爆破效果,填写爆破记录。
(6)盲炮处理发现盲炮应及时处理,防止意外事故发生。
盲炮处理要遵照《爆破安全规
程》(GB6722-2003)进行。
1经检查确认炮孔的爆破线路完好,并没有破坏原有爆破条件的情况下,可重新连接起爆;如条件有变化时,要请示主管工程技术的人员,有必要时,要加覆盖,确保重新起爆的安全。
2中深孔爆破在距盲炮孔口不少于10倍炮孔直径处另打平行孔装药起爆。
3如用非抗水硝铵类炸药,且孔壁完好,可取出部分填塞物的,向孔内灌水使之失效,然后作进一步处理。
(7)爆破器材管理:
爆破器材由马关县民爆公司提供并按每天使用量派员送到采场,采场设保管一天用量的存放点,设专人看守。
而存放点按规定设置警示标志、建立报警系统等,必须设专人管理,建立严格的领取、使用和清退制度。
(8)爆破工程开工前,应将警戒信号、警戒标志、起爆信号提前告知周围群众及附近采选厂,做好安民告示工作。
爆破信号如下:
第一次警报—预告信号,一长两短。
起爆前30分钟,将爆区周围人员疏散撤离危险区域撤至指定安全地点,所有警戒人员到位。
第二次信号,一长声。
起爆前1分钟,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 穿孔 爆破 专题