预裂爆破参数的选择与改进
预裂爆破设计方案
路基开挖爆破施工方案一、工程简介DK1811+643.35～DK1811+896.12段,长252.77米,属深路堑,丘陵区,丘坡,地形较陡,自然坡度15°～35°,相对高差30~40米,植被发育.线路沿坡顶通过。
丘间谷地，狭长，辟为旱地。
该段路基设计边坡坡度为1:1. 5，表面岩石风化严重，Ⅳ级。
二、爆破方法的选择开挖深度不大，方量较小，地形较复杂地段采用浅孔爆破；开挖深度大于5m，开挖方量较集中地段采用深孔爆破。
边坡采用预裂爆破，主炮孔为垂直孔，边坡预裂孔与设计边坡坡率相同。
岩石较完整，临空情况较好时边坡采用光面爆破，光面爆破与主爆破同时进行爆破前应进行爆破设计，并根据爆破效果进行参数的调整。
爆破设计方案必须报有关部门审核批准后方可实施。
根据实际地形、边坡与既有线的距离和边坡的位置、形式调整爆破的方式。
三、爆破石方及炸药用量本路基段开挖石方爆破共有1997 m3，需炸药约1.6t。
四、选择爆破设备、器材浅孔爆破采用手持式风动凿岩机钻孔，孔径38～42mm，孔深1.5～2.0m，根据路堑开挖深度分一个或3～4个台阶进行爆破。
深孔爆破法一般取孔径80mm，潜孔钻机钻孔。
爆破设备：空气压缩机一台（12m3），露天钻机两台；手持式煤电钻4台，导向钻头（φ38mm）8个。
爆破材料：乳化炸药Φ32mm，长19cm，重0.15Kg；2#岩石铵梯炸药Φ32mm、非电毫秒雷管1～11段；火雷管；导爆索。
五、钻孔和钻孔参数选择采用手持式内燃凿岩机、手持式风动凿岩机或煤电钻进行钻孔。
钎杆采用中空六棱钢,钻头采用“一”字型合金钻头;对于表层较风化的岩层,为防止泥岩卡钻,采用手持式煤电钻、燕尾式螺纹钻杆进行钻孔作业。
所钻的炮孔直径为38-42MM。
对于质量要求较高的部位，钻孔直径d以32～100mm为宜，最好能按药包直径的2～4倍来选择钻孔直径。
而预裂面的钻孔间距取a=（7～10）d。
因此做了以下参数选择：每次爆破台阶高度为：H L=2.5m①钻孔方向：预裂孔和辅助孔按照边坡设计坡度方向进行钻孔；主爆孔为竖直方向钻孔。
某露天矿山预裂爆破技术改进与应用
79矿产资源M ineral resources某露天矿山预裂爆破技术改进与应用陈 杨1，2（１．厦门钨业股份有限公司，福建 厦门 ３６１０２６；２．江西都昌金鼎钨钼矿，江西 九江 ３３２６１１）摘 要：某露天矿山进行陡帮开采采用预裂爆破技术，控制爆破震动对靠帮边坡的影响，这样可以有效杜绝终了靠帮边坡浮石、散块挂帮等安全隐患，保证终了靠帮边坡破面完整与稳定，保障采场下部平台作业安全。
本文为了探索在确保边坡稳定前提下的低成本之路，针对前期预裂爆破存在的不足，对该露天矿山预裂爆破参数进行研究，优化了爆破装药结构，并将预裂孔距由１．５ｍ增大至２．０ｍ，经多次现场试验与效果分析，达到了既能确保终了靠帮边坡的稳定性，又能降低矿山预裂爆破成本的目标。
关键词：预裂爆破；装药结构；参数优化；边坡稳定性；降低成本中图分类号：ＴＤ８５４．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）２３－００７９－３Improvement and application of pre-splitting blasting technology in a certain open-pit mineCHEN Yang 1,2（１．Ｘｉａｍｅｎ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｘｉａｍｅｎ ３６１０２６，Ｃｈｉｎａ ；２．Ｊｉａｎｇｘｉ Ｄｕｃｈａｎｇ Ｊｉｎｄｉｎｇ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ Ｍｉｎｅ，Ｊｉｕｊｉａｎｇ ３３２６１１，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｅ ａｄｏｐｔｓ ｐｒｅ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｓｔｅｅｐ ｓｌｏｐｅ ｍｉｎｉｎｇ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ． Ｔｈｉｓ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｓａｆｅｔｙ ｈａｚａｒｄｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｓｔｏｎｅｓ ａｎｄ ｌｏｏｓｅ ｂｌｏｃｋｓ ｈａｎｇｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｓｌｏｐｅ， ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｏｋｅｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｓｌｏｐｅ， ａｎｄ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ａｉｍｓ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ａ ｌｏｗ－ｃｏｓｔ ｐａｔｈ ｗｈｉｌｅ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． Ｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ ｏｆ ｐｒｅ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｓｔａｇｅ， ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｐｒｅ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ， ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｃｈａｒｇｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｈｏｌｅ ｓｐａｃｉｎｇ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ １．５ｍ ｔｏ ２．０ｍ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｎ－ｓｉｔｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｔｈｅ ｇｏａｌ ｏｆ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｓｌｏｐｅ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｏｆ ｐｒｅ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｗａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ．Keywords: ｐｒｅ－ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｂｌａｓｔｉｎｇ； Ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； Ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ； Ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ； ｃｏｓｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－１０作者简介：陈杨，男，生于１９９１年，汉族，本科，重庆綦江人，工程师，研究方向：露天矿山采矿技术管理。
预裂爆破设计方案
路基开挖爆破施工方案一、工程简介DK1811+643.35～DK1811+896.12段,长252.77米,属深路堑,丘陵区,丘坡,地形较陡,自然坡度15°～35°,相对高差30~40米,植被发育.线路沿坡顶通过。
丘间谷地，狭长，辟为旱地。
该段路基设计边坡坡度为1:1. 5，表面岩石风化严重，Ⅳ级。
二、爆破方法的选择开挖深度不大，方量较小，地形较复杂地段采用浅孔爆破；开挖深度大于5m，开挖方量较集中地段采用深孔爆破。
边坡采用预裂爆破，主炮孔为垂直孔，边坡预裂孔与设计边坡坡率相同。
岩石较完整，临空情况较好时边坡采用光面爆破，光面爆破与主爆破同时进行爆破前应进行爆破设计，并根据爆破效果进行参数的调整。
爆破设计方案必须报有关部门审核批准后方可实施。
根据实际地形、边坡与既有线的距离和边坡的位置、形式调整爆破的方式。
三、爆破石方及炸药用量本路基段开挖石方爆破共有1997 m3，需炸药约1.6t。
四、选择爆破设备、器材浅孔爆破采用手持式风动凿岩机钻孔，孔径38～42mm，孔深1.5～2.0m，根据路堑开挖深度分一个或3～4个台阶进行爆破。
深孔爆破法一般取孔径80mm，潜孔钻机钻孔。
爆破设备：空气压缩机一台（12m3），露天钻机两台；手持式煤电钻4台，导向钻头（φ38mm）8个。
爆破材料：乳化炸药Φ32mm，长19cm，重0.15Kg；2#岩石铵梯炸药Φ32mm、非电毫秒雷管1～11段；火雷管；导爆索。
五、钻孔和钻孔参数选择采用手持式内燃凿岩机、手持式风动凿岩机或煤电钻进行钻孔。
钎杆采用中空六棱钢,钻头采用“一”字型合金钻头;对于表层较风化的岩层,为防止泥岩卡钻,采用手持式煤电钻、燕尾式螺纹钻杆进行钻孔作业。
所钻的炮孔直径为38-42MM。
对于质量要求较高的部位，钻孔直径d以32～100mm为宜，最好能按药包直径的2～4倍来选择钻孔直径。
而预裂面的钻孔间距取a=（7～10）d。
因此做了以下参数选择：每次爆破台阶高度为：H L=2.5m①钻孔方向：预裂孔和辅助孔按照边坡设计坡度方向进行钻孔；主爆孔为竖直方向钻孔。
浅论煤矿巷道光面和预裂爆破参数选择及质量保证措施
浅论煤矿巷道光面和预裂爆破参数选择及质量保证措施摘要：浅析光面和预裂爆破相关参数的选择、确定，以及保证爆破质量的技术措施。
关键词：煤矿巷道光面爆破预裂爆破参数选择技术措施1 综述光面爆破技术的应用是从上世纪60—70年在国内开始。
该技术在煤矿巷道爆破施工中应用，取得了较好的经济效益，且对于巷道围岩的稳定性也起到重要的作用。
而预裂爆破则是由光面爆破演变来的，也是光面爆破的一种，故称作预裂光面爆破。
其差别在于：光面爆破的主爆破炮眼先于控制开挖轮廓面的光面炮眼起爆，而预裂爆破的主爆破炮眼在控制开挖轮廓面的预裂炮眼之后起爆。
它们的应用效果，在很大程度上都取决于爆破参数的选择和爆破控制技术。
在此，就这些问题进行探讨。
2 爆破相关参数的选择与确定因为爆破参数的选择直接影响着爆破效果，也是光面、预裂爆破工程设计的重要内容。
掌握原则：利用一切有利于提高光面爆破质量的因素，努力提高爆破的质量。
其爆破参数设计计算有公式计算法、直接试验法、经验类比法和模型试验法等。
现结合工程实践经验，提出各种爆破参数的计算公式。
1）炮眼直径（db）。
它直接关系到施工的效率与成本，因此应综合考虑岩石特性、现场机械设备情况和工程具体要求进行选择。
一般应依据爆破的现场和钻工机具确定。
在小断面的巷道实施光面预裂爆破时，孔径宜取35～45mm。
2）炮眼间距（a）。
两种爆破的实质是使炮眼之间产生贯通裂隙，以形成平整的断裂面。
所以，炮眼间距对形成贯通裂隙有着非常重要的作用。
其大小主要取决于炸药的性质、不耦合系数和岩石的物理力学性质。
①对光面爆破有：a=2Ri+（Pi/ST）db，式中，Ri=（bPb/ST）a·rb为每个炮眼产生的裂缝长度，ST为岩石的抗拉强度，db为炮眼直径，Pi为爆生气体充满炮眼时的静压，Pb为孔壁压力，b为切向应力与径向应力比例系数，b=μ/（1-μ），μ为波松比。
②对预裂爆破有：a=db[（Pb/σdt）+1]，Pb为孔壁压力，σdt是岩石动载抗拉强度。
预裂爆破的主要参数
预裂爆破的主要参数预裂爆破的主要参数包括以下几个方面：1. 岩石特性：包括岩石的名称、坚固性系数（f）等。
不同类型的岩石具有不同的坚固性，会影响到预裂爆破的效果。
2. 线装药密度：根据岩石的坚固性系数和爆破要求，选取合适的线装药密度。
线装药密度过大可能导致破碎范围过大，过小则可能导致爆破效果不佳。
3. 炸药类型：根据岩石的特性和爆破目的选择合适的炸药。
例如，对于次坚石、软石和裂缝大而多的岩石，以及松动爆破，可采用爆破力较大而粉碎力较小的炸药，如硝铵类炸药。
4. 爆破作用指数：爆破作用指数反映了炸药的爆炸和粉碎力。
在特坚石中，宜采用粉碎力大的炸药，如梯恩梯、胶制炸药等。
在次坚石、软石、裂缝大而多的岩石中，以及松动爆破中，可采用爆破力较大而粉碎力较小的炸药。
5. 爆破设计：包括炸药用量、最小抵抗线、孔间距、排距、孔径等。
这些参数需要根据岩石特性、爆破目的和炸药性能进行优化设计。
6. 起爆网络：设计合适的起爆网络，确保爆破的安全和有效性。
起爆网络包括起爆器、导线、雷管和炸药等。
7. 堵塞和填塞：爆破孔的堵塞和填塞对爆破效果有很大影响。
应选用合适的材料进行堵塞和填塞，以提高爆破效果。
8. 爆破施工：包括钻孔、装药、连线、起爆等环节。
施工过程中要确保安全、严格按照设计要求进行操作。
9. 爆破效果评估：评估爆破效果，包括岩石破碎程度、飞散范围等，以判断爆破参数选取和施工是否合理。
综上所述，预裂爆破的主要参数包括岩石特性、线装药密度、炸药类型、爆破作用指数、爆破设计、起爆网络、堵塞和填塞、爆破施工以及爆破效果评估等。
在实际工程中，需要根据具体情况灵活调整和优化这些参数，以实现安全、高效的预裂爆破。
优化大孔径预裂爆破参数、提高半孔率
《优化大孔径预裂爆破参数、提高边坡处理质量》编制：陈立强中冶集团资源开发有限公司（巴基斯坦）2012年12月优化大孔径预裂爆破参数、提高边坡处理质量一、立项背景自大孔径(φ250mm～φ270mm)予裂爆破实施以来，原采用小孔径穿孔设备(Atlas Copco ROC F9-11，φ100mm)作业面临的问题：实际废孔率过高(大于30%)，作业效率低(无法与生产同步)，维护、运营均存在困难等，得到了彻底解决。
大孔径预裂爆破的技术优势主要在于不耦合系数相对较高，爆破冲击波和高压气体的压力相对下降，对孔璧和岩壁有很好的保护作用；另外大孔径使得相邻孔做为导向孔的效果更为明显，炮孔联接方向的孔璧两侧更易形成应力集中产生裂缝。
但在现场操作中，予裂爆破的质量并不稳定，从坚硬岩石保留半孔痕迹大于70%，软岩大于50%和地表贯通裂缝不小于1cm的技术要求来看，整体爆破效果也不能让人满意。
出现以上问题主要有以下三方面因素的限制：1. 所用炸药类型的限制。
为了避免对孔壁的破坏，一般予裂爆破都是采取低爆速铵油炸药(爆速约3500m/s)。
现场采用生产爆破所用的起爆药卷：高爆速的硝化甘油(爆速5000m/s，Φ50mm×500mm×1.25Kg)，这不可避免的对孔壁造成一定程度的破坏。
2. 穿孔设备的限制。
现场采用衡阳衡冶重型机械的YZ-35A牙轮钻机，为了避免孔内出渣掩埋相邻孔以及作业场地狭小(相对于钻机)的原因，予裂孔间距很难小于2m。
3. 岩石、岩体条件的限制。
山达克铜金矿床为典型的斑岩铜矿热液蚀变型，通过肉眼很难判断岩性。
岩性从平面上和剖面上分布非常不均匀；岩体的完整性程度，不同位置也截然不同，局部不时穿插出现破碎带。
这给现场操作带来很大困难。
这也决定了不可能用固定的装药结构应对不同的区域。
从影响予裂爆破效果的三个方面来看，炸药类型、穿孔设备的改变是很难的，唯一可以操作的就是针对不同岩性和岩体设计不同的装药结构，即优化予裂爆破参数，提高半孔率。
预裂爆破
预裂爆破进行石方开挖时，在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏影响，使之获得较平整的开挖轮廓，此种爆破技术为预裂爆破。
预裂爆破不仅在垂直、倾斜开挖壁面上得到广泛应用；在规则的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用预裂爆破。
预裂爆破要求：(1)预裂缝要贯通且在地表有一定开裂宽度。
对于中等坚硬岩石，缝宽不宜小于1. 0cm；坚硬岩石缝宽应达到0.5cm左右；但在松软岩石上缝宽达到1.0cm以上时，减振作用并未显著提高，应多做些现场试验，以利总结经验。
(2)预裂面开挖后的不平整度不宜大于15cm。
预裂面不平整度通常是指预裂孔所形成之预裂面的凹凸程度，它是衡量钻孔和爆破参数合理性的重要指标，可依此验证、调整设计数据。
(3)预裂面上的炮孔痕迹保留率应不低于80％，且炮孔附近岩石不出现严重的爆破裂隙。
预裂爆破主要技术措施如下：(1) 炮孔直径一般为50～200mm，对深孔宜采围较大的孔径。
（2）炮孔间距宜为孔径的8～12倍，坚硬岩石取小值。
（3）不耦合系数（炮孔直径d与药卷直径d0的比值）建议取2～4，坚硬岩石取小值。
（4）线装药密度一般取250～400g／m。
（5）药包结构形式，目前较多的是将药卷分散绑扎在传爆线上（图1-21）。
分散药卷的相邻间距不宜大于50cm和不大于药卷的殉爆距离。
考虑到孔底的夹制作用较大，底部药包应加强，约为线装药密度的2～5倍。
（6）装药时距孔口1m左右的深度内不要装药，可用粗砂填塞，不必捣实。
填塞段过短，容易形成漏斗，过长则不能出现裂缝。
预裂爆破和光面爆破为保证保留岩体按设计轮廓面成型并防止围岩破坏，须采用轮廓控制爆破技术。
常用的轮廓控制爆破技术包括预裂爆破和光面爆破。
所谓预裂爆破，就是首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破，保证保留岩体免遭破坏；光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。
优化大孔径预裂爆破参数、提高半孔率
《优化大孔径预裂爆破参数、提高边坡处理质量》编制：陈立强中冶集团资源开发有限公司（巴基斯坦）2012年12月优化大孔径预裂爆破参数、提高边坡处理质量一、立项背景自大孔径(φ250mm～φ270mm)予裂爆破实施以来，原采用小孔径穿孔设备(Atlas Copco ROC F9-11，φ100mm)作业面临的问题：实际废孔率过高(大于30%)，作业效率低(无法与生产同步)，维护、运营均存在困难等，得到了彻底解决。
大孔径预裂爆破的技术优势主要在于不耦合系数相对较高，爆破冲击波和高压气体的压力相对下降，对孔璧和岩壁有很好的保护作用；另外大孔径使得相邻孔做为导向孔的效果更为明显，炮孔联接方向的孔璧两侧更易形成应力集中产生裂缝。
但在现场操作中，予裂爆破的质量并不稳定，从坚硬岩石保留半孔痕迹大于70%，软岩大于50%和地表贯通裂缝不小于1cm的技术要求来看，整体爆破效果也不能让人满意。
出现以上问题主要有以下三方面因素的限制：1. 所用炸药类型的限制。
为了避免对孔壁的破坏，一般予裂爆破都是采取低爆速铵油炸药(爆速约3500m/s)。
现场采用生产爆破所用的起爆药卷：高爆速的硝化甘油(爆速5000m/s，Φ50mm×500mm×1.25Kg)，这不可避免的对孔壁造成一定程度的破坏。
2. 穿孔设备的限制。
现场采用衡阳衡冶重型机械的YZ-35A牙轮钻机，为了避免孔内出渣掩埋相邻孔以及作业场地狭小(相对于钻机)的原因，予裂孔间距很难小于2m。
3. 岩石、岩体条件的限制。
山达克铜金矿床为典型的斑岩铜矿热液蚀变型，通过肉眼很难判断岩性。
岩性从平面上和剖面上分布非常不均匀；岩体的完整性程度，不同位置也截然不同，局部不时穿插出现破碎带。
这给现场操作带来很大困难。
这也决定了不可能用固定的装药结构应对不同的区域。
从影响予裂爆破效果的三个方面来看，炸药类型、穿孔设备的改变是很难的，唯一可以操作的就是针对不同岩性和岩体设计不同的装药结构，即优化予裂爆破参数，提高半孔率。
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预裂爆破参数的选择与改进
刘文华 王自力 顾文彬
(南京工程兵工程学院 南京 210007)
摘 要 介绍了预裂爆破技术参数的选择、计算方法及其改进措施,取得了较好的爆破效果,检验了所取预裂爆破主要参数的合理性,为今后大面积预裂爆破提供了参数依据。
关键词 预裂爆破 参数选取 装药结构
1 前言
预裂爆破是在光面爆破基础上发展起来的一项控制爆破技术,自发明至今已有四十多年的历史。
它作为保护设计介质面的技术,在实践中日趋完善,目前已广泛应用于露天矿边坡、水利电力、交通运输、旧建筑物基础拆除、船坞码头等工程之中来提高保留区壁面的稳定性。
在工程实践中,为了获得符合要求的预裂壁面,应通过计算分析,确定预裂爆破的主要参数。
本文介绍了预裂爆破的几次实验情况,目的是检验所取预裂爆破主要参数的合理性,为今后大面积预裂爆破提供参数依据。
2 第一次爆破情况
2.1 预裂爆破预裂孔参数
2.1.1 钻孔直径D
按工程所具备的钻孔机械设备确定,钻孔机械为Y Q—150型潜孔机钻孔,钻孔直径为D=150mm。
2.1.2 炮孔间距a
炮孔间距a根据瑞典古斯塔夫经验公式E=a/D =7.8～12.5确定(E为钻孔间距系数),a=D×E
=(7.8～12.5)D,取a=8D=0.8m。
2.1.3 不偶合系数n
为使炸药在炮孔内均匀分布,采用分段间隔不偶合装药,综合多种因素确定预裂装药药卷直径d
=57mm,则不偶合系数采用n=D/d=150/57=2.63。
2.1.4 预裂孔孔深L
为了爆破不留根底和不破坏台阶底部岩体的完整性,据实际情况初步选定孔深L=7.5m。
2.1.5 线药密度Q线
为了保证形成贯通相邻炮孔裂缝,采用经验公式:
Q线=0.36[R y]0.63a0.67kg/m
式中:a——孔裂距间距;[R y]——岩体的极限抗压强度,kg/cm2。
取[R y]=300kg/cm2,依经验公式计算得Q线= 337g/m。
2.1.6 装药结构
采用分段间隔装药,以导爆索作为起爆元件,将炸药准确地绑在既定位置。
采用粗砂及钻孔钻屑堵塞,堵塞长度为l=1.0～1.5m。
2.1.7 排距B取90～110cm。
2.2 爆破效果
2.2.1 抛掷明显,爆堆分散。
2.2.2 上部(约1.5m)超爆,形成漏斗。
2.2.3 中部(2m以下)约3m厚效果很好。
残孔率为25/29=86%,不平整度为5～15cm。
2.2.4 底部留有埂底:高1.5～2.0m,宽约1.0～
1.5m。
底部裂缝已贯通,宽度约5mm左右。
2.3 原因分析
2.3.1 钻孔精度较高。
2.3.2 主爆孔药量偏大,预裂孔中间装药量较为合适。
2.3.3 上部出现超爆的原因为装药结构不够合理,顶部药量偏大且开挖时上部岩石破碎严重。
2.3.4 底部出现埂底,主要是底部药量偏小(裂缝太小),还可能是由于底部装药未到底部。
2.4 改进措施
2.4.1 改善预裂孔装药结构,Q线保持不变(单孔药量不变),增大底部药量,相应地减小了顶部药量。
底部4卷连续装药(680g/m,中间6卷每卷间隔35cm (243g/m),顶部1m为2卷间隔50cm(170g/m)。
2.4.2 适当增大参数B(根据破坏半径确定);
主爆孔破坏半径r=(
b R m
S T
)1/A・r0.
(A=
T
2-T
,b=2-A)岩石的动态抗拉强度只有其动态抗压强度的0.1左右,故环向拉应力很容易大于岩石的动态抗拉强度极限,在岩体中产生径向裂缝。
R m=0.125・Q0・D2=0.125×0.95×36002 =1.539M Pa,A=1.5,
r=(
0.5×1.539
0.1×110
)1/1.5×64÷2=5.43m
又据经验公式r=(50～100)d(d为药卷直径)得,r =(50～100)×57=2.9～5.7m。
主爆区最后一排距预
61
第11卷 第5期1999年9月 西部探矿工程
(岩土钻掘矿业工程)
提高块煤率的爆破技术
陈士海 乔卫国 赵有斌
(山东矿业学院 泰安 271019) (莱芜张家洼铁矿 莱芜 271100)
赵武升
(兖州市杨庄煤矿 兖州 272000)
摘 要 全面总结了影响炮采工作面块煤率因素,并着重讨论了提高块煤率的爆破参数与技术。
实践证明,文中所研究的爆破技术能较显著地提高块煤率,能取得较好的经济效益。
关键词 爆破 采煤 块煤率
1 概述
从近年来煤炭市场销售价格上分析,在粉煤滞销的情况下,优质块煤仍以每吨高出粉煤售价100～200元以上成为市场上的抢手货,产品供不应求。
这严重影响煤矿经济效益的增加,必须下大力气提高块煤率及其产量。
但目前传统的钻爆工艺,技术落后,制约了块煤产量的提高。
为此从煤层的贮存条件、地质构造、爆破采煤原理上全面系统分析了影响块煤率的因素,提出了先进的爆破技术,较大幅度地改善了块煤率,增加了企业的经济效益。
2 影响炮采面块煤率的因素
2.1 煤层的强度特征
煤体的力学性质是影响块煤率的内在因素,煤体强度愈高,完整性愈好。
其本身的抗压、抗拉、抗剪强度愈大,从而在同样的爆炸压力作用下,越不易破碎,也就能保持较高的爆破块度。
如硬度较大的无烟煤,其爆破的块煤率较高。
裂面的距离B据瑞典古塔斯夫提出的理论应该为主爆区其它炮孔排距的一半,即B=1/2b(b为排距),据此, B=1/2×2.3=1.1～1.2m。
显然,r>B。
由此确定下次预裂爆破的主要参数:B=1.2m,装药量300～350g/m 装药结构;底部为连续四卷装药,中间间隔35cm,顶部两卷间隔50cm。
2.4.3 采用减震孔。
3 第二次爆破情况
3.1 炮孔间距a=0.8m,预裂孔孔深L=7.1～7.6m,堵塞长度l=1.8m,超深h=0.6m,B=1.2m,单孔药量Q=12×170g,装药结构:底部4×170g,中间6×170g (间隔35cm),上部2×170g(间隔50cm)。
距预裂面最近一排主爆孔:深度7.0～7.1m,堵塞4m,间距1.3～1.4m。
3.2 爆后效果
3.2.1 表面裂缝明显,预裂面上部无超爆。
3.2.2 平整度较好±12cm。
3.2.3 大块率较低。
4 结论
经过几次实验修正,我们感觉到对预裂爆破主要参数的选择是适合的,爆破效果比较好,并得出以下结论:4.1 要保证预裂爆破的理想效果,必须依据实际现场的地质状况,施工中应仔细分析具体条件和要求,采用理论计算与实验相结合的方法确定爆破参数,并在实践中不断地改进。
4.2 要使预裂面整齐(不平整度小于15cm),必须对钻孔精度有控制要求,孔越深,偏差精度要求应越高。
4.3 要取得较高的残留孔率,孔壁表面不产生严重裂缝,采用不偶合装药结构的气垫控制是一种较好的方法,同时施工工艺的改善也是十分重要的。
4.4 不偶合系数是预裂孔的一个重要参数,适当增加不偶合系数是实现预裂爆破的基本条件,适当的不偶合系数可取2～5。
4.5 装药结构对爆破效果影响特别大,鉴于孔上部靠近自由面,为使岩石预裂爆破不产生漏斗,故孔口以下一定深度的线密度应适当减小,甚至可以不装药。
而对于底部由于受夹制作用,为使预裂缝达到设计深度,底部的线装药密度应该适当增加,可增加2～3倍。
参考文献
1 陈华腾.爆破计算手册.辽宁科学技术出版社,1991.9
2 黄绍钧.工程爆破设计.兵器工业出版社,1996.8
3 陶颂霖.凿岩爆破.冶金工业出版社,1986.4
62West -China Ex plo rat ion Engineering
V o l.11№5
Sep.1999。