露天矿深孔爆破装药结构图
空气间隔器在水泥灰岩矿深孔爆破中的应用
空气间隔器在水泥灰岩矿深孔爆破中的应用发布时间：2021-05-21T16:32:22.477Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷2月4期作者：邢利伟李云龙[导读] 以往水泥灰岩矿石经济价值不高，生产技术提升投入较少，邢利伟，李云龙河北省建筑材料工业设计研究院河北石家庄 050051摘要：以往水泥灰岩矿石经济价值不高，生产技术提升投入较少，随着矿石的需求旺盛及炸药成本提高，企业更注重去降低开采成本。
空气间隔器在水泥灰岩矿爆破开采中能有效降低炸药单耗提升爆破效果，该器材的应用为越来越多企业所关注，本文通过对水泥灰岩矿爆破开采中空气间隔器的实用效果描述及分析，为该器材在非金属矿山的应用与推广提供借鉴。
关键词：水泥灰岩、爆破技术、空气间隔器、效果分析ABSTRACT: In the past, the economic value of cement limestone ore was not high, and the investment in production technology upgrading was less. With the vigorous demand of ore and the increase of explosive cost, enterprises pay more attention to reduce the mining cost. Air spacer can effectively reduce the unit consumption of explosives and improve the blasting effect in the blasting mining of cement limestone mine. The application of this equipment is concerned by more and more enterprises. This paper describes and analyzes the practical effect of air spacer in the blasting mining of cement limestone mine, so as to provide reference for the application and promotion of the equipment in non-metallic mines. KEY WORDS: Cement limestone; Blasting technology; Air spacer; Effect analysis1前言水泥用石灰石长期以来因其售价不高，在开采方面引入的先进技术较少，随着市场需求的旺盛，生产成本的增加，采用新爆破技术增加开采效益为企业所关注。
露天开采技术
山西煤炭运销集团猫儿沟煤业有限公司
露天开采技术
二、露天开采工艺及其特点
3．半连续工艺：半连续工艺是在连续开采工艺和间断开采工艺两种基本工艺方式的基础上发展起来
的。它兼具连续工艺和间断工艺的优势，能解决中、硬矿岩的开采，实现矿岩的连续运输，扩大生产规模和 降低生产成本。因半连续开采工艺被国际采矿界公认为“最具生命力”的露天开采工艺。
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一、露天开采的基本概念
露天开采技术
台阶坡面角：台阶坡面角取决于：
1、岩体稳定性，岩体稳定性级别高时取大值(最大为90°)，否则取小值； 2、类似矿山经验值； 3、岩体结构，岩体层理面（或主要优势结构面）的倾向对台阶坡面角有直接的影响。当台阶坡面与岩体 层理面的倾向相同或相近，而且层理面倾角较陡时，台阶坡面角等于层理面的倾角。
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一、露天开采的基本概念
露天开采技术
台阶上部平盘：是台阶上部的水平面；
台阶下部平盘：是台阶下部的水平面；
台阶坡面：台阶倾斜的面；
台阶坡顶线：是台阶上部平盘与台阶坡面的交线；
台阶坡底线：是台阶下部平盘与台阶坡面的交线；
台阶坡面角（α）：为台阶坡面与台阶下部平盘水平面之间的夹角；
三、露天开采作业内容
露天开采技术
潜孔钻机
2．连续工艺（轮斗工艺） 连续工艺（轮斗工艺）：适用于剥离物松软的煤矿。其特点是成本低、效益高。连续开采工艺其主要作 业环节之间物料流保持不间断运行，典型代表工艺： （1）轮斗铲/带式输送机/排土机； （2）链斗挖掘机/带式输送机等；
露天开采工艺分类
II.连续工艺
A. 独立式 B. 合并式
采用设备
1.多斗挖掘机+胶带+排土机 2.水枪+水力运输+水利排土 3.挖泥船+水力运输+水力排土 1.多斗挖掘机+运输排土桥 2.带排土臂的轮斗挖掘机
露天矿山开采工艺简介
（2）半固定公路：通往采矿场工作面和排土场作业线的 公路，服务年限为1～3年；
（3）临时性公路：采掘工作面和排土场的道路。它随采 掘工作线和排土线的推进而不断移动。这种线路，一般不修筑 路面，只需适当平整、压实即可。
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运输作业安全要求
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第二节 露天开采工艺
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2.1 露天开采过程与技术指标 矿山生命周期：地面准备，矿床疏干和防排水，矿山基
建，剥离和采矿，地表恢复与利用。 地面准备----排除开采范围内妨碍生产的各种障碍物，
如砍除树木，湖泊排干，迁移建筑物，道路和河流改道等。
矿床疏干和防排水----有地表水的矿床应预先排水疏干， 防止地表水流入采矿场应修筑挡水坝、截水沟。
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小型风动凿岩机
凿岩台车
潜孔钻机
牙轮钻机
三牙轮钻头
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2.5 爆破工作及安全要求
（1）矿岩大小适度，便于采装，满足要求； （2）台阶规整不留根底，爆堆集中高度符合采掘要求； （3）不产生后冲破坏作用，利于进行后续穿爆作业； （4）有足够的爆破贮备量，满足连续采掘的需要； （5）满足质量搭配，保障下山石灰石质量搭配要求。
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2.6 采装作业及安全要求
用采装机械从工作面把矿岩自整体中（中等硬度以下的 矿岩）或自爆堆中将爆破成适当块度的矿岩装入运输工具，或 直接排卸到一定地点的工作。
它是露天开采全部生产过程的中心环节，其效率直接影 响矿山生产能力、矿床开采强度及最终经济效益。
主要采用履带式正向和反斗挖掘机（电铲、液压铲）。
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1.2.2 露天采矿场
露天采矿场构成要素如图5。 露天矿坑四周揭露的由台阶组成的表面称露天矿边帮（BC、AF）。 矿体下盘边帮叫底帮，上盘边帮叫顶帮，端部边帮叫端帮。 非工作帮——顶帮、底帮和端帮。 非工作帮平台——安全平台、清扫平台和运输平台。
露天矿山中深孔爆破技术
露天矿山中深孔爆破技术露天矿山是指开采矿石的矿山工程露天进行的采矿方法。
而深孔爆破技术是露天矿山中一种常用的矿石炸破方法。
深孔爆破技术通过在地表钻孔并注入爆炸药物，然后引爆炸药，以达到炸碎矿石的目的。
本文将从深孔爆破技术的原理、实施步骤、安全措施、环境影响等方面进行探讨。
一、深孔爆破技术原理深孔爆破技术是一种采用爆破药物炸碎矿石的方法。
其原理是通过在地表钻孔并注入爆炸药物，然后引爆炸药，使矿石破碎。
具体来说，深孔爆破技术主要包含以下几个环节：1. 钻孔：先在地表钻孔，钻孔深度取决于矿石的性质和需求。
一般来说，钻孔深度为矿层高度的1.5倍左右。
2. 装药：通过钻孔向孔底注入爆炸药物，一般使用炸药包或者爆破胶囊。
装药量根据矿石的性质和需求而定。
3. 导爆：在孔底设置导爆管，用以引爆炸药。
导爆管一般由导爆火药或导爆导线组成。
4. 引爆：通过触发系统或者遥控设备引爆炸药，使矿石破碎。
引爆系统可以通过电线、无线电、雷管等方式实现。
5. 矿石破碎：爆炸药爆炸后，产生巨大的能量破碎矿石。
二、深孔爆破技术实施步骤深孔爆破技术的实施步骤主要包括勘探、设计、施工和监测。
1. 勘探：在进行深孔爆破之前，需要进行勘探工作，了解矿石的性质、厚度、分布等信息，以确定最合适的爆破方案。
2. 设计：根据勘探结果，制定深孔爆破设计方案，包括爆破孔网、炸药量、装药方式、引爆方式等。
3. 施工：按照设计方案进行深孔爆破孔的钻孔和装药工作。
施工过程中需要严格控制钻孔的位置、角度和深度，确保炸药的合理分布。
4. 监测：在深孔爆破之前、之中和之后进行监测，包括地震监测、振动监测、颗粒物监测等。
监测结果用于评估爆破效果和安全性。
三、深孔爆破技术安全措施深孔爆破技术在实施过程中，需要采取一系列安全措施，以保障施工人员和周边环境的安全。
1. 施工人员安全：施工人员需要穿戴防护装备，包括安全帽、防护眼镜、防护服等，以防止破碎物和爆炸物对施工人员的伤害。
露天钻孔爆破
一般堵塞长度不小于底盘抵抗线的0.75 倍，或取 20~40 倍孔径，最好不小于20 倍孔径。
安全规程中规定禁止无堵塞爆破。
5 爆破施工
4）堵塞炮眼装药后眼口未装药部分应该用堵塞物 进行堵塞。良好的堵塞可以提高炸药的爆轰性能， 使炮眼内的炸药反应完全而产生较高的爆轰压力， 还能阻止爆轰气体产物过早地从炮眼口冲出，提 高爆炸能量的利用率。
常用的堵塞材料有砂子、粘土、岩粉、尾矿砂等。
小直径炮眼则常用炮泥堵塞。炮泥是用砂子和粘 土混合配制而成的，其重量比为3：1再加上20% 的水。混合均匀后再揉成直径稍小于炮眼直径的 炮泥段。
5 爆破施工工艺
5）敷设网路与起爆：采用电、非点起爆网路、或 复式起爆网路，保证网路的可靠性。
作业——露天深孔台阶爆破设计说明书
主要内容包括：
一、工程概况 二、台阶爆破设计方案 三、爆破参数的设计 四、起爆网路设计 五、钻孔设备、爆破器材的选择 六、爆破作业安全技术措施（内容）
岩石需要保护，则可不留超深或留下一定厚度的 保护层。
(3)孔深由台阶高度和超深相加确定。
3）底盘抵抗线
底盘抵抗线是影响露天爆破效果的一个重要参数。
过大的底盘抵抗线会造成根底多、大块率高、后 冲作用大；过小则不仅浪费炸药、增大钻孔工作 量而且岩块易抛散和产生飞石危害。
底盘抵抗线的大小同炸药威力、岩石爆破性、岩 石破碎要求以及钻孔直径、台阶高度和坡面角等 因素有关，这些因素及其互相影响程度的复杂性， 很难用一个数学公式表示。在设计中可以用类似 条件下的经验公式来计算，然后在实践中不断加 以调整，以达到最佳效果。
2露天岩土爆破设计
装药结构示意图
导爆管雷管 导爆索
空气间隔
炮孔布置形式及起爆顺序示意图
起爆网路示意图
)
预裂孔爆破网路示意图
双边路堑（沟槽）爆破炮孔布置及起爆顺序示意图
炮孔装药量表
炮孔 孔号 类型
第一排 常规孔 后排常 规孔 缓冲孔 预裂孔 总计
孔数 单孔 装药 合计 装药 结构 （个） 量
（kg）
充填 长度
二、参数设计：
按普坚岩考虑，即f=8~10。爆破器材 ： 卷装乳化 炸药，直径140mm，长0.5m，每节 重8.0kg；普通20段毫秒导爆管雷管
1.台阶高度： H=15m； 2. 钻孔直径：d=150mm； 3.钻孔方向：垂直； 4.超深：h=2.0m； 5.孔深=孔长：L=（15+2）=17m； 6.底盘抵抗线：W1=35d =5.25m，取5.0m；
2）台阶高度H和台阶坡面角α
H =12m
α = 75 °
3）孔径d d=150mm
4）炮孔倾角β β =75 °
4、爆破参数计算
5）底盘抵抗线WD WD=kd 取35d WD=35×0.15=5.25m
WD = Hctgα+ B=12ctg75+2.5=5.22m 取5.0m
6）超深h 国内矿山的超深一般为（0.5~3.6） m，后排比前排小0.5m左右 。
2. 合理布置采场工作线方向。爆破中， 在最小抵抗线方向上的振动强度最小，反向 最大，侧向居中；因此，将采场工作线面向 或侧向民宅方向。
五、安全防护措施
（一）降低爆破振动效应的技术措施
3.先期进行爆区爆破振动传播规律的测 试，以准确预估爆破振动的强度和影响；爆 破中在民宅处进行爆破振动监测，并将测量 结果反馈到设计中，及时改善爆破设计。
露天矿山开采及安全管理
采掘作业方式
机械 铲装
不爆破 爆破
台阶高度 ≤机械的最大挖掘高度 ≤机械的最大挖掘高度的1.2倍
砂状的岩石 松软的岩石 坚硬稳固的岩石
人工开采
≤1.8m ≤3.0m ≤6.0m
挖掘机或前装机铲装时，爆堆高度应不大于机械最大挖掘高度的1.5倍。
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第二节 露天开采工艺
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2.1 露天开采过程与技术指标 矿山生命周期：地面准备，矿床疏干和防排水，矿山基
图5 露天采矿场结构图 1－安全平台；2－清扫平台；3－运输平台；4－工作平台
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安全平台宽度≈台阶高度的1/3，安全规程≥4m。阻挡和 容纳边坡上掉落的岩石，调节缓和边坡角，保证边帮稳定和下 部各水平作业安全。
清扫平台宽度一般≥6m，便于清理设备作业，每隔3～4个 台阶设置一个。
运输平台宽度≡运输线路，与出入沟同设在非工作帮的一 侧及端帮上。
图6 露天境界影响剥离量和采矿量示意图
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剥采比是反映露天采矿的重要经济指标。
图7
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1、平均剥采比nρ为露天开采境界内岩石剥离总量与可 采矿石总量之比，即：
n
＝
V A
式中：nρ——平均剥采比，m3/m3，m3/t或t/t； Vρ——露天开采境界内岩石剥离总量，m3或t； Aρ——露天开采境界内可采矿石总量，m3或t。
台阶高度的确定 台阶高度对露天开采作业安全意义重大。
①矿岩的岩性和埋藏条件 稳固矿岩，台阶高度可以大一些；节理裂隙较发育、不 稳固矿岩，台阶高度应低一些。 ②穿孔爆破工作的要求 保证生产人员和设备的安全。
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③采掘工作的要求：安全规程规定如表1。
表1 露天矿场台阶的安全高度
矿岩性质 松软的岩石 坚硬稳固的岩石
露天矿深孔减震爆破理论与应用实践
塑 料管而 仅仅用 于岩石 的爆 破 ， 索则 在煤 、 导爆 岩爆 破 中均应用 。两种 起爆器材 网络 的使 用在 以上基 础 的前提下根 据岩石 性质 、硬 度不 同或 经济 比较应有
选 择性 的应 用 ， 因此在实践 中需要 分别对 待 。 ４ 减振爆 破 的现场实 践
施工 技术 和经验 ， 本文所 总结 的成果 ， 供 同类 矿 山 可
北 化 工 ，９ ９ （ ）３ — ３ １９ ，３ ：２ ３ ．
— 台 》 ＤＤ１ ０ ．Ｓ ０
图 １ 典型深孔爆破导爆管 网络 示意图
业． 从事 穿爆技 术、 现场管理等工作 。 现任安 家岭矿矿长助理
在 图 １中 ，Ｌ 孑 内延 期 为 ４ ０ｍ 、 排延 期为 ４ ０ ｓ 前 ２ （ 下转第 ７ ８页 ）
兼穿爆 经理。
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７ ・ ８
衰减 系数 ；
与爆破 方法 、 介质性 质和爆 破条 件相关 的
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类矿 山和 同行借 鉴 。
关键词 ： 破振 动 ； 动爆破 ； 爆 药量 ； 爆 器材 爆 松概 述
文献标 识码 ： Ｂ
文章编 号：６ １—９ １ ２ １ ） ４—０ ２—０ １７ ８ ６（ ０ ０ ０ ４ ０ ２
系数 ；
一
在 露天 开采 中的第一个 生产 环节是 对岩石 进 行 松 动爆破 。 在这 一过程 中， 仅需要爆 破 的质 量效 果 不 达 到采装设备 的要 求 ，同时爆破震 动对 周 围建筑 物 的影 响也必须 满足 安全要求 。随着 环境 复杂程 度 的