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數碼電子雷管逐孔起爆網路延時時間應用探討

2020-11-13 責任編輯:崔瑋娜

蘭小平

(寧夏天宏爆破有限公司,銀川750001)

摘 要:

為了獲取數碼電子雷管逐孔起爆網路的最佳延時時間,改善爆破效果,結合甘肅白銀市白銀區武川鄉榆樹溝大理巖礦山的石灰巖開采工程,通過調整孔間、排間的延時時間,進行了5次爆破試驗。采用控制變量法,即在保持爆破孔網參數和單耗等參數均不變的情況下,孔間延時時間由原來25ms調整為20ms,每米孔距延時3~4ms;排間延時時間由原來的75~110ms調整為45ms,每米排距延時9ms,取得了較好的爆破效果,提高了礦山挖裝效率和采場平整度,為類似工程施工提供可借鑒的數據和經驗支撐。但相關爆破理論研究表明,排間延時時間受排數影響,孔和排間延時時間不可能無限制縮小,延時時間縮小和增大都存在一個臨界值,超過這個臨界值將會造成爆破事故,臨界值的變化規律與巖石性質、結構和炸藥性能等各種條件有關,有待于爆破同行們根據礦山實際情況進一步研究。

關鍵詞:數碼電子雷管;起爆網路;逐孔起爆;延時時間;大塊率

甘肅白銀市白銀區武川鄉榆樹溝大理巖礦山,主要為中材甘肅水泥有限責任公司日產4500t新型干法水泥生產線提供石灰巖,礦山年生產能力225萬t,礦區面積0.53km2。礦區位于干旱地區,降水稀少,年平均降水量最大為100~150mm,礦體節理、斷層、層理等較發育,屬較堅硬巖石?箟簭姸龋遥悖剑担啊矗,巖體完整性指數Kv>0.75,巖體基本質量指標BQ為550~451。礦區水文地質條件簡單,工程地質條件中等,地質環境質量較好,礦床開采技術條件屬工程地質問題為主的中等類型。

礦山開采為自上而下水平分層的山坡露天開采方式,在采掘帶斜交礦體走向布置橫向采掘。在礦石采掘時采取深孔爆破,臺階高度14m,使用1臺JK590C-140型露天潛孔鉆機穿孔,主爆炸藥為巖石粉狀乳化炸藥。使用的爆破器材有:高精度導爆管雷管和數碼電子雷管(以下簡稱:電子雷管)。起爆網路為逐孔起爆、V形起爆等多種連接形式。開采的石灰巖以公路-汽車-鋼芯膠帶機聯合運輸。目前對于逐孔起爆延時時間設計的研究,主要為導爆管雷管[2]。由于導爆管雷管時間受雷管段別限制,誤差較大,很難在真正意義上逐孔起爆,使研究有一定的局限性,但是對電子雷管逐孔起爆延時時間研究也較少,本文介紹了2018年5~8月份在榆樹溝大理巖礦山,進行5次爆破試驗的過程,對電子雷管逐孔起爆網路延時時間進行了應用研究,得出電子雷管逐孔起爆網路孔間和排間延時時間的經驗數據,為類似工程施工提供可借鑒的數據和經驗支撐。

1 間隔時間的選擇原則

1.1 孔間間隔時間

合理的間隔時間對改善爆破質量和降低地震效應具有十分重要的作用,確定間隔時間主要考慮巖石性質、孔網參數、巖體破碎和移動因素。間隔時間過長,相當于單孔爆破漏斗發揮作用,甚至破壞爆破網路;時間過短,前一個炮孔沒有為下一個炮孔形成自由面,起不到爆破的作用。合理的間隔時間,即前一個炮孔為下一個炮孔形成自由面的時間,亦即炮孔前方巖石前移和回彈時間加上巖塊脫離巖體的時間。理論和實際證明,軟巖應采用低猛度、低爆速的炸藥,并采用長間隔時間,以增加應力波及爆破氣體在巖體中的作用時間;硬巖及軟弱夾層、裂隙發育的巖石則采用高猛度、高爆速的炸藥,并在短時間內,使爆破能量依次迅速釋放,避免爆破氣體泄漏及應力波迅速衰減。

1.2 排間間隔時間

在多排爆破時,排與排之間的時間間隔必須足夠長,這樣可以使先爆巖石完全脫離原來位置,為后爆破巖石創造自由面,不會阻擋后面巖石的移動。如果排間延時低于某一臨界值,爆破后,前排巖石阻礙使爆破后沖加重,爆堆變高,而爆堆底部由于夾制作用大,松散度較差,不利于電鏟作業。還由于不同巖性巖石的動態反映時間不一,這一臨界值變化比較大。根據文獻[4]的研究,當低于8ms/m抵抗線會發生爆后巖體阻塞現象,增加排間延時不會對爆破效果產生較大影響,但過大的排間延時會使先爆巖石拋下后停止,阻擋了后排的巖石移動,不能發揮爆破排間炮孔應力波疊加,及碎石相互擠壓碰撞而改善爆破效果的作用。

1.3 波阻對間隔時間的影響和選擇

爆破能量在巖石中釋放和耗損與巖石的性質有關,波阻是巖石的本質性質,是影響應力波傳播的重要因素,也必將影響其傳播行為特征。因此,延時爆破最優間隔時間t與孔網參數、巖石波阻Ω等的關系,顯得更為重要。根據文獻[5]的實驗研究,間隔時間與波阻和孔距的關系如圖1所示,最優間隔時間是隨著孔距減小和波阻增大而縮短的,因此,與巖石物理特性和孔網參數對最優級間隔時間的影響是一致的。

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