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南芬露天鐵礦50~80萬噸級大區多排毫秒延時深孔爆破技術

2014-08-26 12:21:50.0 責任編輯:崔瑋娜

 

完成時間:19871月~1991lO

工程地點:本鋼南芬露天鐵礦

完成單位:長沙礦冶研究院、南芬露天鐵礦

項目主持人及參加人員:廖先葵、楊承澤、韓子榮、劉傳雄、張漢才、湯歷東、黃政華、孫湘林、吳曉夢、李明儉、宮永軍、王術德、姜玉富、金校元、梁宏、任方軍、董少南

撰稿人:廖先葵

l前言

在“七五”科技攻關期間,長沙礦冶研究院和南芬露天鐵礦合作,進行了8次大區爆破的生產試驗,每次爆破礦巖量為5080t。實踐表明,大區爆破可以提高爆炸能利用率,顯著改善爆破破碎質量,并且可以應用異步分區起爆、大規模干擾降振技術,控制地震效應低于中小爆區爆破的地震水平。

2大區爆破的合理規模

按裝藥車臺數和預裝藥的時間計算,裝藥時間、裝藥車臺數n與爆破量的關系如下:

2tt1Q·q·V-1·n-1    (1)

式中t—每班工作時間值;

t1—敷設和檢查網路及設置警戒時間,h

Q—爆破量,m3

q—炸藥單耗,tm3

V—裝藥車裝藥量,th

如果提前一天裝藥,并代人礦山實際參數,南芬鐵礦的合理爆破規模為60t

3爆破參數優化

利用節理礦巖爆破數模(I)和統計數模(),按采礦總成本最低的原則,對大(5080t)、小(19t)爆區進行了參數優化,見圖l(C1為鉆孔成本,C2為爆破成本,C3為二爆成本,C4為爆破根底成本,C5為鏟裝成本,C6為運輸成本,C為采掘總成本,A點為最優點,即總成本最低時炸藥單耗為088kgm3)。優化結果表明:

(1)大爆區和中小爆區相關,大塊率降低45%,根底率大大減少;

(2)礦石中大塊率為1%以下;

(3)大爆區中,斗容由76m3增到115m3,大塊率降低307%,孔網擴大155%。

還編制了選擇最優炸藥品種和裝藥結構的程序。電算所得的最優炸藥品種,在巖石與礦石中前排孔下部時為含乳化炸藥和銨油炸藥各50%的重銨油炸藥,中間各排均為含銨油炸藥35%的乳化炸藥,最后一排為粉狀炸藥。

4確定毫秒延時爆破的合理問隔時問

利用ZY87型瞬態波形記錄器及電氣石壓電晶體探頭,測定孔內爆速及相對爆壓(見表1)

爆破破碎過程可以歸納為兩個主要過程,即孔前方巖石受到沖擊壓縮前移和卸載回彈的過程,計算孔間合理間隔時間△t的半經驗式為:

 

式中  Qa—孔內平均炸藥量,kg

rerr—分別為炸藥及巖石密度,g/cm3

VeVr—分別為孔內炸藥爆速及巖石波速,m/s

S—孔后部裂槽寬度,取為lOmm

Va—內部巖塊平均速度,26mm/ms

按式(2)計算結果為:孔徑250mm時,巖石中Qa=474kgVe=357l4210m/s,△t=3335ms;孔徑310mm時,巖石中Qa=690kgVe =45205580m/s,△t=5052ms;孔徑310mm時,礦石中Qa=694kgVe =45205580m/s,△t=2333ms

5異步分區起爆與大規模干擾降振

實施要點為:

(1)對稱分區,將一個大爆區對稱地分為2468個爆區。

(2)對稱位置上的炮孔數、藥量和巖性基本上相同。

(3)按合理異步分區的延時間隔△t1先后起爆各區,使整個爆區各段都能在爆區后方和外圍產生干擾而降振。8次大區爆破降振結果見表2

通過一系列降振試驗得出:

t1=k·△t                                (3)

式中k=a·(pc)bab分別為系數和指數,均小于1pc是礦巖波阻抗。

 

注:國冢自然科學基金資助項目,題目為“工程爆破大規模干擾降振機理的試驗研究”,1989119919項目編號:58870137

2中的△是實際的分區起爆時間間隔△t對于按式(2)、式(3)計算的△t1的偏差率,即

大規模干擾降振的試驗結果:

(1)△值小,且各段對稱性好,降振率為444%~590%,在礦巖中平均降振率達286%。

(2)非異步分區的按排及斜線起爆增振5%,而且距最后一排孔28m處振速高達942em/’s

(3)在巖石中,大爆區最大一段藥量Qm平均為中小爆區的114倍,在礦石中為087倍,均獲得了如圖2所示的幅度大、疏密比較均勻的地震波形,而且高頻成分有所增加。圖2198948日等5次大區爆破時距大爆區后沿253m處測得的地震波形。

(4)大爆區爆堆伸出距離為253m,高出臺階64m,松散系數為153,小爆區爆堆的伸出距離為28m,松散系數為14,即異步分區起爆有利于改善爆堆形狀。

  5080t大區毫秒延時爆破見圖3。(略)

6大區爆破試驗結果

19871990年,成功地進行了8次大區爆破,(見表3)總孔數2805個,炸藥總量16275t,爆破礦巖總量4739t,其中最大的一次爆破量811t,孔數505個,炸藥量276t

所有大爆區,包括最易留根底的爆區,均沒有根底;巖石及礦石中大塊率分別降低85%及8l%。

試驗結果表明,大區爆破與中小區爆破相比,大塊率降低81%~85%,根底大大減少。純裝載時間的電鏟工效,對于巖石,115m3電鏟提高工效196%,對于礦石,4m3電鏟提高工效677%,異步分區起爆,在分區起爆間隔時間合理時,比中小爆區可以降振21%~59%。

摘自《中國典型爆破工程與技術》



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