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多排孔微差擠壓爆破,是在工作面殘留有爆渣情況下的多排孔微差爆破。渣堆的存在是為擠壓創造的必要條件,一方面能延長爆破的有效作用時間、改善炸藥能的利用率和破碎效果,另一方面能控制爆堆寬度,避免礦巖飛散。
根據我國一些礦山使用多排孔微差擠壓爆破的經驗,應注意下列幾個問題。
(1)渣堆厚度及松散系數。首先,渣堆厚度決定了擠壓爆破時剛性支撐的強弱,從最大限度利用爆炸能出發,可按式(7-21)求得:
(7-21)
式中B―渣堆厚度,m;
Kc―礦巖松散系數;
Wd―底盤抵抗線,m;
ε―爆炸能利用系數,一般取0. 04 -0.20;
q―單位炸藥消耗量,kg/m3;
E―巖體彈性模量,kg/m2;
E0 ―炸藥的熱能,kJ?m/ kg;
σ―巖體擠壓強度,k/m2。
在露天礦中,對于較弱的巖體,一般B= 10 - 15m;對于較硬的巖體,一般B=20 -25m。
其次,渣堆厚度也決定了爆破后的爆堆寬度。隨著渣堆厚度的增加,爆堆前沖距離減少,表7-5所示是渣堆厚度對爆堆寬度的影響。為了保護臺階工作面線路,可參照表7-5中的數據選取渣堆厚度。
表7-5渣堆厚度對爆堆寬度的影響
巖石堅固性系數 |
單位炸藥消耗量 /kg.m-3 |
下述渣堆厚度時爆堆前移距離/m |
||||||
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
||
17 -20 |
0.70 -0.95 |
31 |
27 |
20 |
15 |
10 |
5 |
0 |
13 -17 |
0.50 -0.80 |
27 |
21 |
13 |
5 |
0 |
|
|
8 -13 |
0.30 -0.60 |
15 |
11 |
0 |
|
|
|
|
此外,擠壓爆破的應力波在巖體與渣堆界面上,一部分反射成拉伸波繼續破壞巖體,一部分呈透過波傳人渣堆而被吸收。因此,在保證渣堆擠壓作用的前提下,要提高反射波的比例以保證渣堆適當松散。根據一些礦山經驗,當渣堆松散系數大于1. 15時,爆破效果良好;當小于1.15時,應力波透過太多,使第一排鉆孔處常常出現“硬墻”。
應該指出,上述有關渣堆松散系數和厚度的要求并不是絕對的。當渣堆密實又厚時,只要增大炸藥量,也能夠保證擠壓爆破的效果,例如,某鎂礦就曾在100m的厚渣堆下成功地進行了燥破。
(2)單位炸藥消耗量和藥量分配。多排孔微差擠壓爆破的單位炸藥消耗量,比清渣多排孔微差爆破要大20% - 30%。如果單耗過大,則爆效難以保證。關鍵在于第一排鉆孔,由于它緊貼渣堆,會產生較大的透過波損失,而且還要推壓渣堆為后續的爆破創造空間,因而需要適當增大第一排鉆孔的藥量或使用高威力炸藥,縮小抵抗線和孔間距,增加超深值;對于最后一排鉆孔的爆破,它涉及下一循環爆破的渣堆松散系數,為了使這部分渣堆松散,最后一排鉆孔也要適當增大藥量。為此,需要注意下述幾方面:1)縮小鉆孔間距或排距約10%;2)增加裝藥量10% -20%或使用高威力炸藥;3)延長微差爆破間隔時間15% -20%。
(3)孔網參數。多排孔微差擠壓爆破孔網參數的選取,與多排孔微差爆破的原則相似,其主要差別是第一排孔和最后一排孔的參數宜小一些。
(4)微差爆破間隔時間。由于擠壓爆破要推壓前面的渣堆,因而它的起爆間隔時間宜比清渣微差爆破長些。如果間隔時間過短、推壓作用不夠,則爆破受到限制;如果間隔時間過長,則推壓出來的空間被破碎的礦巖充填,起不到應有的作用。實踐表明,多排孔擠壓爆破的微差爆破間隔時間應以較常規爆破時增大30% - 60%力宜,當巖石堅硬且巖渣堆較密時應取上限。在我國露天礦山中,通常取50 - 100ms。
(5)爆破排數和起爆順序。多排孔微差擠壓爆破的排數,以一次爆破3-7排為宜,不宜采用單排,但采用更多的排數也會增大藥耗,爆效也難以保證。各排的起爆順序與多排孔清渣爆破相類似。表7-6列舉了我國幾個露天礦多排孔微差擠壓爆破的參數,供使用時參考。
表7-6我國幾個露天礦多排孔微差擠壓爆破的參數
參數名稱 |
齊大山鐵礦 |
眼前山鐵礦 |
大孤山鐵礦 |
大連石灰石礦 |
琿春金銅礦 |
巖石硬度系數 |
10 -18 |
16-18 |
12 -16 |
6-8 |
8 -12 |
臺階高度/m |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
鉆孔深度/m |
15 |
14-15 |
14 -15 |
14 -15 |
14 |
鉆孔直徑/mm |
250 |
250 |
250 |
250 |
150 |
底盤抵抗線/m |
6-9 |
10-14 |
7-8 |
7.5 -9 |
6-7 |
鉆孔間距/m |
5 -6 |
5.5 |
5-5.5 |
10 -12 |
4.5 -5 |
鉆孔排距/m |
5-5.5 |
5.5 |
5 -5.5 |
6-7 |
3.5 -4 |
炸藥單量/kg.m-3 |
0.7 -1.O |
O.77 |
0.55 -0.57 |
0.12 |
0.56 -0.60 |
渣堆厚度/m |
10 -12 |
6-22 |
15 -20 |
10 -15 |
>6 |
微差間隔時間/ms |
50 |
50 |
50 |
25 |
50 |
相對多排孔微差爆破而言,多排孔微差擠壓爆破的優點是:
(1)礦巖破碎效果更好,這主要是由于前面有渣堆阻擋,包含第一排孔在內的各排鉆孔都可以增加裝藥量,并在渣堆的擠壓下充分破碎;
(2)爆堆更集中,特別是對于采用鐵路運輸的露天礦,爆破前可以不用拆軌,從而提高采裝、運輸設備的效率。
多排孔微差擠壓爆破也存在著如下缺點:
(1)炸藥消耗量大;
(2)工作平臺要求更寬,以便容納渣堆;
(3)爆堆高度較大,特別是當渣堆厚度大而妨礙爆堆向前發展時,將可能影響挖掘機作業的安全。