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南芬露天铁矿50~80万吨级大区多排毫秒延时深孔爆破技术

2014-08-26 12:21:50.0 责任编辑:崔玮娜

 

完成时间:19871月~1991lO

工程地点:本钢南芬露天铁矿

完成单位:长沙矿冶研究院、南芬露天铁矿

项目主持人及参加人员:廖先葵、杨承泽、韩子荣、刘传雄、张汉才、汤历东、黄政华、孙湘林、吴晓梦、李明俭、宫永军、王术德、姜玉富、金校元、梁宏、任方军、董少南

撰稿人:廖先葵

l前言

在“七五”科技攻关期间,长沙矿冶研究院和南芬露天铁矿合作,进行了8次大区爆破的生产试验,每次爆破矿岩量为5080t。实践表明,大区爆破可以提高爆炸能利用率,显著改善爆破破碎质量,并且可以应用异步分区起爆、大规模干扰降振技术,控制地震效应低于中小爆区爆破的地震水平。

2大区爆破的合理规模

按装药车台数和预装药的时间计算,装药时间、装药车台数n与爆破量的关系如下:

2tt1Q·q·V-1·n-1    (1)

式中t—每班工作时间值;

t1—敷设和检查网路及设置警戒时间,h

Q—爆破量,m3

q—炸药单耗,tm3

V—装药车装药量,th

如果提前一天装药,并代人矿山实际参数,南芬铁矿的合理爆破规模为60t

3爆破参数优化

利用节理矿岩爆破数模(I)和统计数模(),按采矿总成本最低的原则,对大(5080t)、小(19t)爆区进行了参数优化,见图l(C1为钻孔成本,C2为爆破成本,C3为二爆成本,C4为爆破根底成本,C5为铲装成本,C6为运输成本,C为采掘总成本,A点为最优点,即总成本最低时炸药单耗为088kgm3)。优化结果表明:

(1)大爆区和中小爆区相关,大块率降低45%,根底率大大减少;

(2)矿石中大块率为1%以下;

(3)大爆区中,斗容由76m3增到115m3,大块率降低307%,孔网扩大155%。

还编制了选择最优炸药品种和装药结构的程序。电算所得的最优炸药品种,在岩石与矿石中前排孔下部时为含乳化炸药和铵油炸药各50%的重铵油炸药,中间各排均为含铵油炸药35%的乳化炸药,最后一排为粉状炸药。

4确定毫秒延时爆破的合理问隔时问

利用ZY87型瞬态波形记录器及电气石压电晶体探头,测定孔内爆速及相对爆压(见表1)

爆破破碎过程可以归纳为两个主要过程,即孔前方岩石受到冲击压缩前移和卸载回弹的过程,计算孔间合理间隔时间△t的半经验式为:

 

式中  Qa—孔内平均炸药量,kg

rerr—分别为炸药及岩石密度,g/cm3

VeVr—分别为孔内炸药爆速及岩石波速,m/s

S—孔后部裂槽宽度,取为lOmm

Va—内部岩块平均速度,26mm/ms

按式(2)计算结果为:孔径250mm时,岩石中Qa=474kgVe=357l4210m/s,△t=3335ms;孔径310mm时,岩石中Qa=690kgVe =45205580m/s,△t=5052ms;孔径310mm时,矿石中Qa=694kgVe =45205580m/s,△t=2333ms

5异步分区起爆与大规模干扰降振

实施要点为:

(1)对称分区,将一个大爆区对称地分为2468个爆区。

(2)对称位置上的炮孔数、药量和岩性基本上相同。

(3)按合理异步分区的延时间隔△t1先后起爆各区,使整个爆区各段都能在爆区后方和外围产生干扰而降振。8次大区爆破降振结果见表2

通过一系列降振试验得出:

t1=k·△t                                (3)

式中k=a·(pc)bab分别为系数和指数,均小于1pc是矿岩波阻抗。

 

注:国冢自然科学基金资助项目,题目为“工程爆破大规模干扰降振机理的试验研究”,1989119919项目编号:58870137

2中的△是实际的分区起爆时间间隔△t对于按式(2)、式(3)计算的△t1的偏差率,即

大规模干扰降振的试验结果:

(1)△值小,且各段对称性好,降振率为444%~590%,在矿岩中平均降振率达286%。

(2)非异步分区的按排及斜线起爆增振5%,而且距最后一排孔28m处振速高达942em/’s

(3)在岩石中,大爆区最大一段药量Qm平均为中小爆区的114倍,在矿石中为087倍,均获得了如图2所示的幅度大、疏密比较均匀的地震波形,而且高频成分有所增加。图2198948日等5次大区爆破时距大爆区后沿253m处测得的地震波形。

(4)大爆区爆堆伸出距离为253m,高出台阶64m,松散系数为153,小爆区爆堆的伸出距离为28m,松散系数为14,即异步分区起爆有利于改善爆堆形状。

  5080t大区毫秒延时爆破见图3。(略)

6大区爆破试验结果

19871990年,成功地进行了8次大区爆破,(见表3)总孔数2805个,炸药总量16275t,爆破矿岩总量4739t,其中最大的一次爆破量811t,孔数505个,炸药量276t

所有大爆区,包括最易留根底的爆区,均没有根底;岩石及矿石中大块率分别降低85%及8l%。

试验结果表明,大区爆破与中小区爆破相比,大块率降低81%~85%,根底大大减少。纯装载时间的电铲工效,对于岩石,115m3电铲提高工效196%,对于矿石,4m3电铲提高工效677%,异步分区起爆,在分区起爆间隔时间合理时,比中小爆区可以降振21%~59%。

摘自《中国典型爆破工程与技术》


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