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摘要:逐孔爆破技术在采矿中的应用,能够显著提升爆破工程的质量,同时还可以有效节约开采成本,降低爆破震动的幅度,并获取显著的经济和社会效益。因此在矿山开采中,必须结合爆破技术的原理正确应用逐孔爆破技术,只有这样才能真正实现爆破的最终目的,完成爆破目标,提高矿山开采质量和安全水平。本文论述逐孔爆破技术原理,分析逐孔爆破技术在矿山开采中的应用。
关键词:矿山开采;逐孔爆破;应用
穿孔爆破是矿业工程、岩土工程及生产过程中的一个至关重要的工作,特别是露天采矿生产过程中的一个最重要的工序。穿孔爆破成本在矿山生产成本中占有较大比例,而爆破质量的好坏直接影响到铲装、运输、矿岩粉碎等工序的生产效率和成本。良好的爆破质量是采矿工作者一贯追求的工作目标,而逐孔爆破技术主要特点是爆破振动强度降低、大块根底率减少、铲装效率提高、穿爆成本降低。目前,该项爆破技术的推广在冶金、有色、煤炭、建材、公路等行业部分单位取得了显著的技术经济效益和社会效益。
一、逐孔爆破技术的特点
逐孔爆破技术是指爆区内处于同一排的炮孔按照设计好的延期时间从起爆点依次起爆,同时爆区排间炮孔按另一延期时间依次向后排传爆,从而使爆区内相邻炮孔的起爆时间错开。逐孔爆破技术与其他相比,每个孔爆破振动很小,提高爆破效率节约成本。
二、逐孔爆破技术原理
1、起爆过程中的应力波叠加作用原理。我们对逐孔爆破的实际爆破过程进行了观察和研究,在研究中我们发现在整体的爆破过程中,处于后起爆位置的炮孔起爆时间较之前一个起爆炮孔,其起爆的延迟时间在数十毫秒左右。这种延时爆破效果就会造成后爆破的药包是在前一个爆破药包的爆破应力震动作用下完成的。在这时后爆破药包因是其处于爆破预应力的状态中,前后两个爆破孔中的药包爆破时所产生的应力波在整体的爆破过程中产生了相互叠加的应力作用。这种作用会使得整体的爆破破碎效果提高,爆破的完成率更强。
2、在实践中增加了自由面在爆孔时的作用。在逐孔爆破技术应有的实践中,根据相关的爆破工作理论发现了以下的问题。在实际的爆破过程中,如果增加爆破炮孔自由面,爆破的整体效果将得到改善。根据这一成果我们在实施逐孔起爆的实际工作中,对各个爆破点的自由面进行观察和研究,研究结果表明先爆破形成的爆破漏斗就是在爆破过程中产生的一个新爆破自由面。在爆破过程中,后起爆的炮孔抵抗线和冲击方向都会产生改变,这个变化将改善爆破破碎的过程,提高采矿过程的质量。
3、减小爆破震动。相对于传统的爆破技术手段而言,在逐孔爆破技术实施时,所使用的爆炸药量相对较少。在研究的过程中我们依据爆破振动的理论公式萨道夫斯基公式进行研究发现,在爆破其他参数没有改变的情况下,单次起爆的药量减小,可使爆破振动显著减小。
三、逐孔爆破技术在矿山开采中应用存在的问题
与一般爆破技术不同,逐孔爆破技术要真正完成预定目标,需要严格控制炮孔的间距与每排延期时间的精确性,为了保证逐孔爆破的施工质量,施工过程中,对逐孔爆破技术进行进一步研究,不断减少雷管之间的误差,提高雷管延时的精准性。在爆破设计过程中,应该从实际情况出发,对炮孔布置和施工角度进行进一步研究,避免炮孔间错误的间距对爆破效果形成直接影响。另一方面,爆破测试规模相对较小,独立的起爆时间和空间,爆破震动就越大,对降低爆破震动幅度产生影响。然而,在实际生产过程中,爆破规模越大,越能减少爆破的次数、降低成本,提高相关施工企业的经济效益,而雷管延期时间误差叠加可能会导致同一时间同时起爆的现象发生,这种现象会是爆破震动强度提高。因此,施工过程中,综合考虑炮孔网参数、移动情况等因素的影响,选取适应实际情况的空间距离和延期时间,最终达到爆破时间段内震动相互抵消的最佳效果,使更多人意识到优化和合理使用逐孔爆破技术的重要性。
四、逐孔爆破技术在矿山开采中的应用
1、在矿山开采施工过程中,确定合理的微差时间,在矿山爆破网路设计过程中,综合考虑岩石物理学性质、应力波传播速度、岩体结构特征以及爆破震动危害等因素,根据施工现场的实际情况,合理选用高精度的雷管,并采用逐孔引爆的方式提高矿产开采质量,完成项目规划时候的重要目标。同时应优化炮孔装药结构,装药结构对逐孔爆破技术的实现具有极其重要的作用,为了克服孔口产生的大块,并减少根底,在矿山开采过程中一般采用分段装药,只有这样才能真正完成预定目标。
2、合理设置炮孔的孔距和排距,将炮孔设计成三角形的形式,即三角形炮孔,多排孔微差爆破。一般情况下,矿山节理性质不同,层面不同,结构面走向和炮孔设置的范围也会发生变化,将其在范围内变化的程度调整为m值,即当炮面排孔和主结构面走向趋于一致时,容易形成孔间的缝隙,从而对矿山开采质量形成非常不利的影响作用。因此,要使企业安全生产、社会经济发展,必须合理设计炮孔的孔距和排距。以某矿山爆破作业中,产生的主要危害有噪音、震动、冲击波、飞石以及有毒气体等。为了避免和降低这些危害的影响,必须选择合理的爆破安全允许距离。根据相关规定,飞石距离起爆点的安全距离为三百米。在起爆区空旷以及无人的条件下,噪音和有毒气体不会造成危害。并且该矿山周围三百米内不存在建筑物和民宅,因而可以不需要对施工噪音进行考虑。
3、其他爆破技术相比,在矿山开采过程中合理应用逐孔爆破技术,能够明显感觉到爆破时所产生的震动会明显降低,有效减少了震动所带来的危害。为保证降低震动力量的精准性,可以在不同的爆破中心多布设几个处于不同方位的监测点,炸药的装填必须符合相关部门出具的爆破规范,只有这样才能真正体现出逐孔爆破技术的优势。当然,矿山开采过程中使用逐孔爆破技术,有效降低了矿山在日常开采中出现的爆破震动效果,这对保护爆破区周围的建筑物或构筑物具有非常重要的作用。总之,逐孔爆破技术具有非常明显好的爆破效果,将这种爆破技术应用到矿山开采中,严格按照施工安全规范进行施工操作,能够有效降低成本,充分实现矿产开采在社会经济发展的重要意义。
随着社会生活水平逐渐提高,人们对社会稳定性和安全性的关注度越来越高,爆破作业及施工安全作为矿山开采的重要构成,也受到越来越多人的重视。矿山爆破受诸多因素的影响,如矿山地质、水文条件以及矿山整体环境等,内在规律是一个非常复杂的作用过程。要保证矿产开采的稳定性,就要在开采过程中合理应用爆破技术,逐孔爆破技术作为一种新型的爆破技术,在矿山开采中合理应用,能够真正达到预期目标,最大程度降低爆破带来的损害,有效节约爆破成本,提高矿山开采的经济效益。
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