顺兴石场间隔装药技术的改进

顺兴石场间隔装药技术的改进

李洲

宏大爆破有限公司广东广州510623

摘要：采用间隔装药结构实现高台阶块度控制崩塌爆破降低粉矿。使用岩渣和空气两段间隔装药结构弥补了空气单段间隔装药结构在间隔距离长装药量少的情况下爆破大块、根底较多，爆堆松散较差等爆破质量问题。有效的降低爆破成本，提高经济效益，达到降本增效的目的。

关键词：间隔装药结构；粉矿；爆破质量

近年国家倡导绿色矿山建设，要求减少生态环境破坏和及时恢复，矿山企业增加矿山建设的投入，因而增加了企业经营压力，对寻求环保、经济的开采方式迫在眉。粉矿率是影响砂石骨料矿山主要的经济因素，如顺兴石场生产5mm~40mm不同粒径的石子，5mm以下的为石粉，石子比石粉每吨单价高出一倍，石粉称为粉矿。研究降低石粉量增加企业的效益成为了目标，通过多年实践粉矿与爆破有密切的关系。

图1.炸药单耗与粉矿率关

1爆破对石粉量的影响因素

根据相关研究炸药爆炸后会对炮孔附近岩石产生粉碎，粉碎区的大小与岩石特性，炸药特性、爆破参数、装药结构有关。根据4个月数据统计炸药单耗（每吨矿石的炸药消耗量）对石粉影响关系图1，粉矿率随炸药单耗降低而减少，当炸药单耗降低一定值，石粉率降低变化较小，但趋势并不成正比，图上11月份实际炸药单耗降低了但是粉矿仍然较高，经过施工记录研究此月入料的风化岩较多。对不同装药结构数值模拟显示当采用连续耦合装药结构的粉碎圈半径比不耦合装药大数倍，经过顺兴石场采用空气间隔装药结构数年爆破实践，石粉量下降明现且趋于稳定，经过4级破碎5级筛分获得粉矿率在32%~33%之间，取得了明显的经济效益。因此通过改变装药结构控制炸药消耗量和粉碎圈的大小是减少爆破对是石粉量影响的主要手段。

2间隔装药结构

相关研究表明空气间隔装药结构或径向不耦合装药结构能降低应力峰值，增加正压力作用时间，调节炸药能量分布，控制爆破作用，使岩石均匀破碎，减少粉碎圈的范围，降低爆破粉矿。

2.1空气间隔

鉴于以上理论和实践的结论在顺兴石场9月、10月份采用了空气间隔径向不耦合装药结构进行进行33次爆破，钻孔直径φ140mm，装填φ110的2号岩石乳化炸药，爆破排数1~2排，装药结构为底部装96kg，空气间隔5.5m，上部装药36kg，爆破参数设计如表1。采用该设计爆堆松散较差、内部大块较多、欠挖较多，严重影响铲装效率，根底欠挖量最高时达到10.8%。该爆破设计实施后效果分析爆堆高度近台阶高，爆堆上部超标（边长1m以上）块度较多，台阶面预留孔痕显示装药段孔壁破碎，空气间隔段孔壁较好说明炸药对空气间隔段冲击较小，岩石粉碎范围得到控制；爆破后工作平台欠挖较多，境界终了平台近6.1万m²欠挖1~3m，造成处理成本高、浪费资源。

表1爆破参数设计

2.2岩渣与空气两段间隔

根据《深孔爆破空气间隔装药研究》当河沙代替部分空气，缩短空气间隔距离能使爆破能量分布更均匀，改善大块率和粉矿。将装药结构设计为岩渣和空气两段间隔装药结构，底部装药72kg后填塞3m岩渣，中部装药36kg，上部24kg，空气间隔2.5m，设计意图利用炸药能量使台阶底部破碎前推，上部少量炸药进行破碎，主要利用岩石崩塌后碰撞破碎，降低爆破粉矿，两种装药结构图2。11月、12月进行50次爆破，爆破效果图3（a）为单段空气间隔爆破爆堆内部块度分布，岩渣和空气间隔装药结构弥补了单段空气间隔装药结构爆破质量差的问题，使爆破块度破碎均匀，爆堆松散得到改善，炸药量的减少对边坡保护起到良好的作用。

图2装药结构

（a）空气间隔（b）岩渣与空气间隔

图3爆破效果

以二次破碎米数占台阶深孔米数比值（下称根底率）反应欠挖情况，经过数据统计显示欠挖量明显减少，根底率变化趋势图4，图上表明改变装药结构后11月份起根底率下降明显，12月根底率下降到2.7%。同时进行炸药单耗调整见图1，平均单耗下降且趋于稳定，比单段空气间隔下降了20%。装药结构改善了爆破质量，降低了爆破直接成本。

图4根底率变化趋势

2.3爆破振动监测

对爆破规模总药量3264kg，最大单响药量512kg，进行爆破振动监测，测振点布置平面图5，爆破振动监测结果表2，结构表明采用间隔装药结构垂直爆破振动速度最大为0.283cm/s，小于《爆破安全规程GB6722-2014》安全规定的一般砖房允许振速2.3cm/s。

图5测点布置平面

表2爆破振动监测结果

3结论

利用间隔装药结构实现坚固岩石高台阶块度控制崩塌爆破降低炸药单耗和缩小爆破粉碎圈减少爆破粉矿量。岩渣与空气间隔装药结构弥补了单段空气间隔装药结构爆破块度不均匀、欠挖量大、爆堆松散差的爆破质量问题，对粉矿得到相对稳定的控制使的企业的效益得到保证。对爆破施工的意义通过岩渣与空气间隔装药结构的应用实现块度控制崩塌爆破的爆破质量改善，以低的炸药消耗量获得耦合装药高消耗量的理想爆破效果，降低爆破粉矿、振动，提高矿石的利用，符合绿色矿山建设要求。粉矿控制仍需继续研究径向不耦合装药的影响，调整间隔段上部装药不耦合系数是否可以减少石料破碎加工的石粉比例。

参考文献：

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[4]谢鹰．赵金三等．深孔爆破空气间隔装药的研究[J]．采矿技术．2001：37~38