中深孔爆破在小型露天采石场的应用
摘要:我国小型露天采石场普遍存在安全生产状况较差等问题,在采石场推广实行中深孔爆破方法开采,能有效改善矿山安全生产状况。
通过对中深孔爆破方法、爆破参数及爆破安全与防护进行介绍分析,认为小型露天采石场采用中深孔爆破具有极大的现实和经济意义。
关键词:采石场问题中深孔爆破参数安全
中图分类号:td57 文献标识码:a 文章编
号:1674-198x(2011)06(c)-0036-01
1 小型露天采石场普遍存在的问题
小型露天采石场是指年采剥总量50万吨以下,且工作坡面最高点与最低点的垂直距离(最大开采高度)不超过50米的山坡型露天矿山。
目前我国大部分小型露天采石场普遍存在的问题主要是:(1)开采规模小、分布范围广,生产工艺落后,生产条件简陋。
(2)违规生产突出,安全状况较差。
矿山开采未按开采设计进行,不分台阶和高陡边坡开采的矿山随处可见,一面墙和掏底崩落等严重违规开采的矿山还有一定程度的存在。
(3)安全管理不到位,从业人员缺乏教育培训,安全意识淡薄。
矿山开采是危险性和劳动强度较大、作业环境条件较差的行业。
小型露天采石场多为私营企业,从业人员多为当地人员,基本上来自农村,大多数没有文化或文化程度较低,加之许多矿山企业没有对从业人员进行安全教育培训,因此,矿山从业
人员的安全意识不强,安全防范能力低。
(4)安全事故时有发生,安全生产形势严峻。
由于小型露天采石场,生产工艺落后、安全管理不到位、从业人员素质较差,因违规开采、违规作业而引发的事故时有发生。
2 中深孔爆破优点及参数介绍
针对小型露天采石场存在的安全问题,响应国家安全生产监督管理总局号召,推广应用中深孔爆破技术。
该技术具有安全保障程度高、作业条件好、开采能力大、生产效率高、爆破周期长、飞石少、爆破器材配送管理方便、综合效益明显提高等特点。
中深孔爆破方法:
露天浅孔爆破特指岩土开挖、二次破碎大块时采用的炮孔直径小于50mm、深度小于5m的爆破作业。
露天深孔爆破就是炮孔孔径大于75mm且深度在5m以上的采用延长药包的一种爆破方法。
而中深孔爆破方法是介于浅孔爆破与深孔爆破之间的以专用钻凿设备钻
孔作为炸药包埋藏空间一种爆破方法,其直孔径一般为50～250mm,孔深为5～20m,以下简要介绍目前小型露天采石场生产实践中较为有效实用的多排(中深)孔微差爆破参数。
(1)底盘最小抵抗线w(斜孔抵抗线):其值的大小与炮孔直径、装药直径、炸药特性、装药密度、岩石可爆性、要求破碎程度和台阶高度等因素有关。
按底盘最小抵抗线w与台阶高度h的关系确定w=(0.4～0.5)h; 按钻孔装药条件计算:
q1为每米钻孔装药量,kg/m;
q为炸药单位消耗量,kg/m3;
l1为装药长度,m;
l为钻孔深度,m;
m为钻孔临近系数。
按底盘最小抵抗线w与炮孔直径d的关系确定w=(25～45)d;
按以上三个条件计算结果,取最小值,并按作业安全条件修正:w 不能小于钻孔中心到台阶坡顶线的安全距离c,c≥2.5m～3m (2)孔径d、孔深l、孔距a、排距b:
孔径d决定于钻凿设备。
小型露天采石场多采用轻型支架式潜孔钻机,其钻孔直径一般为75～100mm;
孔深l:一般为10～20m;
孔距a:指同一排炮孔中相邻两个炮孔的中心线间的距离。
计算方式:可用底盘最小抵抗线w和邻近系数m的乘积来计算,即a=m·w(单位:米),临近系数m一般取1.0～1.4。
小型露天采石场中深孔爆破a值经验取值为3～5m;
排距b:相邻两排炮孔间的距离。
计算方式:b=(0.9～0.95)w,小型露天采石场提倡增大孔间距,缩短排间距。
炮孔排数:视最小工作平台宽度,一般取(3～5)排。
炮孔布置形式有三角形和矩形(包括方形)。
(3)钻孔超深l’:超深的作用,是降低药柱中心位置,以便有利于克服台阶底部阻力。
超深过小,容易产生根底;超深过大,会产生大
块,并破坏下一个台阶表面岩体的完整性,给以后钻孔作业造成困难。
超深值可按下式确定l’=(0.15～0.35)w或l’=(8～12)d。
根据建材类采石场爆破经验,一般取1.5～3m。
(4)充填长度l2:合理的充填长度和良好的充填质量对炸药爆炸
能量的充分利用,爆破质量和安全有很大的影响。
充填不足或不严密,容易造成岩块飞散,产生冲天炮和出现根底;填塞过大又容易在孔口部分形成大块。
充填长度可按下式确定l2=(20～25)d或l2=ew e—充填系数,斜孔取0.9～1.0
(5)炸药单位消耗量q和每孔装药量q:
炸药单位消耗量q:一般q=(0.15～0.6)kg/m3,软岩取小值,硬岩取大值。
炮孔装药量:影响其取值的因素较多,主要因素有合理炸药单位
消耗量取值、岩石性质和地质条件、炸药品种、装药结构、气候条件、爆破方法的选择。
每孔装药量q的确定,普遍采用体积公式计算
前排孔q=qawh
后排孔q=qabhk
k—齐发爆破时后排孔药量增加系数,一般取1.1～1.2
以上计算为一般常用计算方法,在实际运用过程中应根据矿山实际情况作适当的调整,以达到理想的爆破效果。
3 中深孔爆破安全与防护
(1)爆前安全
爆破器材的加工、运输和储存:由于小型露天采石场的特点,矿山爆破大多委托爆破公司进行爆破,爆破器材的加工、运输和储存由爆破公司负责。
由专业技术人员负责提高了爆破器材的安全性、降低了事故发生率。
(2)爆时安全
小型露天采石场爆破药量较小,产生的爆破地震和冲击波影响范围较小。
爆破产生的危害主要为爆破飞石、噪声、炮烟和扬尘。
根据《爆破安全规程》gb6722-2003,深孔爆破时个别飞石对人员的安全距离应按设计确定,但不小于200m,下坡方向的飞石安全距
离应增加50%。
所以小型采石场设计爆破飞石对人员安全距离一般为300m。
爆破时以此范围设置警戒,并发出声响信号。
爆破噪声的防护,由于矿山爆破主要以松动爆破为主,爆破药量
较小,产生的噪声不会太大。
主要采取的防护措施为:保证炮孔填塞长度及填塞质量,减小空气冲击波;采用多排微差爆破,减少最大一段装药量;设置障碍及遮蔽物降低爆破噪声。
爆破产生的炮烟和扬尘,由于露天爆破在空旷环境中进行,炮烟
和扬尘可以在空气中稀释、扩散、直至消失。
(3)爆后安全
放炮后应超过15分钟,放炮员和班组长方可巡视放炮地点和情况,检查炮窝和炮眼数是否相符。
发现残炮、盲炮,必须及时处理,严禁打残孔。
检查爆堆是否稳定,有无危坡、危石。
待检查无危险后,采场工作人员方可进入采场作业。
参考文献
[1] 《采矿手册》第二、三卷冶金工业出版社.
[2] 《爆破安全规程》(gb6722-2003).
[3] 《金属非金属矿山安全规程》(gb16423-2006).
[4] 《小型露天采石场安全生产暂行规定》(国家安全生产监督管理局第19号令).。