爆破作业及爆破事故预防Word格式.docx
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后排孔
孔间
矿石
0.77—1.10
1.0—1.2
微差
岩石
0.8—1.1
1.0—1.3
排间微差
0.75—0.8
0.9—1.1
3>
、行距b
b=(0﹒8—0﹒9)W米
根据经验数据,当f≤4﹒5时,取0﹒9,当f>5时,取0﹒8。
4>
、超钻e
系指超过台阶底盘水平的长度。
作用在与降低装药中心,克服底盘抵抗,防止产生拉底,使爆破后的底盘比较平整。
台阶高度越高、台阶坡面角越大、岩石越坚硬、底盘抵抗越大,超深越大;
反之,超深越小。
e=(0﹒1—0﹒45)W米
5>
、单位炸药消耗q
单位炸药消耗量,取决与岩性,爆破难易程度和爆破方法。
根据我国露天矿常见的岩石特性和爆破水平,推荐表2—1—4。
表2—1—4
煤
爆破方法
松动爆破
加强爆破
炸药单耗kg/m3
0.18—0.20
0.24—0.30
0.32—0.40
<0.16
6>
、装药量Q
垂直深孔自由面爆破时
Q=qWaH,公斤
式中H——台阶高度米
多排孔爆破时,由于后排孔起爆处于受夹制状况,其装药量要比前排孔增加10%—20%。
后排孔药量Q=q·
baHK公斤
式中K——夹制系数1.1——1.4
7>
、装药高度Lz
根据Q=qWaH=D2⊿Lz•/4米
Lz=1.27qWaH/⊿D2米
式中Lz——药柱高度米
D——钻孔直径米
⊿——炸药密度公斤/米3。
2、常用的起爆方式、爆破方法,特点、要求、适用条件
、起爆方式
在我国露天矿爆破采用的起爆方式当中,最常用的可为是以下二种:
一种是电力起爆;
一种是非电导爆索起爆。
A.电力起爆
此种起爆方式在八十年代中期以前曾被我国露天矿广泛采用,这种方法成本底,但受杂散电流的影响较大,很容易使电雷管处于被激发状态而造成安全隐患,因此,次种爆破方式在露天煤矿的大区爆破中已经不被采用,仅仅是在二次爆破或很小规模的爆破中被使用。
其起爆顺序:
电源——电线——电雷管——起爆药——工业炸药。
B.非电导爆索起爆
这种起爆方式目前已在我国露天矿广泛采用,这主要还是由于起爆材料性质所决定的。
由于导爆索的主要材料是由猛炸药黑索金构成,导爆索起爆以后呈爆炸反应,爆速快,可达6500m/秒以上,威力大、燃点高,在爆破生产中安全、可靠。
很少出现拒爆等不安全现象,根据导爆索技术标准,导爆索在1米的水中浸上2小时,感度和传爆性能仍合格;
在48±
2℃的环境中经6小时,或-28±
2℃经2小时,用雷管起爆以后,感度和传爆性能仍正常;
受50公斤拉力1分钟,仍保持爆轰性能。
另外,导爆索的储存保证期为18个月。
根据实验证明,导爆索浸水6—8小时或浸油2天以后,即失去爆炸性能。
因此,在大区爆破中要注意防水、防油,在广泛采用铵油炸药的情况下,应防止导爆索与铵油炸药直接接触。
鉴于以上特点,自八十年代中期以后,导爆索起爆已广泛被我国露天矿所采用尤其是大区爆破中。
和电力起爆相比:
一是在有杂散电流的情况下能保证爆破作业的安全;
二是操作简单、方便;
三是在加继爆管以后,能严格按造预定的爆破顺序起爆;
四是可以保证大批装药同时起爆并能确保性能较差的炸药爆炸完全。
但相比电力起爆其材料成本相对较高,无法在爆破前检测爆破网络是否良好。
起爆顺序:
火源——导火索——火雷管——导爆索——工业炸药。
还有一种非电导爆索起爆方式是采用导爆管进行起爆的,导爆管管壁四周喷有猛炸药,在导爆管一端连接有微差雷管直接插入工业炸药之中起爆。
这种起爆方式由于采用的材料是塑料,冬天材料容易发硬、发脆,在充填时容易被砸断造成拒爆。
所以,这种起爆方式一般不被采用。
、爆破方法
在露天矿的采剥生产工艺中,穿爆作业是首道工序,其费用约占开采直接成本的20%—30%。
根据爆破场地和工程要求不同爆破方法可分为浅孔爆破法、深孔爆破法和药室爆破法三种。
前两种为柱状装药爆破法,后则是集中装药爆破法。
浅孔爆破法主要用于小型露天矿山、大块的二次破碎上。
药室爆破主要在露天基建时期用于剥离土石方工程。
而深孔爆破法在露天矿被经常、广泛使用着。
露天开采中使用的爆破方法有浅孔爆破法、深孔爆破法、硐室爆破法、药壶爆破法、外复爆破法。
A、浅孔爆破法
浅孔爆破指孔径小于75mm,孔深小于4—5m的炮孔爆破法。
常用在采用小型钻机和轻型采装设备的小型露天矿。
B.深孔爆破法
指按照台阶高度的不同,炮孔深度变动与8—15m之间,孔径为150—300mm。
深孔爆破属于松动爆破,爆破后要求形成的爆堆堆在原处。
要求爆体的破碎程度能使后继工序(采装、运输、破碎)的生产率最高、设备寿命最长。
对次提出以下要求:
一是要求要有合理的爆堆形状:
爆堆的宽度和高度要合理,能够保证最大限度地发挥采装设备的生是产能力,台阶规整,不留“根底”、不留“伞岩”。
二是要求爆堆块度均匀,大块率底,二次破碎量小:
爆破以后形成的大块少,就可以使电铲的采装效率大大提高。
根据4.6m3电铲勺斗容积,大块尺寸不允许超过1.65m3。
三是爆破地震效应低,无飞石:
要求爆破对周围住房、厂房、设备无影响,以便于扩大爆破规模。
四是爆破材料消耗少,爆破成本低,每米炮孔的出岩率底。
深孔爆破法常用在大区的爆破生产中。
C、药室爆破法
是指装在巷道或峒室内进行的大规模爆破的方法,故又称“大爆破”。
在此,不作为主要的讲课材料。
3、雷管、电雷管、火雷管、导火索、导爆索、导爆管、继爆管、铵油炸药、硝铵炸药的构成、性能、特性及生产加工的主要成分
、雷管
是爆破工程的主要起爆材料,它的作用是产生起爆能以及引爆各种炸药及导爆索。
按照发火机构不同,雷管可分为火雷管和电雷管。
火雷管用导火索点火起爆,电雷管用电发火装置来起爆。
雷管能装有起爆药和猛炸药。
起爆药的特点是感度高,它装在雷管的上部,紧靠发火机构,是首先爆轰的部分。
猛炸药由起爆药引爆,并用于加强起爆药的威力。
在雷管中起爆药和猛炸药同时并用,以便在微弱的起爆能作用下既可激起起爆药爆炸,然后,再起爆威力较大的猛炸药,从而引爆药包。
工业雷管中常用的起爆药有:
雷贡等。
标准雷管分为十种,号数越大,起爆能力越强。
工业上常用的是6号和8号雷管。
、电雷管
分为瞬发、秒延期和毫秒延期电雷管三种。
瞬发电雷管的引爆过程很简单,只要将电发火装置的桥丝直插入起爆药中,电流使桥丝电阻发热量达到起爆点就能立即起爆。
秒延期雷管的发爆过程是:
桥丝将引火药头点燃,然后点燃了缓燃剂——专用导火索,用导火索的长度来控制延期秒量。
毫秒延期电雷管(微差电雷管)的发爆过程是:
桥丝将引火药头点燃,引火药头点燃压装延期药,通过调节压装延期药的药量和大小来控制毫秒延期时间。
、火雷管
导火索直接插入火雷管中,用导火索的热量和传爆点燃起爆药并引爆猛炸药。
、导火索
导火索是以黑火药做药芯,其用途是在一定的时间内将火焰传给火雷管,使之由于火花的作用而引爆。
导火索本身是有明火点燃。
其喷火强度应不底于40mm。
燃烧速度100—125m/s。
导火索不能折弯,耐水时间不低于2小时,在干燥、通风、温度不高于40℃的库房内储存时,有效期为2年。
、导爆索
A.适用条件:
矿体产状较稳定,矿岩倾角较大的急倾斜矿体,裂隙发育,表土覆盖层的碎石厚度在1-2m;
B.技术方案:
采用单排或三角形布孔,一次起爆若干炮孔.
、导爆管
岩面高度在50m以内,地表覆盖层较薄,地质条件简单,断层和裂隙不发育的矿山.
高台段小分层开采,使布置在同一平台的所有炮眼一次同时起爆,直接把矿石一次性掀到岩底进行采掘.
继爆管
是一种专门和导爆索配合使用的延期起爆器材。
它是通过消爆室、减压室和延期药进行毫秒延期的。
有单向继爆管和双向继爆管,在大区网络爆破中多采用双向继爆管进行传爆。
单、双向继爆管延期时间各段都不相同,可见表2—3—1。
表2—3—1
段别
延期时间ms
单向继爆管
双向继爆管
1
15±
6
10±
3
2
30±
10
20±
3
50±
4
75±
15
40±
继爆管和毫秒微差电雷管相比,有以下优点:
A.在有散电流的情况下能保证爆破作业的安全;
B.可适当选择延期时间,以获得所需要的间隔时间;
C.操作简单、方便;
D.能严格按照预定的爆破顺序起爆。
但成本较电力起爆高,无法检测起爆网络。
8>
、铵油炸药
铵油炸药是以硝酸铵和燃料油(轻柴油、重油、机油等)为主要原料混合而成的不含敏感剂的炸药。
由于它具有原料丰富、加工简单、成本低廉、使用安全等优点,在我国露天煤矿爆破工程中大量使用。
铵油炸药的质量与硝酸铵有直接关系。
多孔粒状硝酸按的稀油性比较好,与油混合比较均匀,适合在爆破现场加工,并有较好的爆炸性能。
而在工厂中使用细结晶硝酸铵加工铵油炸药比较好,因为它易于粉碎,经碾压与油混制以后,质量很好,起爆感度也较高。
制作铵油炸药以轻柴油最合适,因为它粘度小,易被硝酸铵吸附,且热值高,能保证安全生产。
铵油炸药不含敏化剂,当柴油含量为6%时,铵油炸药具有较好的爆炸性能,爆速、猛度、暴力较大,但暴轰感度较低,雷管无法引爆,需中继药包引爆。
铵油炸药的主要缺点是具有较大的吸湿性和结快性,感度和威力较低,不抗水,不能进行水孔爆破。
炸药的保质期不超过15天。
铵油炸药的组成与性能可见表2—3—2。
表2—3—2
硝酸铵%
柴油%
木粉%
食盐%
密度g/m3
铵油炸药
89±
1.5
2.0±
0.2
8.5±
0.8—1.0
猛度mm
爆力mL
殉爆cm
爆速m/s
8以上
240以上
3以上
3200
硝酸铵作为氧化剂可提高制药温度,使炸药保持必要的塑性和敏感度;
木粉和柴油作为可燃剂;
食盐作为消焰剂使用。
9>
、硝铵炸药
是主要以硝酸铵为主要成分的混合炸药,这种炸药由于含有少部分敏化剂而使炸药爆轰感度提高,既可作为工业炸药大量使用,又可作为起爆药包。
但炸药成本高于铵油炸药20%之多,在一般露天煤矿的爆破作业中已不被作为工业炸药所使用。
硝铵炸药的组成与性能可见表2—3—3
表2—3—3
梯恩梯%
密度Kg/Cm3
硝铵炸药
82±
14±
4±
0.5
0.95—1.10
猛度mm
13以上
350以上
5以上
4、导爆索的联接方式、起爆网络及注意事项
、联结方式
一般有三种方法:
搭接法、水手结、扭结法。
采用搭接法联结时,搭接处的长度不应小于10cm,并用胶布或细绳捆结实。
同时注意使爆轰波传播方向在主线和支线上一致,其夹角小于90℃,否者会发生拒爆现象。
采用水手结时结扣一定要抽紧。
、起爆网络
在起爆多个装药时,导爆索要敷设成一定的爆破网络。
一般采用分段并联或簇并联法。
在加继爆管进行毫秒微差爆破时,一般继爆管加在排间的主线上。
、注意事项
A、不允许抛掷和冲击导爆索;
B、切断时应用锋利的小刀斜切;
C、在联线时不允许打折,主线和支线联结的夹角小于90℃。
5、如何用继爆管进行孔间、排间微差爆破,联结方式、注意事项
、孔间、排间微差
在需要进行孔间微差爆破的时,在支线导爆索处加接继爆管进行孔间微差爆破。
同时,在主线导爆索处加接继爆关可进行排间微差爆破。
、联结方式、注意事项
A、在继爆管两头分别和导爆索相连,在联结处用胶布缠紧;
B、单向继爆管首尾颠倒联结时,不能传爆;
C、拉力不允许超过2公斤;
D、在水中浸泡不允许超过2小时;
E、不能直接应用在炮孔内。
6、压渣爆破的适用条件、实施方法、爆破效果、存在的问题
、适用条件
在爆破场地比较小、作业设备难以离开、爆破以后大块率比较高的作业场地,为了避免由于自由面松动爆破的爆体伸出距离不易控制而可能造成不良后果和对大块进行二次破碎,进行压渣爆破。
、实施方法
预留部分渣体不采,在渣体的后面进行正常穿孔爆破作业。
、爆破效果
由于留有渣体,爆堆伸出得到了控制,增加了爆破储量,保证了电铲的连续作业,提高了开采强度和爆炸能的利用率,使块度均匀、大块减少、改善爆破效果。
、存在的问题
A、爆堆受渣体影响,常有隆起现象;
B、台阶坡面被渣体掩盖,看不清岩性和地质赋存情况。
7、深孔爆破如何确定装药结构、适用条件、装药量
、装药结构
露天爆破有二种装药结构:
连续装药和分段装药。
连续装药,药柱较低,药量主要集中在台阶底部,如遇台阶上部岩石较硬,容易出现大块和伞岩。
因此,它比较适合在台阶不高、底盘抵抗较大、岩石上软下硬时使用。
分段装药,每一段的炸药能量均能充分利用,根据孔内岩性不同,将分段药量设计在不同的孔的位置上,使岩石破碎均匀,减少大块率。
、分段装药的适用条件
A、台阶高度较大,孔内岩性不一,上硬下软、或中间有较硬层;
B、大孔径深孔爆破,药量较少,药柱过低;
C、在接近露天边帮需要控制爆破时。
、装药量
在分段装药的条件下,如果上部岩石不是很硬,底部药量为总药量的60%—70%,中间充填高度不超过药柱总长度的15%—40%,如果上部岩石较硬或中间有夹层,可增大上部药量。
8、二次爆破
在爆破工程中,由于多种因素,难以避免产生大块和根底。
露天矿对超限大块,常以挖掘机的斗容来衡量,采用以下公式:
L超限≥0.83√V
式中L超限——超限大块的任一边长的尺寸,m;
V——挖掘机斗容,m3。
一般选用浅眼爆破法和裸露爆破法进行二次破碎。
、浅眼爆破法:
A、眼深:
以眼位处岩块厚度的1/2至3/5为适宜。
B、装药:
以眼深的2/5——1/2计算装药高度或体积计算装药量。
C、堵塞:
用砂︰粘土=3︰1的炮泥来装满炮眼。
D、起爆:
常用火力起爆法单个起爆。
在大块较集中时,也可采用电力起爆法。
、裸露爆破法
把炸药直接放在大块岩石表面的低洼处,炸药上部覆盖炮泥。
炮泥厚度不应小于炸药厚度。
二次破碎炸药单耗表2—8—1。
表2—8—1
F
3—5
6—9
10—14
0.12
0.15
0.17
、大块发生率
发生大块的因素很多,与岩石节理发育情况、风化程度、物理力学性质、岩石在台阶的构成、岩层倾角和推进方向、以及一次穿孔参数、装药结构、爆破方式等有关。
可见表2—8—2。
表2—8—2
电铲勺斗容积m3
6—8
3—4
1—2
坚硬岩石
2%
4%
6%
中硬岩石
1%
3%
、凿岩机选型
选用钻头直径为35毫米的手持式凿岩机。
9、高台段不规则小台阶爆破
适用条件:
对周围环境需要特别保护的区域,岩石中硬,不具备深孔爆破作业条件,又缺乏大型机械设备或无凿岩机机械的中小型露天矿山
10.炸药的储存与运输
、储存
A、地面库房
储存炸药的最大容量不超过25吨。
如果交通不便,准许达到6个月的计划需求量。
B、同一库房内要做到:
一是硝铵炸药及起爆药不能和雷管、黑火药同库储存;
二是硝铵炸药及起爆药可以和导爆索、导火索同库储存;
三是雷管可以和导火索同库储存。
C、库房内炸药箱的堆放必须符合以下规定:
一是炸药箱之间的距离不少于1.3米,箱和墙壁的距离不少于20厘米;
二是炸药箱堆放的高度不超过2米,每堆不超过770箱;
三是雷管堆放的高度不超过1.6米,每堆不超过300箱。
、有效期
炸药和起爆材料的储存有效期可见表2—9—1。
表2—9—1
类别
储存条件
有效期
硝铵炸药
通风、干燥、温度≤35℃
6月
铵油炸药
„
7—15天
雷管
通风、干燥
2年
导爆索
通风、干燥、温度≤40℃
1年
导火索
继爆管
、运输
在运输炸药和起爆材料时,装车高度要低于车厢10厘米,车厢底部要垫软垫。
雷管箱不能倒放和立放,层间也必须垫软垫。
禁止用煤气车、柴油车、自翻车、三轮车、自行车、拖车运输炸药。
11、炸药爆炸的基本理论
、基本特征
炸药爆炸属于化学性爆炸,能引起化学反应,产生大量的气体和热量。
具有放热、高速化学反应和产生大量气体三大特征。
、热化学
炸药爆炸做功能力的大小,取决于炸药爆炸时所放出的热量、生成气体的数量,以及所达到的温度和压力。
是由爆容、爆热、爆温和爆压所组成。
、炸药的爆轰
A、冲击波:
是一种强压缩波,其压力、温度、密度等状态参数是不断增加的;
B、燃烧和爆轰:
在外界能量的激发下,炸药的化学变化主要是以烧和爆轰所表现,在炸药的局部以化学形式按一定的速度一层一层地自动进行传播;
C、爆轰波:
炸药以化学形式将燃烧的热量进行传播;
D、猛度:
指炸药产生的冲击压力和冲能作用下造成的破坏,猛度大,岩石的破碎块度小,但破碎范围小;
E、爆力:
指在流体静压和膨胀功作用下造成的整体破坏作用。
爆力大,岩石的破碎范围大,但块度也大。
、炸药的起爆
炸药爆炸反应的主要原因是由于热的作用,在爆破施工中,炸药首先获取的热量是通过雷管或导爆索的起爆进行传播。
从而,使炸药局部起爆,产生的冲击波又使整个炸药爆炸。
12、爆破作用原理
炸药爆炸对岩石的破碎可分为压碎区、裂隙区和震动区。
、压碎区
炸药爆炸,会在岩石中产生冲击波,对炮孔的岩石产生爆轰压力,在爆轰结束瞬间,膨胀压力非常大,其压力远远超过了岩石本身的抗压能力,使岩石结构严重破坏,在一定范围内岩石被压得粉碎。
、裂隙区
在压碎区内,由于爆破作用对岩石的粉碎性破坏,能量消耗很大,冲击波在岩石内衰减很快,在压碎区界面上,冲击波衰减为应力波,而应力波的峰值应力已小于岩石的抗压能力,故它已不能使岩石压碎破坏。
但爆声气体膨胀做功后仍要继续扩大,使得爆声气体挤入冲击波所造成的径向裂隙内,是裂隙继续延深和扩大。
径向裂隙数目,随爆源距离的扩大而减小,呈内密外疏的规律分布。
应力波和爆生气体经过压碎区和裂隙区后,压力迅速下降,使岩石受径向压缩而积蓄的一部分能量释放出来,并转化为卸载波而朝向爆源,造成径向拉应力。
如拉应力大于岩石的抗拉强度,则在已形成的径向裂隙间还将产生切向裂隙,岩石便被切裂成碎快。
、震动区
爆生气体和爆炸应力经过做功已衰减到再也不足已造成对岩石的任何破坏时,应力波能量只能引起岩石质点发生弹性震动,并随距离的增大逐渐减弱,以致完全消失。
13、爆破材料消耗指标
根据露天煤矿爆破材料消耗经验数据可见表2—12—1。
表2—12—1
起爆方法、爆破材料
单位
f值
软
中硬
硬
电力起爆
电雷管
个/m3
0.004
0.0045
0.005
电线
m/m3
0.155
0.16
导爆索起爆
火雷管
0.0003
0.00033
0.00037
导爆索
0.06
0.07
0.08
导火索
0.00083
14、爆破效果分析
、爆堆沉降
正常的爆堆局部有隆起,但整体略有沉降为塌落性,沉降高度一般为1—2米最合适。
并且,爆堆内不应有裂缝,后冲不应过大。
、爆堆伸出
对于10米台阶,正常的松动爆破爆堆伸出为5—6米最合适;
8米台阶,爆堆伸出3—4米最合适。
、大块率
一般采用所消耗的雷管数来初略计算大块率,按一个雷管能破碎大块的体积约为0.8—1.3m3,其波动范围随挖掘机斗容大小和岩石的软硬而增减。
15、爆破审批制度
、由生产单位或中队放炮技术员提出“爆破计划核、销表”一式三份,并提出放炮的具体时间、地点、孔数及爆破方式和起爆方法,炸药消耗量及其他爆破材料的消耗量。
在表中标明队中谁负责点火、谁负责警戒、谁负责拉运,并有放炮技术员和生产单位一把手的签字提交给矿生产科进行审核。
、生产科根据中队的申请,有主管放炮的技术员或工程师到现场进行核定、复查。
然后,在“核、销表”上签署爆破审核意见,对于需要修改和变动的数据,可直接在爆破“核、销表”上进行修改,提出修改意见,并签署自己的名字交生产科科长签字负责。
、最后,有矿总工程师或主管安全生产的付矿长把关,签字负责。
、根据矿最终签署的意见,将“核、销表”送交矿供应科,由供应科主管爆破和炸药管理的技术员到炸药库按“核、销表”上所提出的炸药和起爆材料数量领取炸药和起爆材料,并亲自负责押运到现场,如数按表中计划的炸药和起爆材料数量向中队进行核查、交货、验收。
若核查、验收无误,有中队验收人员在表上签字,给予确认。
、对于放完炮以后没有用完的炸药和起爆材料,由中队派专人将其送到炸药库核销。
、“爆破计划核、销表”生产单位留一份;
生产科留一份;
供应科留一份。
由生产科负责保存、统计、计划、上报。
16、布雅露天煤矿现场采用的爆破方式、装药结构、起爆方法及其他
、爆破方式:
采用多排孔深孔爆破;
、装药结构:
采用小包装柱状集中或分段装药;
、起爆方法:
采用非电导爆索起爆;
、炸药类型:
采用铵油炸药为工业炸药。
、其他;
A>
、对于岩石硬度≤4.5的中、软岩石剥离台阶,采用柱状集中装药、瞬发起爆。
炸药单耗≥0.32kg/m3。
B>
、对于岩石硬度在5—6的中、硬岩石剥离台阶,后排孔可采用分段装药的办法提高药柱,加强对上部岩石的破碎,减少大块率。
炸药单耗≥0.35。
C>
、对于岩石硬度在7以上的坚硬岩石剥离台阶,采用多排孔爆破,最后排孔减少20%的药量集中装药以减少后冲;
中间孔分段装药,加大药量,对上部岩石进行破碎。
炸药单耗≥0.38kg/m3。
17、爆破安全作业规程(摘要)
、一般规则
A、严禁炮区吸烟;
B、对火工品(炸药、雷管、导爆索、导火索)在
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