露天中深孔爆破技术Word文档下载推荐.docx
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型
号
钻孔参数
工作气压MPa
推进力kN
耗气量L/s
驱动方式
生产厂家
直径/㎜
深度/m
KQY90
80~130
20
0.5~0.7
45
116
气动-液压
浙江开山股份有限公司
KSZ100
200
全气动
KQD100
电动
HQJ100
83~100
100~116
衢州红五环公司
KQN90
95
150
柴油-液压
宣化采掘机械厂
KQL100B
30
65
气动
TLQ/G-100A
15
0.5~1.2
QZJ—100B
100
60
KQG—100
115
40
10
KQG—150
165
17.5
1.05~2.5
12.3
433
KQS—150
170
25
22
333
KQG165
1.76
270
电动-液压
KQ250
250
16
500
CLQ15
105~115
0.63
240
天水风动机械有限公司
KQLG115
90~115
0.63~1.2
12
KQLG165
155~165
水平70
0.63~2.0
31
580
TC101
13
260
TC102
280
KQL120
沈阳凿岩机股份公司
KQG120
90~120
1.0~1.6
300
KQL150
150~175
290
CTQ500
90~100
HCR-C180
65~90
0.5
沈凿-古河
HCR-C300
75~125
32
CLQ80A
80~120
0.63~0.7
宣化英格索兰公司
CM—220
0.7~1.2
330
CM—351
1.05~2.46
13.6
350
CM120
二.中深孔爆破常用起爆方法
1.电力起爆法
1)电雷管灼热原理和主要参数
电雷管中引火药(剂)发火的热源是桥丝通电后所放出的热量。
通电电流和通电时间一定,若雷管R不同,就会使成组电雷管爆破网路中雷管早爆和拒爆。
因此,为防止拒爆,在同一网路中电雷管应为同厂同批同型号产品。
康铜桥丝电雷管电阻差,不得超过0.3Ω,镍铬桥丝电雷管电阻差值不超过0.8Ω。
最低准爆电流:
给电雷管通以恒定直流电,能将桥丝加热至点燃引火药的最低电流强度。
国产电雷管最低准爆电流不大于0.7安培。
成组电雷管爆破时,流经每个电雷管电流为:
一般爆破:
交流电不小于2.5A,直流电不小于2A;
大爆破:
交流电不小于4A,直流电不小于2.5A。
高安全电流:
在一定时间(5分钟),给电雷管通以恒定直流电,而不会引燃引火药的最大电流。
国产电雷管最高安全电流为:
康铜丝0.3A,镍铬丝0.25A。
为更安全起见,爆破安全规程规定爆破场地杂散电流不大于30mA,量测电雷管的仪器,其输出电流不超过30mA。
2)电爆网路的联结形式
电爆网路有串联、并联、混联三种形式:
3)电爆网路各组成部分
(1)导线:
电爆网路中的导线必须是绝缘良好的胶皮线,铜芯、铝芯不限,但要满足起爆电流和电阻的需要。
(2)电源:
电起爆的电源有放炮器、干电池、蓄电池、移动式发电机、照明电力线、电力动力线。
目前最常用的是电容式放炮器。
它利用大容量瞬间放电来提供起爆冲能,其特点是重量轻而容量大。
国产电容式放炮器型号较多,但工作原理基本相同,只是某些电路稍有改变而已。
表2
专用起爆器的性能与规格
型号
起爆能力/发
输出峰值/V
最大电阻/Ω
充电时间/s
电流持续时间/ms
质量/㎏
大小/㎜
MFB-50/100
50/100
960
﹤6
3~6
135×
92×
75
抚顺煤炭研究所
MFB-200
1800
620
165×
105×
102
NFJ-100
900
320
﹤12
3
180×
165
营口市无线电二厂
J20F-300-B
100/200
7~20
1.25
148×
82×
115
QLDF-1000-C
300/1000
500/600
400/800
15/40
5
230×
140×
190
GNDF-4000
4000/2000
3600
600
10~30
50
11
385×
195×
360
GM-2000
4000
2000
﹤80
8
360×
165×
184
湘西矿山电子仪器厂
(3)爆破专用电表:
用来测量电爆网路和电雷管电阻,决不能采用普通电桥、欧姆表和万用表。
因为此类电表的输出电流太大,常常引起早爆事故。
2.塑料导爆管起爆法
导爆管起爆法本身不能直接起爆工业炸药,而只能起爆炮孔中的雷管,再由雷管引爆炸药。
1)导爆管起爆系统的组成
导爆管起爆系统由三部分组成:
击发元件、传爆元件(连接元件)和未端工作元件。
击发元件的作用是激发导爆管,使它产生爆炸,常用的如雷管、击发枪火帽、电引火头和电击发笔等。
2)塑料导爆管爆破网路
导爆管网路是在串联和并联基础上的混联。
实践证明,导爆管起爆系统用于隧道爆破以并联网路较好,露天中深孔以并串并联为宜。
孔外微差爆破除了比孔内微差爆破节省起爆器材费用之外,最大特点是只用一种段别的毫秒雷管就可实现等间隔微差爆破,右图为用2段毫秒雷管(延期25ms)实现的爆破网路。
(3)塑料导爆管的应用范围和特点
该起爆法应用范围较为广泛,除了在有沼气和矿尘爆炸危险环境中不能采用外,几乎可在各种条件下应用。
优点:
A操作技术简单,易掌握,起爆准备工作量较小;
B不受外来电的影响,安全性高(除非雷电直接击中它);
C成本低,能使成组炮孔或药室同时起爆,且同时起爆炮孔数目不限,并能实现各种方式的微差起爆。
缺点:
A起爆前无法用仪表来检查起爆网路联接的质量;
B不能用于有沼气或矿尘爆炸危险的地点;
C爆区太长或延期段数大多时,空气冲击波或地震波可能会破坏网路;
D高寒地区塑料管硬化会恶化导爆管传爆性能。
三.露天台阶中深孔爆破
露天台阶爆破是在露天矿场的台阶(也称梯段)上进行的,每个台阶至少有倾斜和水平的两个自由面。
在水平面上进行爆破施工作业,爆破岩石朝着倾斜自由面的方向崩落,然后形成新的倾斜台阶坡面。
炮孔及坡面剖面图如图所示。
W底是底盘抵抗线,即药包中心到坡底部的距离,是爆破阻力最大的地方。
h为炮孔超深,又叫超钻。
其作用是用来克服台阶底盘岩石的夹制作用,使爆破后不留残根,而形成平整的底盘。
超深选取过大,将造成钻孔和炸药的浪费,增大对下一个台阶顶盘的破坏,使下台阶钻机穿孔时易塌孔;
并且会增大爆破地震波的强度;
超深不足将产生根底或抬高底盘的标高,而影响装运工作。
所谓中深孔是指孔径大于50毫米孔深超过5米的钻孔。
一般在台阶上或事先平整的场地上进行,要求要全面改善爆破质量,改善爆破技术经济指标,降低开采的总成本。
1.钻孔形式与布孔方式:
深孔爆破钻孔形式一般分为垂直孔和倾斜孔二种,从爆破效果来看,斜孔优于垂直孔,主要是斜孔的抵抗线均一;
但钻凿斜孔的技术操作比较复杂,孔的长度相应比垂直孔长,而且装药过程中易发生堵孔,所以在大型露天矿山开采中,广泛采用垂直孔。
多排孔布置中深孔排列的形式有多种,归纳起来主要有两大类,即三角形和矩形布孔。
布孔排列形式虽然比较简单,但按不同的起爆顺序对炮孔进行组合,可以得多种形式。
2.露天台阶中深孔爆破参数
(1)孔径
露天深孔爆破的孔径主要取决于钻机类型、台阶高度和岩石性质。
当采用潜孔钻机时,孔径通常为100~200毫米,牙轮钻或钢绳冲击钻时,孔径为250~310毫米。
一般钻机选型后,炮孔直径也就固定下来;
孔径越大,越有利于炸药的稳定传爆和达到理想爆轰,利于充分释放炸药能量从而提高延米爆破量。
(2)孔深
孔深由台阶高度和超深确定。
台阶高度主要考虑为钻孔、爆破和铲装创造安全和高效率的作业条件,一般由铲装设备选型和矿岩开挖技术来确定。
多采用10~12米台阶,也有采用15~20米高台阶。
超深是指钻孔超出台阶底盘标高的那一段孔深,其作用是用来克服台阶底盘岩石的夹制作用,使爆破后不留残根,而形成平整的底盘。
当岩石松软,层理发达时可取小值。
如台阶底盘处有水平裂隙或软夹层等地质结构,则甚至不用超深或取负值。
(3)底盘抵抗线
底盘抵抗线是指从台阶坡底线到第一排孔中心轴线的水平距离。
它是一个重要的爆破参数,过大的底盘抵抗线会造成根底多、大块率高、后冲作用大;
过小则不仅浪费炸药、增大钻孔工作量,而且易产生飞石危害。
底盘抵抗线的大小同炸药威力、岩石可爆性、岩石破碎块度要求以及钻孔直径、台阶高度和坡面角等因素有关。
诸多因素难以用一个简单的数学表达式来代表。
可以参考类似矿山来选取,然后工作中不断调整完善。
(4)孔距与排距
炮孔密集系数m一般大于1.0,随着大孔距爆破技术的推广应用,m可扩大到3~8。
排距是指多排孔爆破时,相邻两排孔之间的距离。
目前,广泛采用宽孔距小抵抗线的密集孔爆破。
(5)堵塞长度
堵塞长度关系到堵塞工作量的大小、炸药能量利用率和空气冲击波的危害程度。
合理的堵塞长度应能防止爆炸气体产物过早地冲出孔外,使破碎更加充分。
经验表明,堵塞长度同孔径有关,是孔径的12~32倍,视岩石和炸药性质而定。
堵塞物料多为就地取材,以钻孔时排出的岩碴砂做堵塞物料。
(6)每孔装药量
按体积计算公式计算。
3.微差爆破
微差爆破又称毫秒爆破。
它是以毫秒级的时间间隔,在炮孔孔间或炮孔排间按一定顺序起爆的一种起爆方法。
由于前后起爆的相邻药包爆炸时间间隔极短,致使各药包造成的能量场相互发生影响而产生良好的爆破效果。
首先它可以爆破地震效应;
其次,还可以改善破碎质量、降低炸药单耗、减少后冲、爆堆比较集中等优点。
因此,它已经成为露天矿采剥作业的一种主要方法。
(1)微差爆破作用原理
由于相邻炮孔起爆的间隔时间很短,在爆破过程中存在着复杂性的相互作用。
其主要作用原理是先爆孔为相邻的后爆孔增加新的自由面,应力波的相互迭加作用和岩块之间的碰撞作用,使被爆岩体获得良好的破碎,并相应提高了炸药能量利用率。
(2)微差间隔时间的确定
确定合理的微差间隔时间,对改善爆破效果与降低地震效应具有重要作用。
确定间隔时间时主要考虑岩石性质、布孔参数、岩体破碎和运动特征等因素。
间隔时间过长则可能造成先爆孔破坏后爆孔的起爆网路;
过短则后爆孔可能因先爆孔未形成新自由面而影响爆破质量。
由于对微差爆破机理尚无定论,所以间隔时间的选取一般按经验公式确定。
四.中深孔爆破安全技术
1.外来电流的危害与预防
外来电流:
一切与专用起爆电流无关、意外进入电爆网络(电雷管)的电流。
当外来电流超过电雷管的最大安全电流时,就可能引起电雷管早爆。
1)雷电:
带电云体(雷云)释放巨量静电荷的自然现象。
当与地面距离很近时,产生雷电。
对爆破作业产生下列危害:
(1)直接雷击:
雷云与地面间放电时,释放能量平均约2×
108~2×
1010J,瞬间感应电压高达2×
104V.cm-1;
其温度高达3×
104℃,完全可以引爆邻近的电力或非电起爆网络,甚至直接引爆炸药。
(2)静电感应:
在雷云电场作用下,导线已感应大量电荷。
放电后电场瞬间消失,导线带的电荷来不及流散,由此产生导线对大地的感应电压102~103kV,可瞬间击穿电线,引爆电雷管。
(3)电磁感应:
雷云放电时,电流幅值陡然增大,在其周围会产生变化极大的电磁场,处于该场内的电爆网络导线就会感应出强大的电动势,使场内金属环端头间隙出现火花放电;
也可使构成闭合回路的金属导线产生感应电流,如回路内导线接触不良,就会导致局部发热而引爆雷管。
在上述三种危害中,后两种出现频率较高。
预防雷电危害的措施:
①掌握爆区气象规律,了解雷电多发时间段。
尽可能避开在雷雨时节施工。
当必须实施爆破作业时,应尽量选用非电起爆方法。
②爆破施工期间,暂时切断一切通往爆区的铁轨、金属管道等导体。
③进行露天爆破作业时,发现雷电征兆(爆区内雷警仪)应停止作业,全体作业人员立即撤离到安全区域。
④在露天爆区、炸药加工厂或炸药堆放场周围设置封闭的避雷针群,可以构筑类似屏蔽作用的避雷保护区。
2)静电:
(1)人体静电:
人体与穿着的衣物(特别是化纤衣料)之间接触、摩擦而产生静电。
据测定:
穿着塑料底鞋的人在绝缘地面行走时静电压可达数千伏;
而穿化纤衣料的静电压更高达数十千伏。
人体就是一个活动的导电体,很容易因静电感应导致火花放电而诱发意外爆炸。
国内已多次出现此类早爆事故。
(2)粉体静电:
采用压风装填粉、粒状炸药时,输药管内的炸药颗粒具有分散、悬浮的粉体特点。
因其分散,颗粒的表面积比同类等重的药卷的大很多,增加了颗粒与管壁间的接触机会,更容易摩擦产生静电;
因其悬浮,颗粒通过空气与岩体绝缘,静电难于泄漏易于积累,从而产生电压很高的粉体静电,构成“早爆”威胁。
预防静电的原则:
促使不产生或少产生静电,已产生的静电及时引导外泻。
预防静电的措施:
1)进行爆破器材加工、爆破作业时,工作人员不应穿化纤材料的服装;
2)增大压气装药场所的空气相对湿度,可采用在地面、岩壁洒水的方法;
3)采用半导电材料的输药管,为便于炮孔内的静电,管体电阻不得大于5×
105Ω;
4)装药设备系统接地良好,接地电阻不大于1×
105Ω。
靠胶轮移动大的金属装药器应设专用接地线;
为提高接地效果,接地处可喷水湿润;
5)向炮孔装药时,禁止非电套管,以防止阻碍孔内炸药颗粒所带电荷泻入大地;
6)采用抗静电的低感度电雷管代替普通电雷管;
7)采用非电起爆方法代替电起爆。
3)感应电:
(1)交变感应电:
电力设施(发电厂、变电站等)附近存在交变电磁场,在其作用范围内的电爆网络可看成闭合环路线圈而产生交变感应电。
(2)射频感应电:
射频源(广播电台、电视发射台、中继站、雷达发射台等)附近空间,在其作用范围的电爆网络可看成天线接受电磁能量而产生感应电。
广播电台的中波段(0.535~1.605MHz),发射机功率大,频率低,衰减慢,故对电爆网络上的射频感应较强,最应重视。
移动通信设备发射功率虽然不大,但可直接进入爆破现场产生影响。
据测定,功率0.1W的无线电报话机在据电雷管2.2m以外才是安全的。
预防感应电导致电雷管早爆的措施:
调查爆区附近外部电源(电力设施和射频发射源)情况,掌握其位置、功率等。
电雷管爆区与高压线的距离应符合《爆破安全规程》规定。
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