逐孔爆破技術(shù)在某露天石灰石礦的試驗(yàn)

徐荷芳

(國(guó)營(yíng)云南安寧化工廠開遠(yuǎn)分廠， 云南 開遠(yuǎn)市 661699)

0 引 言

露天礦山一般生產(chǎn)能力大，一次爆破規(guī)模較大，通常采用普通毫秒延期起爆技術(shù)，即將一次爆破分為數(shù)段進(jìn)行，減小單段爆破裝藥量，從而起到降低爆破振動(dòng)的效果。但是由于雷管缺陷，孔間存在微差時(shí)間重合的情況[1]，達(dá)不到預(yù)期的爆破效果，爆破振動(dòng)難于控制。爆破振動(dòng)往往給礦山附近的民房、礦山工程造成不可估量的損傷，破壞地質(zhì)結(jié)構(gòu)、損壞地質(zhì)環(huán)境、造成地質(zhì)災(zāi)害等，不利于礦山的發(fā)展。

根據(jù)薩道夫斯爆破振動(dòng)計(jì)算公式可知，控制單段爆破裝藥量可降低爆破振動(dòng)和爆破的影響范圍。采用逐孔爆破技術(shù)，降低不同段別雷管間延時(shí)誤差，是有效控制爆破振動(dòng)的重要措施。

1 逐孔起爆機(jī)理及優(yōu)點(diǎn)

逐孔起爆技術(shù)在國(guó)內(nèi)外礦山已經(jīng)有多年成功的使用經(jīng)驗(yàn)，其關(guān)鍵技術(shù)是單孔延時(shí)爆破，依靠高精度導(dǎo)爆管雷管，爆區(qū)內(nèi)孔間和排間炮孔的延期采用不同序列，使得爆破過程中每個(gè)炮孔的起爆都是相互錯(cuò)開的。與逐排毫秒延期爆破相比，先爆炮孔起爆后可以為后續(xù)炮孔提供更多的自由面和補(bǔ)償空間，有利于爆破能量向自由面方向擴(kuò)散，降低爆破對(duì)其它方向的影響；逐孔起爆的最大單響藥量為單孔最大裝藥量。根據(jù)薩道夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式，在其余參數(shù)不變的情況下，逐孔起爆可顯著降低爆破振動(dòng)[2-5]。

逐孔起爆技術(shù)可增加單個(gè)炮孔的爆破自由面，最大限度的利用炸藥爆破能量；改善爆破質(zhì)量，減小爆破塊度，減少根底，增加一次爆破量，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)能力[6-7]。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及效果分析

某露天石灰石礦采用山坡型露采方法，公路運(yùn)輸開拓方式，主要爆破巖石為石灰石，中等堅(jiān)硬。

2.1 爆破現(xiàn)狀

在該礦生產(chǎn)爆破中，沿用多年的起爆方式是排間毫秒延期分段起爆，排間延期時(shí)間25 ms，該種起爆方式存在的主要問題是單段起爆藥量較大，引起的爆破振動(dòng)比較明顯，從而給周圍村民造成不良的心理影響，最終影響到礦山與周圍村民的關(guān)系。

對(duì)該礦山某次常規(guī)生產(chǎn)爆破進(jìn)行的爆破振動(dòng)測(cè)試。現(xiàn)場(chǎng)爆破基本情況為：采用深孔爆破，平均孔深11 m，使用炸藥3650 kg，采用排間毫秒延期分段起爆，共分4段，排間延期時(shí)間25 ms，最大分段藥量1280 kg。振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)見表1，圖1和圖2是其中兩測(cè)點(diǎn)所測(cè)的爆破振動(dòng)波形，圖3和圖4是對(duì)兩測(cè)點(diǎn)所測(cè)爆破振動(dòng)波形的頻譜分析。

表1 排間分段起爆的爆破振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)

從圖1～圖4可看出：由于雷管本身延時(shí)精度問題及間隔時(shí)間較短，出現(xiàn)了明顯的地震波疊加，且單段起爆藥量過大，導(dǎo)致振動(dòng)較大，爆破降振作用不明顯；主振相振動(dòng)頻率較低較窄(7～11 Hz)，比較接近周圍建筑結(jié)構(gòu)的自振頻率(一般在10 Hz以下)，而且能量主振頻帶較低，易使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振受到破壞。

圖1 排土場(chǎng)下測(cè)點(diǎn)爆破振動(dòng)波形

圖2 小橋旁測(cè)點(diǎn)爆破振動(dòng)波形

圖3 排土場(chǎng)下測(cè)點(diǎn)爆破振動(dòng)波形頻譜分析

2.2 逐孔起爆試驗(yàn)及效果分析

為了解決上述問題，決定在該礦進(jìn)行逐孔起爆技術(shù)的試驗(yàn)。為了使試驗(yàn)效果具有可比性，試驗(yàn)爆區(qū)位置、孔網(wǎng)參數(shù)、單孔藥量和總藥量均和原起爆方式一樣，不做改變，只是采用了逐孔起爆方法。同樣的，在原來兩測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了爆破振動(dòng)測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)見表2，圖5和圖6是兩測(cè)點(diǎn)所測(cè)的爆破振動(dòng)波形，圖7和圖8是對(duì)兩測(cè)點(diǎn)所測(cè)爆破振動(dòng)波形的頻譜分析。

圖4 小橋旁測(cè)點(diǎn)爆破振動(dòng)波形頻譜分析

表2 逐孔起爆的爆破振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)

圖5 逐孔起爆時(shí)排土場(chǎng)下測(cè)點(diǎn)爆破振動(dòng)波形

圖6 逐孔起爆時(shí)小橋旁測(cè)點(diǎn)爆破振動(dòng)波形

從圖5～圖8可看出：采用逐孔起爆后，與排間毫秒延期分段起爆相比，降振率達(dá)到了60%～80%，波形能較好的分開，各振動(dòng)之間沒有出現(xiàn)明顯疊加；主振相振動(dòng)頻率相對(duì)也較高(10～50 Hz)，遠(yuǎn)離周圍建筑結(jié)構(gòu)的自振頻率(一般在10 Hz以下)，而且能量主振頻帶較高，不易使建筑結(jié)構(gòu)因共振受到破壞；爆破時(shí)周圍村民對(duì)振動(dòng)的感覺不明顯，心理舒適度明顯提高；爆后塊度較均勻，破碎效果也較好。

圖7 逐孔起爆時(shí)排土場(chǎng)下測(cè)點(diǎn)爆破

圖8 逐孔起爆時(shí)小橋旁測(cè)點(diǎn)爆破

3 結(jié) 論

(1) 逐孔起爆能夠減少最大單響起爆藥量，降振作用明顯，與排間毫秒延期分段起爆技術(shù)相比，降振率達(dá)到了60%～80%，波形能較好的分開，各振動(dòng)之間沒有出現(xiàn)明顯疊加。

(2) 逐孔起爆主振相振動(dòng)頻率相對(duì)較高(10～50 Hz)，遠(yuǎn)離周圍建筑結(jié)構(gòu)的自振頻率(一般在10 Hz以下)，而且能量主振頻帶較高，不易使建筑結(jié)構(gòu)因共振受到破壞。

(3) 逐孔起爆時(shí)，周圍村民對(duì)振動(dòng)的感覺不明顯，心理舒適度明顯提高，有助于改善礦山與周圍村民的關(guān)系。

(4) 逐孔起爆爆后塊度較均勻，破碎效果也較好。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊享衢．關(guān)于非電毫秒雷管名義延期時(shí)間的討論[J]．工程爆破，2003(4)：58-61.

[2]廟延鋼, 欒龍發(fā)．爆破工程與安全技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[3]中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)工程爆破專業(yè)委員會(huì)．爆破工程[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1996.

[4]鈕 強(qiáng)．巖石爆破機(jī)理[M]．沈陽(yáng)：東北工學(xué)院出版社，1990.

[5]AH哈努卡耶夫．礦巖爆破物理過程[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1980.

[6]付天光,張家權(quán),葛 勇，等.逐孔起爆微差爆破技術(shù)的研究和實(shí)踐[J].工程爆破，2006,12(2)：29.

[7]莊世勇,盧文川,高洪亮.逐孔起爆在南芬露天礦深孔爆破中的應(yīng)用[J].金屬礦山，2002，314(8)：59.