大直径深孔爆破（通用5篇）
大直径深孔爆破 篇1
地下采矿行业由于行业资深的特点, 不利于人工进行施工作业。因此在地下采矿中应以机械取代人力, 但目前由于一些技术问题, 还不能完全实现。大直径深孔爆破因其自身的特点被广泛应用, 也就成了顺水推舟的事情。
1 地下采矿大直径深孔爆破的现状
安全性较高、生产效率高、投资成本低、施工作业安全、人为劳动强度较低的大直径深孔爆破在地下采矿区被广泛应用, 而且符合我国对在地下采矿中推广先进技术的要求, 也比较符合我国地下采矿的现状, 更符合矿山业主的实际要求。因此, 有必要对现状进行简述和分析。
1.1 VRC爆破方式
VRC爆破法使用高威力乳化炸药, 在开掘的凿岩巷道内向下倒漏斗进行爆破的方法, 多用于矿柱回采爆破和切割槽爆破中。
1.1.1 效果好
矿石的破碎度均匀, 极少有大块碎石的存在。不仅保障了施工人员和设备的安全, 也减少了运输的难易程度。
1.1.2 破坏性小
由于采用球形炸药包, 因此使用的炸药量可以确定波及范围, 造成的冲击波对周围出矿工程现场、采场周围岩层等的破坏性小, 相应的每次爆破的矿石产出量也是较小的, 降低了生产效益。
1.1.3 爆破率高
也正因为采用球形炸药包, 当爆破工程量大的时候, 每次炸药的装填量也势必增加, 人为参与的过程也会增加, 提高了生产成本的同时, 也增加了安全隐患, 因此不适用于矿房回采时单独使用。
1.2 柱状炸药包全孔侧向爆破方式
采用柱状炸药包全孔一次性侧向爆破, 每次爆破的区域较大。因其特点很少单独使用。
1.2.1 成本低
因在爆破中采用了低威力的乳化炸药进行一次性全孔填充, 人为参与的过程较少, 只需在孔洞里填充炸药, 降低了爆破成本。
1.2.2 爆破率低
每个炮孔均采用柱状炸药进行爆破, 低威力的乳化炸药在使用时爆破效果差, 在降低了爆破的施工作业量和爆破频率的同时, 也降低了爆破的能量利用率, 因此极少使用。
1.2.3 破坏性较大
爆破规模大时, 无法对全孔填充炸药的炸药量进行很好的控制, 最大单响炸药量难以掌握, 爆破时对整个采场的稳定性都有一定的影响, 且对孔壁的破坏作用更甚。
1.3 球形炸药包联合分段侧向爆破方式
结合了VRC爆破法和柱状炸药包全孔侧向爆破法的一种方式。在同一次爆破中, 沿着采场整个高度的少量炮孔采用球形炸药包形成切割槽, 其余区域采用柱状炸药包进行爆破。因此它的特点既结合了VRC爆破法, 又结合了柱状炸药包全孔侧向爆破法。它的优点有:
(1) 提高爆破效率。爆破中绝大部分炸药采用的均是低威力的乳化炸药, 而且只有少部分炮孔添加球形炸药包, 降低施工强度, 因此降低了爆破的成本。
(2) 可以有效控制爆破规模, 减少因爆破产生的地震波、冲击波对采场周围岩层的破坏, 减少了堵孔和冲孔的现象。
综上所述, VRC爆破法生产成本较高、效率较低, 柱状炸药包全孔侧向爆破规模难以预测和控制, 而球形炸药包联合分段侧向爆破的成本较低、安全性高、兼有VRC爆破法和柱状炸药包全孔侧向爆破的优点, 同时又能很好地克服缺点。
3 地下采矿大直径深孔爆破中存在的问题
3.1 炮孔打偏及采场稳定性
在实际操作时, 或由于人为操作失误, 或因为地理情况比较复杂、炸药的质量问题, 都会造成炮孔的打偏的现象。而这种现象会严重影响采场的稳定性, 以及施工成本。采场的稳定性对施工安全是一项巨大的考验, 只有一个稳定的施工采场条件才能保障施工人员的生命安全。而爆破是影响采场稳定性的关键环节, 尤其是在岩层不稳定和中等稳定的矿山中。
3.2 设备短缺
由于我国地下采矿中大直径凿岩设备的短缺, 再加上地质比较复杂等问题, 造成了凿岩效率低下、钻孔精度不高, 极易造成炮孔间距过大或过小, 难以把握整个炮孔的施工质量, 从而影响爆破的预期效果。
3.3 破顶技术和回采边界不规范
破顶技术的使用时不能很好地依据地质数据对最大单响用药量和爆破规模进行测量, 易引起一次性爆破规模过大的现象。在地下大直径深孔采矿中, 回采边界的不规范, 造成相邻回采矿区之间的回采率增加。
3.4 缺乏有效监管手段
采矿业发展, 缺乏有效的监管手段, 一直严重影响着我国采矿业的安全、有序发展, 而随着采矿业向深部开采发展, 监管手段的匮乏将会严重制约着采矿业的正常运行。
4 地下采矿大直径深孔爆破的对策
针对地下采矿大直径深孔爆破中存在的孔洞垮塌严重, 相邻采场爆破时受到冲击波、地震波的影响较大等问题, 进行相关技术的改进, 现提出对策如下:
4.1 控制炮孔打偏概率
针对孔洞的施工、炮孔直径和钻孔精度、炸药质量等进行测量验收, 严格控制炮孔在实际操作时的打偏概率。有能力的要购买大直径凿岩设备, 这样不仅能够提高凿岩效率, 还能够提升凿岩精度, 最终达到控制整个炮孔质量的目的, 使爆破达到预期的效果。在炸药量相同的情况下, 大大提高了矿石的产出量, 提高了矿石的产量, 增加了爆破方量, 有效降低了投资者的开采成本, 提高了生产效益。
4.2 注重采场稳定性
加强对采场周围地质的测量、勘探, 针对不同的岩层确定不同的装药系数。在钻孔时控制钻孔的精度, 才能够使爆破效果达到预期。另在采场回采时对其进行稳定性监测, 监测是否具备回采条件, 以降低成本。
4.3 改进采场破顶技术
大直径深孔爆破工艺一般采用的都是威力较高的乳化炸药, 以增加炸药轰击所产生的击碎效果和延长气体的膨胀作用时间等效果, 而这样势必会增加采场破顶的概率。为避免破顶采场破顶一次爆破规模过大, 而造成的孔洞垮塌, 因此注意控制爆破规模和炸药量。将破顶区域进行区域划分, 各区内采用分段侧向爆破的方法。这样在不降低实际爆破效果的前提下, 也不影响对采场破顶的操作。
4.4 有效的监管手段
一个行业想要健康有序发展, 监管手段是必不可少的。因此要对地下采矿业建立有效的监管, 不仅要监管施工单位的资质、施工人员的安全意识、炸药等施工材料的质量, 还要对整个开采过程进行监管, 对每次大直径深孔爆破的过程进行监测, 及时查找出其中存在的问题, 以便于能够及早地解决。
5 结束语
目前, 在我国地下采矿大直径深孔爆破的研究尚处于起步阶段, 很多规章制度都不完善, 最常采用的就是球形炸药包联合分段侧向爆炸法, 其他更好地方法还有待于我们继续进行深入、细致的研究。这样才能够切实提高生产能力, 降低采矿成本, 确保矿山生产长期稳定、可持续的发展。
参考文献
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[2]王群峰, 苏卫宏.冬瓜山铜矿二步骤采场回采方案的研究[J].价值工程, 2010, 02.
[3]黄宣东, 等.Excel#space2;#VBA在大直径深孔爆破设计的应用[J].爆破, 2012, 01.
[4]郑晓硕, 等.无底柱分段崩落法中深孔爆破参数试验[J].爆破, 2009, 01.
高精度大直径深孔螺纹加工工艺 篇2
某大功率柴油机机体长宽高为5023mm×1550mm×1900mm, 上、下平面上共有52个M60×3-6H高精度大直径深孔螺纹 (见图1) , 机体材料为强度和韧性较高的球墨铸铁QT500-7。螺纹孔出口端φ60.5光滑圆柱孔深175mm;螺纹底孔深310mm, 底孔直径φ57;螺纹孔深度280mm, 螺纹孔直径及精度等级M60×3-6H, 螺纹有效长度105mm, 螺距3mm;螺纹孔精度等级为6H;螺纹孔实际轴线必须位于垂直于基准平面, 且在延伸公差带700mm长度上直径为公差值0.2mm的圆柱内;各螺纹孔位置度要求0.2mm;螺纹孔底端有效藏屑空间长度30mm。
2 工件螺纹孔的加工工艺分析
螺纹孔出现在大型箱式的柴油机机体上, 而且精度要求较高, 它的加工主要需解决4个方面的工艺问题:长径比较大的螺纹底孔深孔加工;高精度大直径深孔螺纹的加工;切削液的选择;具备大规格高精度立式数控机床。
(1) 螺纹底孔长径比L/D约为5.5左右, 属于深孔加工范围。对于加工较高强度材料和有高精度要求的螺纹孔, 要达到质量效果, 螺纹底孔的加工精度及表面粗糙度必须得到保证, 这是前提条件。深孔加工比较困难, 因为孔较深, 刀杆细长, 钻头容易钻偏, 切屑不容易排出, 冷却液不容易进到钻头的主切削区, 形成刀具冷却困难, 加速了刀具的磨损, 使刀具耐用度下降, 并且限制了切削效率的提高。深孔加工时, 常会因排屑困难, 造成切屑与已加工表面 (孔壁) 产生强烈摩擦, 使孔的表面光洁度和精度下降, 甚者钻头被卡住、折断, 造成工件报废。能有效解决这些问题的加工方法主要有两种:钻、扩、镗工艺;深孔钻削工艺。前者生产效率低, 后者生产效率高。
(2) 该螺纹孔可采用的加工方法主要有两种:铣削和攻丝。由于螺纹孔较深, 螺纹有效长度较长, 而铣削的刀杆较为细长, 刀杆容易产生振动, 直接影响螺纹孔的加工精度, 加上需要用到数控插补的原理进行铣削, 生产效率相对不高。而螺纹孔攻丝是在预先已加工好的、极为狭窄空间的底孔内进行, 丝锥处在半封闭状态下工作, 切削排出不畅, 冷却润滑困难, 工作条件恶劣, 丝锥与工件和切屑的摩擦大, 产生的大量切削热不能及时散出。丝锥攻丝往往也是工件的最后一道工序, 尤其是在大型工件上攻丝, 如果丝锥折断或产生其它质量事故, 可能导致整个工件报废, 造成很大的经济损失, 所以又要求安全可靠。因此要选用合适的丝锥结构参数和切削液, 确保螺纹攻丝过程能正常进行。螺纹孔攻丝的生产效率更高, 加工精度更稳定可靠。
(3) 切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液, 对提高刀具寿命和加工表面质量、加工精度起着重要作用。在该螺纹孔加工全过程中选用了HYSOL GS-J中高级极压切削液, 浓度6%, 冷却、润滑较为理想。
(4) 影响工件加工质量的因素之一是机床自身精度, 包括几何精度和运动精度。由于工件外形尺寸较大, 在同一方向上有多个螺纹孔, 而且螺纹孔尺寸精度和轴线垂直度要求较高, 因此在大规格高精度的龙门式数控加工中心上完成较为合适, 而且机床主轴应具备内冷却系统或可外转内冷却系统。重复定位精度好的机床, 可以在全部螺纹底孔钻削完成后, 再逐一攻螺纹孔;重复定位精度差的机床, 机床主轴只能停留在某一螺纹孔位置上, 直到将该螺纹底孔及螺纹孔切削完成后, 才能移动机床主轴再切削下一个螺纹孔。
3 工件螺纹孔加工刀具及切削用量选择
从螺纹孔攻丝工艺特点可知, 要保证被加工螺纹孔大径、中径、螺距、牙型角、粗糙度、形位公差都能达到规定的精度等级, 除丝锥自身精度等级必须达到要求外, 良好的螺纹底孔精度也是决定螺孔攻削效果的首要条件, 此外还要考虑高生产效率以及设备资源状况。但传统的枪钻、喷吸钻等深孔钻具都不适合在该种状况下使用, 故选用了具备良好定心、导向、排屑畅快、钻孔质量高、稳定性高、并且高效能的直径为φ57的高迈特KUB内冷却深孔钻, 直接完成螺纹底孔的深孔钻削;选用了攻丝特性较好的欧士机直槽丝锥 (Z=4) 完成螺纹孔攻丝;选用了能满足功能要求、并且性价比较高的大锥度和外转内冷却刀柄、日研攻丝刀柄和攻丝夹头 (具备过扭矩保护结构) 。刀具配置见图2。切削用量选择见表1。
4 结语
实践证明, 对于图1螺纹孔的加工, 现在的钻 (短、长深孔钻直接钻出准57螺纹底孔) →攻丝 (1支组机攻M63×3-6H螺纹孔) 工艺方式, 同以往的预钻 (φ40螺纹底孔) →扩钻 (φ56.8螺纹底孔) →镗 (2次至准57螺纹底孔) →攻丝 (2支组带导向点动加工M63×3-6H螺纹孔) 工艺方式比较, 无论是表面质量、尺寸精度、形位精度、加工稳定性、刀具耐用度、冷却效果、生产效率等都有显著的提高, 特别是生产效率, 由原来工艺的一班次只能加工1个螺纹孔, 到现时工艺只需要20min左右就可以加工1个螺纹孔, 生产效率提升了20多倍, 社会效益和经济效益显著。
参考文献
[1]计志孝, 张荣珍, 陈景涛, 等.螺纹加工新工艺[M].北京:兵器工业出版社, 1990.
[2]紧固件专业工人技术理论培训教材编审组.攻螺纹工工艺学[M].北京:机械工业出版社, 1993.
大直径深孔爆破 篇3
根据对国内急倾斜中厚至厚矿体矿山的统计, 主要的采矿方法包括有 (无) 底柱分段崩落法、分段矿房法、阶段矿房法、上向水平分层充填法等。不管哪种方法的采矿, 应根据矿山实际情况以及矿体厚度变化和围岩稳固性等采取合理的采矿方法, 以最安全高效的方法回收矿石, 降低贫化率, 保护环境。
1 开采方案概况
矿段矿床属急倾斜中厚至厚矿体, 矿房、矿柱按15m宽垂直矿体走向方向依次布置, 长为矿体厚度 (含夹层) , 阶段高度为70m。采用下行式开采方式, 实际采场回采高度为55m。上部阶段布置大孔凿岩硐室, 拉底水平布置堑沟受矿硐室, 堑沟受矿硐室可利用中深孔爆破形成。采用“隔三采一”的回采顺序, 减小附近区域矿块回采时相互干扰及保证回采安全。矿块回采结束采空区应及时充填, 其中矿房采空区用尾砂胶结充填, 矿柱采空区用废石或尾砂非胶结充填。
2 凿岩爆破
选用高风压潜孔凿岩台车凿岩, 从凿岩硐室向下凿大直径深孔至下部受矿硐室顶板。钻孔直径Φ165m, 孔深控制在45~55m, 平均凿岩效率约50m/台班。大孔凿岩必须控制孔位偏差和钻孔偏斜。钻孔偏斜率要求中间孔小于3%, 边孔小于1%。
具体的采场凿岩布孔参数应通过爆破漏斗小型工业试验来确定, 以获得最优的爆破效果。目前只能通过类比方法来确定大塘矿段矿块布孔参数:矿房采场中间炮孔布孔参数取3.0×3.0m, 边排孔孔网参数取2.2~2.5×2.0~2.2m (抵抗线×孔间距) , 实行光面控制爆破, 边孔至采场边界0.6~0.8m;矿柱采场中间孔采用3.0×3.0m的孔网参数, 边排孔采用2.7~3.0×2.5m的布孔参数, 采用松动爆破技术, 边排孔距充填体边界1.6m~1.8m。每排炮孔平行布置, 拉槽区还应再加密2~4个孔, 炮孔每米崩矿量约16~18t/m。
3 采场通风
采场通风主要借助矿山通风系统形成的主风流负压来完成。新鲜风流经下部中段上盘沿脉巷、联络道进入采场空区, 洗涮工作面形成污风后上升到上部凿岩硐室以及下盘回风巷, 然后由上部中段回风巷道排至下盘回风井。
4 出矿能力
电动出矿选择斗容为4m3 (出矿效率为430~480t/台班) 的电动铲运机, 从装矿进路中装矿经穿脉出矿巷道运至上盘溜矿井, 放至阶段运输水平后装入25t自卸卡车, 然后运至主溜井或地表原矿仓。采场爆破期间, 每次崩落的矿石运出约1/3, 使下次崩矿有足够爆破补偿空间, 其余矿石暂留在采场内。考虑到爆破和出矿作业可交叉进行, 不计充填时间的矿块生产能力可达615t/d, 计充填时间的矿块综合生产能力为412t/d, 取400t/d。
5 充填方法
矿段初步设计中推荐全尾砂胶结充填:骨料为全尾砂并辅助井下掘进和采切的废石, 胶结料为425#普通硅酸盐水泥。
根据设计数据, 灰砂比为1:10、料浆浓度为70%的尾砂充填体28d试块抗压强度经数学回归为0.75MPa, 可以满足矿房采场充填体稳定自立所需的最低强度0.65MPa, 因此矿房采空区考虑主要采用灰砂比为1:10、料浆浓度为70%的尾砂充填体充填。
6 结论
矿段矿体为一走向上比较长、赋存深度范围较大的急倾斜中厚至厚矿体, 矿岩稳固条件好, 适宜采用阶段空场嗣后充填采矿法进行回采。在综合考虑矿段矿岩地质条件、稳固情况、矿山地压、充填体强度和质量等多种因素基础上, 研究制定了垂直走向布置的大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿方法, 实践证明该采矿方法在本矿很实用。
参考文献
[1]邱建萍.国内采矿方法概述[J].矿业快报, 2008 (6) :10-12.
[2]魏鹏.我国磷矿分布特点及主要开采技术[J].武汉工程大学学报, 2011, 33 (2) :108-111.
大直径浅孔控制爆破技术研究 篇4
深云村经济适用房基坑石方爆破工程, 位于深圳市南山区安托山范围内, 爆区北面30m是交通繁忙的北环大道, 爆区南面40m有建工村小区, 爆区西面25m是南坪快速干道的起点深云立交桥, 深云立交匝道和南坪—北环联络道距离爆区仅10m, 爆区东面则为安托山公园保留山体, 爆破环境极其复杂 (如图1) 。
在深云村经济适用房住宅区基坑的石方爆破工程中, 由于前期场地平整爆破施工过程中, 为了减少爆破飞石, 简化安全防护, 采用了宁超 (挖) 不飞 (石) 的爆破施工方案, 通过增加钻孔超深, 达到了堵塞长度能确保安全无飞石, 且爆破后无根底需要处理的效果, 但因此留下了0～4m的爆破破碎带。致使深云村经济适用房住宅区基坑的石方爆破开挖深度从1.3～8.2m降低到0.25～5.3m, 原设计方案中选择3m以下采用的浅孔台阶爆破、3m以上采用深孔台阶爆破。这样势必造成90%的工程量需要用浅孔爆破完成。按照原设计方案不但爆破成本大大增加, 而且在没有任何意外的情况下还需要20把手风钻连续工作4个月才能基本完成楼房基坑的爆破任务, 将会造成2～3个月的工期延误, 严重地影响楼房主体的开工。
2. 爆破方案的选择
根据现场实际情况, 为确保主体工程建设进度, 需要对原爆破设计方案进行变更, 将原爆破设计方案改变成1.7m以下采用的浅孔爆破、1.8m以上采用φ76钻机钻孔爆破。爆破方案的改变必然对爆破技术提出了新的要求, 由于爆破台阶很难形成, 整个爆破施工变成了浅孔拣底爆破, 在浅孔爆破中极容易产生个别飞石, 必须对每一个炮孔的装药量予以严格控制, 这在一次几百甚至上千个炮孔的爆破中要求是相当严格的。将φ76钻机钻孔爆破中, 钻孔深度的下限从3.0m降低到2.0m。这样使普通的、技术成熟的深孔爆破变成了拣底爆破, 其难度大大增加。
3. 钻爆参数的选取
由于主体楼房对基础的高要求:确保基岩有一定的平整度, 不能有斜面;基岩要完整且不能有裂隙, 这种条件对φ76的钻孔爆破无疑提出了新的特殊技术要求, 类似石材切割爆破。
实施石材切割爆破, 如果在侧壁或者在底部有一个侧向自由面的话, 通常是采用光面爆破的方法。但在基坑开挖中, 要求的是在底面进行石材切割爆破, 面积比较大, 又没有侧向自由面, 无法进行光面爆破的施工, 即使有法施工也无法满足工期要求, 因此只能在钻爆参数方面做文章。
针对这一情况, 在实际施工中为了减少超深对基础的伤害, 只能减少超深量, 根据业主要求, 基坑的超挖量应控制在20cm的范围内, 按此控制φ76钻孔的超深量为0.2m。根据炮孔爆破底部破坏范围的研究结果, 炮孔底部的张角在150～160°之间。考虑到装药长度较小, 同时岩石中现有节理有一组的倾角为10°, 故取炮孔底部的爆破张角155° (如图2) 。
根据爆破张角α和超深量h1可以计算出孔距a。
在实际施工中取炮孔的孔距和排距a=b=2.0m。同时计算出其它钻爆参数 (见表1) 。
从设计结果看出:φ76钻孔控制爆破技术具有超深短、孔网参数小、填塞长、用药参数低、炮孔装药少几个特点。
4. 爆破实例
分别在6、7、9号楼基坑的部分区域, 1 1、1 2、1 4号楼整个基坑使用了φ76钻孔浅孔拣底爆破作业, 在使用φ7 6钻孔部分全部是一次到位, 下面以11、12、14号楼三个基坑为例论述φ76钻孔浅孔拣底爆破的优越性。
⑴在11号楼使用φ76钻孔, 10月24日中午爆破, 共264个孔, 使用d=60mm的乳化炸药1 6 7 1.6 k g, 爆破岩石5000m3。爆破后爆堆松散, 大块率低于4%, 易于挖装。
清运工作完成后楼房建筑单位立即开始了承台的清扫, 底板比较平整, 只有个别欠挖部位需要用炮机 (液压破碎机) 处理一个台班, 完全符合楼房建筑要求。清扫结束后立即进入下一工序:承台基础垫层的浇注。
⑵在12号楼基坑用φ76钻机进行钻孔作业, 11月3日中午11:30爆破404个孔, 使用炸药2 8 8 4.8 k g, 爆破岩石9000m3, 清运工作完成后楼房建筑单位立即开始了承台的清扫, 底板比较平整, 不需要用炮机 (液压破碎机) 继续处理, 爆破后一次到位。
12号楼钻孔前清理表面碎碴1天, 钻孔4天 (其中1台2天, 2台2天) , 爆破1天, 挖运5天, 前后施工共11天就达到了交出基坑标准。
⑶14号楼, 11月5日开始钻孔, 11月7日中午11:45爆破, 共钻孔423个, 使用炸药1302kg, 爆破4000m3。爆破部分的底板比较平整, 不需要用炮机 (液压破碎机) 继续处理, 爆破后一次到位, 达到设计要求。
两台钻机同时作业, 两天完成钻孔工作。但是有一部分钻孔前地表清理不到位, 地表碎碴太多, 不能成孔, 又进行了一次补爆。
5. 个别飞石的产生
10月24日在11号楼和11月7日在14号楼的爆破中分别有一个炮孔产生了个别飞石。
经过爆破后对爆破现场的勘察分析发现, 两次个别飞石产生的原因相同:地表岩石在上部的爆破中已经将裂隙激活, 变成了张开型裂隙。爆破时由于裂隙已经成为自由面, 能够产生反射拉应力波, 能把药包附近范围内的岩石破碎, 而不能将裂隙外、地表附近的岩石炸碎。药包爆破产生的爆轰气体将破碎岩石向外推, 同时使其膨胀, 就把地表岩石的裂隙扩大, 从而使碎石从裂隙中冲出, 变成个别飞石。
10月24日在11号楼的个别飞石被排架阻挡, 没有冲向立交桥匝道;而11月7日在14号楼爆破中的个别飞石冲向临时工棚, 也被防护排架阻挡拦住。
由于岩石的裂隙在地表被泥土充填, 装药作业以前根本发现不了, 所以不能有针对性地加强防护措施。而只是一般性地采用沙包和竹笆防护, 但阻挡不住几公斤炸药产生的爆炸气体的强大推力, 因而使飞石冲出较远。为确保控制飞石在爆区内, 我们特别制作了强力炮被。 (如图3) 通过强力炮被的使用, 其后的20多次爆破再无飞石飞出爆区。
6. 结束语
⑴开挖深度小于2m的大面积浅孔爆破, 采用大直径潜孔钻机是可行的, 能够加快工程进度, 并达到预期的爆破效果。
⑵采用大直径潜孔钻机进行浅孔爆破作业时, 具有超深短、孔网参数小、填塞长、用药参数低、炮孔装药少的特点。
⑶在坚硬岩石爆破后形成的地表条件下爆破, 由于岩石表面的裂隙有时难以发现, 必须采用有效地预防措施: (1) 采用比较合理的装药量, 单耗控制在0.2 5～0.3 5 k g/m3之间, 使岩石破碎到表面; (2) 在爆区表面的实行强力防护 (如强力炮被覆盖) 。将个别飞石限制在爆区内。
摘要：在城镇控制爆破中, 为了加快施工进度, 减少对周围环境的影响次数, 需要采用较大直径的炮孔进行爆破施工。当面积大、开挖深度小, 爆破震动的影响降到次要地位时, 爆破产生的飞石就成为主要控制指标,
关键词：城镇,控制爆破,快速,施工
参考文献
[1]张志毅, 王中黔.工程爆破研究与实践.北京:中国铁道出版社.2004年
[2].张志毅, 王中黔.交通土建工程爆破工程师手册.北京:人民交通出版社.2002年
大直径深孔爆破 篇5
玉溪大红山矿业有限公司400万吨/年工程于2006年底建成投产, 井下采矿区域主要分为中部I采区、中部II采区 (南翼采区:中部II采区的持续工程) 和深部采区, 阶段运输系统设在380m标高, 采矿控制标高为380m至675m。中部II采区和深部采区采场矿石通过采区溜直接下放至380m运输中段, 采用10m3底侧卸式电机车运输至卸载站卸载, 而中部I采区采场矿石, 先卸至采场溜井, 再运用无轨设备运输至380m运输中段主控溜井。由于中部I采区采矿矿石采用接力式运输、卸载, 生产效率较深部采区和中部II采区低。
新增1#溜井主要是为了加快中Ⅰ采区的下降速度, 缓解以后南翼采区与中Ⅰ采区的生产矛盾, 其井底井口标高为380m和480m, 新增1#溜井在400m分段的联道已到位, 已具备从400m分段向上分段掘进的条件, 380m至400m段的竖向工程, 排碴作业在380m有轨运输中段进行, 无轨设备不能直接进行操作且受到机车运矿的影响, 导致工程进度较慢, 再加之, 溜井在380m至400m段正处于侵入体 (辉长辉绿岩) 中, 岩石相当破碎, 层理发育, 稳固性较差, 采用普通法掘进存在较大安全隐患。
2 施工进度及现状
新增1#溜井, 380m至400m段的掘进工程, 底部硐室已基本形成, 竖向工程的掘进位置距380m巷道底板约7m左右, 还剩余13m的工程量, 掘进位置的岩石类型为辉长辉绿岩, 岩石稳固性差, 层理发育, 在施工过程中岩石会自动冒落, 受生产爆破的影响, 片帮现象严重, 虽然施工人员已进行了锚杆临时支护, 相关部门人员经现场观察, 发现仍然存在较大安全隐患, 须另行实施掘进方案为宜。
3 施工措施及处理方案
经采相关人员到现场确认, 通过综合讨论分析, 对目前的施工条件及现状, 提出以下处理方案:
方案一:作业前后认真清理顶板、边帮不稳固岩石, 加强临时支护 (锚杆支护) 工作, 取消原设计的普通法施工, 运用地质钻机, 采用下向中深孔分段装药崩落法进行处理, 为了避免在施工底部矿仓中进行二次掘进爆破作业, 溜井掘进断面尺寸为准5×5m为宜, 分三次爆破, 一次掘进到位, 直接进入支护、浇灌、安装等工作。
方案二:与方案一不同之处在于溜井掘进断面尺寸为准3×3m, 在此基础上于溜井底部进行刷大, 完成底部矿仓的掘进作业。
两方案进行比较, 方案一增加了排碴量, 但安全性较高, 工序相对简单;方案二虽然能合理控制掘进工程量, 但在施工溜井底部矿仓时, 还需组织二次掘进爆破工作, 施工人员频繁在岩石破碎的暴露面下作业, 安全隐患较大。
建议选择方案一对新增1#溜井380m至400m段进行施工。
4 设备的选择、钻孔参数及施工方法
4.1 设备的选择、钻孔参数
根据公司的生产现状, 设备选用矿业公司现有地质勘探钻机, 孔径准75mm, 掏槽眼准77mm, 钻孔参数及钻孔工程量见表1。
在施工过程中, 为了保证爆破作业能达到预期效果, 保证辅助眼有足够的补偿空间, 对掏槽眼进行加密, 加大装药量, 以达到预期的效果。
在实际操作中, 井筒中心掏槽预留6个空孔, 布置5个装药孔;布置6个辅助孔、10个周边孔, 共27个空, 其中装药孔21个。
4.2 爆破参数
(1) 单位体积炸药消耗量q
根据地勘资料, 围岩类别为Ⅱ-Ⅲ类, 为特坚固性岩石, 普氏系数f=12~14, 根据相关资料取炸药单耗q=1.78kg/m3。
(2) 炮孔直径d和钻孔深度L
根据现有设备和参考大红山铜矿的装药填塞装置炮孔直径取d=75mm, 炮孔深度见表1
(3) 最小抵抗限W
W= (25-30) d=25×91=1.88mm, 取1.9m
(4) 孔网参数a、b、m
孔距a= (1-1.5) W=1.1×1.9=2.09m;
排距b=a/m=2.09/1.15=1.82m
炮孔邻近系数m取1.15。
掘进措施, 分三次爆破, 每循环进尺3m至5m左右, 从400m分段以下位置逐步贯通, 采用乳化炸药, 炸药密度为1.1g/cm3, 经计算装药密度取4.86kg/m, 装药系数取0.7。
(5) 炮孔数量N
为了保证爆破效果, 在井筒中心布置6个孔径为75mm的掏槽眼, 为爆破提供自由面, 布置6个装药孔掏槽, 再布置辅助眼6个、10个周边眼, 则总的炮孔数量为27个, 其中装药孔位21个。
式中q-炸药单耗, kg/m3;s-井筒断面积, 19.63m2;η-炮孔利用率, 0.9, 每循环实际掘进进尺的与炮眼深度的比值;△-装药系数, 0.7, 装药长度与炮孔长度的比值;L药-取装药长度1米计算;G-炮孔单位长度装药量, 4.86kg/m。炮孔直径d=75mm。
(6) 单个炮眼装药量Q眼
Q=Q药×N=13.61×12=163.32kg。
4.3 爆破方式
采用分段微差爆破, 由井筒中心向周围分段微差爆破, 运用起爆器磁电复式起爆网络。
4.4 装碴运输
出碴采用扒碴机扒至2m3电机车, 经380有轨运输系统提升至720卸载站放至自卸式汽车, 废石运至南部废石场, 富矿运至富矿堆场, 贫矿运至外委选厂或50万吨/年地面矿仓。
4.5 通风
通风直接利用原有通风系统, 不单独设置局部风机和风筒。
4.6 防尘
炸药爆炸时, 产生浓烈的炮烟, 爆轰波将岩体破碎, 粉尘笼罩整个掌子面, 放炮后最初几分钟粉尘浓度超国标40倍, 且持续时间较长, 是造成矽肺的主要原因, 为了尽量缩短放炮后等待时间, 达到快速防尘的目的, 采用风水混合喷雾防尘。风压力5kg/cm2, 水压力3-4.5kg/cm2, 耗水12升/min, 自制鸭嘴式喷雾器。喷雾器正对作业面, 距掌子面10m, 采用人工控制, 闸门设置在距掌子面30米以外, 通过喷雾措施, 可在炮响后15分钟将掌子面粉尘浓度降至国标2mg/m3左右。20分钟达标, 人员可进入工作面作业。
装碴防尘:采用机械装碴时, 粉尘浓度一般在国标的15倍左右, 可采用人工洒水防尘, 向爆堆洒水, 冲洗作业面后20米以内的岩帮, 达到防尘目的。
4.7 临时支护措施
出碴前对周边岩石状况进行认真检查, 并对浮石进行清理, 破碎地段采取必要的支护手段, 比如锚杆支护, 立柱支护等, 保证作业场地的安全。
5 注意事项及安全措施
(1) 爆破前做好警戒工作, 通知受影响的各单位, 按矿业公司相关规定执行爆破指令; (2) 钻孔前对400m、380m分段相关部位做好实测工作, 保证掏槽眼所钻的位置与井筒中心坐标一致; (3) 对400m分段1#溜井口附近的巷道边帮进行适当处理, 保证足够的凿岩空间。 (4) 爆破、出碴完成后, 对剩余炮眼进行认真检查, 确保炮眼的完好并对剩余炮眼长度进行精确地测量; (5) 爆破、出碴量在原设计上会有所增加, 理论计算本次爆破量为240m3; (6) 在进行爆破作业时严格按矿业公司相关规定执行。
6 结束语
中深孔爆破-溜井分层全断面掘进法, 在大红山铁矿首次运用, 是一次大胆的探索和尝试, 为以后类似工程的施工奠定了基础。
对于地质条件较差, 岩石稳固性弱, 采用普通法对天溜井进行施工掘进存在较大安全隐患, 中深孔爆破-溜井分层全断面掘进法有较好的推广意义。
中深孔爆破-溜井分层全断面掘进法, 适用于20m段高, 且上下已形成硐室或巷道工程的天溜井掘进。且该法还可进一步对爆破参数进行优化。
摘要：在天、溜井的掘进过程中, 常见的施工法有普通法、吊罐法、爬罐法、天井钻机掘进法等, 使用较多的还是普通法、和吊罐法, 在一些大规模的采矿工程, 一次掘进天、溜井段高较大 (30m至100m不等, 甚至更大) , 则天井钻机掘进法是当前不二的选择, 文章将介绍中深孔爆破-溜井分层全断面掘进法在大红山铁矿溜井掘进过程中的成功案例。