高強(qiáng)度和高精度導(dǎo)爆管雷管的運(yùn)用

陸釗海 曹仁芳

【摘要】高強(qiáng)度及高精度導(dǎo)爆管雷管是當(dāng)前逐孔起爆技術(shù)中的關(guān)鍵材料，這些材料的應(yīng)用直接關(guān)系到這項(xiàng)技術(shù)能否順利實(shí)現(xiàn)。因此在對(duì)高強(qiáng)度和高精度導(dǎo)爆管雷管應(yīng)用的分析過程中就必須要結(jié)合逐孔起爆技術(shù)來進(jìn)行科學(xué)分析。本文將在分析逐孔起爆技術(shù)基本情況的基礎(chǔ)上來科學(xué)分析高強(qiáng)度和高精度導(dǎo)爆管雷管的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】逐孔起爆；導(dǎo)爆管雷管；設(shè)計(jì)

在采礦工程中，礦巖爆破是其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，爆破環(huán)節(jié)直接影響到整體開礦體系的運(yùn)行成本，爆破質(zhì)量也直接影響到工程進(jìn)度。正因?yàn)槿绱耍诠ぷ髦芯蛻?yīng)該對(duì)其進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。在露天爆破過程中通常是要采用導(dǎo)爆管雷管和導(dǎo)爆索來實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)爆索雖然連接方便，網(wǎng)絡(luò)簡單也相對(duì)安全，但是也應(yīng)該看到這種材料存在著爆破振動(dòng)大，空氣沖擊波也比較大的問題，在實(shí)際爆破過程中爆破質(zhì)量并不理想。正因?yàn)槿绱?，在今后設(shè)計(jì)過程中就應(yīng)該采用導(dǎo)爆管雷管這類材料來實(shí)現(xiàn)。

一、高強(qiáng)度和高精度導(dǎo)爆管雷管性能

對(duì)高強(qiáng)度和高精度導(dǎo)爆管雷管性能進(jìn)行科學(xué)分析是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的重要前提，通過詳細(xì)分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)這些材料不僅具有高延期時(shí)間精度特性、高強(qiáng)度特性，同時(shí)還具有抗水、抗油、耐溫性能。此外，這些材料也是具有一定機(jī)械強(qiáng)度的，在經(jīng)過專門優(yōu)化設(shè)計(jì)之后實(shí)用性得到有效提升。

從橡膠塞設(shè)計(jì)方面來看，這些材料主要選用的是耐油橡膠來作為基礎(chǔ)材質(zhì)。

這些材料采用新型的超聲波封尾機(jī)，使雙高導(dǎo)爆管雷管的抗水、抗油及抗拉性能達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

二、逐孔起爆技術(shù)

逐孔起爆是一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中已經(jīng)積累了豐富的使用經(jīng)驗(yàn)。單孔延時(shí)起爆是其中非常關(guān)鍵的技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)精確延時(shí)，在具體起爆的過程中往往是要采取高強(qiáng)度和高精度導(dǎo)爆管雷管。為了能夠在時(shí)間和空間上按照起爆順序來單獨(dú)起爆就需要科學(xué)利用孔內(nèi)雷管和地表雷管來進(jìn)行合理延期時(shí)間組合。

在實(shí)際起爆過程中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是其中關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是否科學(xué)將會(huì)直接影響到整個(gè)爆破效果。在具體設(shè)計(jì)過程中關(guān)鍵是要對(duì)微差時(shí)間來進(jìn)行科學(xué)選擇。從以往經(jīng)驗(yàn)來看，微差時(shí)間應(yīng)該是根據(jù)礦巖特征來選擇，對(duì)于石膏、泥灰?guī)r以及菱鎂礦這些韌性比較強(qiáng)的且松軟的巖石，微差時(shí)間是要嚴(yán)格控制在50-70ms內(nèi)的。堅(jiān)硬石灰?guī)r、砂巖類以及蛇紋巖的微差時(shí)間則應(yīng)該控制在20-46ms內(nèi)；對(duì)于花崗巖、石灰?guī)r以及閃長巖等必須要控制在15-30ms內(nèi)。對(duì)于微差時(shí)間的選取不僅要考慮到地質(zhì)差異，同時(shí)還應(yīng)該重點(diǎn)考察起爆安全性，從安全性出發(fā)，在具體設(shè)計(jì)過程中要求孔內(nèi)延遲雷管必須要設(shè)置為400ms延遲。

網(wǎng)絡(luò)輔助軟件的選擇。為了能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)設(shè)計(jì)，在工作中還應(yīng)該重視輔助軟件的選擇。通常情況下輔助軟件主要是基于計(jì)算機(jī)操作的軟件，輔助軟件的主要作用就是為了能夠引入一些實(shí)際參數(shù)從而配合炮孔排布，進(jìn)而能夠有效完成爆破網(wǎng)絡(luò)起爆模擬。在工作中為了能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)設(shè)計(jì)還應(yīng)該進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)，對(duì)于爆破數(shù)據(jù)還應(yīng)該進(jìn)行及時(shí)有效的儲(chǔ)存發(fā)布。

起爆網(wǎng)絡(luò)可以分為多個(gè)類別，在實(shí)際起爆過程中應(yīng)該是根據(jù)實(shí)際需要來進(jìn)行科學(xué)選擇，對(duì)于有一個(gè)自由面的爆區(qū)通常是要選擇V型網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)爆區(qū)是三角形布孔的時(shí)候就應(yīng)該結(jié)合實(shí)際來進(jìn)行科學(xué)選擇。在實(shí)際布置網(wǎng)絡(luò)的過程中對(duì)于排傳爆方向及列傳爆方向應(yīng)該是相反的，夾角必須要大于或者是等于90度。

三、導(dǎo)爆管雷管的應(yīng)用

（一）內(nèi)蒙古某露天煤礦應(yīng)用。內(nèi)蒙古某露天煤礦的設(shè)計(jì)臺(tái)階高度是12m，鉆孔直徑則是150mm，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中主要采用的是三角形布孔形式。從起爆材料來看主要采用的是導(dǎo)爆管雷管、露天炸藥以及銨油炸藥。為了能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)起爆，在工作中主要采用的是分段裝藥結(jié)構(gòu)，從充填高度來看是4-6m左右。礦區(qū)地質(zhì)是以泥巖為主，部分地段則是泥砂巖，該礦條件比較先進(jìn)，在工作中已經(jīng)開始利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度統(tǒng)計(jì)。

在經(jīng)過科學(xué)分析之后就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在采用高精度導(dǎo)爆管雷管之后，礦巖均勻度及松散度都是明顯改善的，在實(shí)際爆破之后也沒有大塊產(chǎn)生，沒有爆破根底產(chǎn)生，這樣實(shí)際上是有效提升了電鏟采裝效率。從實(shí)際情況來看電鏟采裝效率提升了6%以上。

采用逐孔起爆的方法，使得爆破效果得到有效改善，電鏟純作業(yè)時(shí)間進(jìn)一步增加。電鏟故障率進(jìn)一步降低，這實(shí)際上能夠進(jìn)一步降低電鏟因爆破質(zhì)量不好產(chǎn)生的維修費(fèi)用，最終將有助于延長電鏟使用壽命。在對(duì)試驗(yàn)爆區(qū)進(jìn)行科學(xué)分析之后，發(fā)現(xiàn)利用逐孔起爆方法將能夠有效提升炸藥能量利用率，爆破效果也得到進(jìn)一步改善，為了能夠有效降低爆破成本，在工作中還應(yīng)該對(duì)原有孔網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整及合理優(yōu)化。這是一種非常重要的方法，對(duì)于這樣一種方法應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

（二）在西溝礦中的應(yīng)用。西溝石灰石礦是當(dāng)前酒鋼集團(tuán)自備石灰石礦山，該礦山的主要作用就是要為酒鋼提供熔劑灰?guī)r，同時(shí)還為其他企業(yè)提供水泥灰?guī)r。在酒鋼集團(tuán)快速發(fā)展的背景下，酒鋼集團(tuán)對(duì)熔劑灰?guī)r尤其是對(duì)溶劑塊礦需求逐步增加。在這樣的背景下，為了能夠滿足需要就應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改造。從當(dāng)前實(shí)際起爆過程來看，在工作中主要采用的是排間微差爆破技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)難以適應(yīng)大規(guī)模爆破需要。為了進(jìn)一步滿足實(shí)際需要，在工作中就應(yīng)該采用高精度導(dǎo)爆管雷管逐孔起爆技術(shù)。

在實(shí)際起爆過程中，工作人員對(duì)于裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行了科學(xué)設(shè)計(jì)。從實(shí)際條件來看西溝礦實(shí)際臺(tái)階同設(shè)計(jì)臺(tái)階高度相差較多，當(dāng)前實(shí)際臺(tái)階高度最高達(dá)到了15m，此時(shí)再加上炸藥密度變化，往往是會(huì)造成裝藥高度偏低，填塞高度過長的情況。如果過長填塞往往會(huì)導(dǎo)致臺(tái)階上部大塊較多，同時(shí)還容易造成裝藥部位礦石過于粉碎，這樣最終會(huì)使得爆破效果不理想。為了避免這種情況出現(xiàn)就應(yīng)該采用科學(xué)的裝藥結(jié)構(gòu)。

從西溝礦的實(shí)際條件出發(fā)，工作人員決定采用孔底空氣間隔裝藥和分段裝藥這兩種形式。這兩種形式的科學(xué)應(yīng)用都能夠起到重要作用?？椎卓諝忾g隔裝藥實(shí)際上就是要把空氣間隔器裝置在距離孔底1.2-1.5m的位置，之后再來裝藥。在實(shí)際裝藥過程中裝藥量通常是要比正常裝藥量少15-20kg/孔。之所以要采用這種裝藥結(jié)構(gòu)是為了能夠有效提升藥柱高度，這樣就能夠形成空氣柱。在爆炸的一瞬間，空氣柱壓縮就能夠起到儲(chǔ)能作用，這樣有助于降低炸藥爆炸能量峰值，延長能量作用時(shí)間以及減少礦石過粉碎，這樣實(shí)際上將使得能量能夠在礦山均勻作用，并有助于降低大塊率。

同時(shí)分段裝藥也是一種專業(yè)技術(shù)，利用分段裝藥主要是為了能夠有效提升藥柱高度，從而減少上部填塞長度，通過降低大塊率進(jìn)而改善爆破效果。這種技術(shù)的具體選用應(yīng)該是從西溝礦的實(shí)際出發(fā)來進(jìn)行分析，通常情況下只有在臺(tái)階高度大于13m或者是裝藥高度低于臺(tái)階高度一半的時(shí)候要采用這樣一種技術(shù)。

在裝藥完成之后接下來的工作就是要網(wǎng)絡(luò)連線及確定延時(shí)時(shí)間，這也是非常重要的步驟。采用何種網(wǎng)絡(luò)直接影響到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從逐孔爆破網(wǎng)絡(luò)來看主要分為橫向和縱向這兩種方式，對(duì)于炮孔的延時(shí)時(shí)間則應(yīng)該通過連接的地表延時(shí)導(dǎo)爆管雷管來確定。地表延時(shí)時(shí)間通常是要設(shè)置為17ms、25ms、42ms、65ms以及100ms。在實(shí)際研究過程中可以發(fā)現(xiàn)在對(duì)延期時(shí)間進(jìn)行分析的同時(shí)既要考慮到爆堆各項(xiàng)效果同時(shí)還應(yīng)該結(jié)合塊礦率來進(jìn)行分析。在經(jīng)過深入分析之后可以發(fā)現(xiàn)，孔網(wǎng)參數(shù)設(shè)置為6m*7m，傳爆列延期100ms，16.67ms/m的情況下爆堆塊礦率就能夠達(dá)到60%。

最后一個(gè)步驟就是要科學(xué)選擇起爆點(diǎn)。起爆點(diǎn)的選擇將會(huì)直接影響到實(shí)際效果。在實(shí)際選擇過程中通常是要先爆炮孔為后爆炮孔創(chuàng)造更多自由面，這樣將能夠進(jìn)一步提升炸藥能量利用率，最終將有助于克服根底。通常情況下在起爆點(diǎn)抵抗線太大的情況下，先爆孔是不能夠?yàn)楹蟊讋?chuàng)造更多自由面的，這樣必然會(huì)影響到爆破效果，此時(shí)為了滿足需要就應(yīng)該科學(xué)選擇起爆點(diǎn)，在實(shí)際選擇過程中通常是要選擇在多自由面的炮孔。

從實(shí)際爆破效果來看，3224平臺(tái)問題多，3312m平臺(tái)效果好，在爆破之后，爆堆比較集中，表面大塊也比較少，爆破效果是非常好的。在經(jīng)過鏟裝之后底板較為平整，鏟裝效率也比較高。當(dāng)前存在的問題主要是表現(xiàn)在3224m平臺(tái)根底、大塊嚴(yán)重，沉降溝不深，鏟裝效率過低，這些問題的產(chǎn)生是由多種因素造成的，對(duì)于這些問題產(chǎn)生的原因就應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)分析。

在通過實(shí)際分析之后就會(huì)發(fā)現(xiàn)問題產(chǎn)生的原因是：地質(zhì)結(jié)構(gòu)，從地質(zhì)結(jié)構(gòu)來看礦區(qū)開采方向同巖石節(jié)理裂隙構(gòu)成了一定角度，這樣在實(shí)際爆破的過程中，爆破產(chǎn)生的氣體非常容易沿著節(jié)理面溢出，進(jìn)而降低炸藥能量利用率，這實(shí)際上是不利于克服根底的。起爆點(diǎn)選擇不合理，在起爆點(diǎn)選擇的時(shí)候存在著起爆點(diǎn)抵抗線太大的情況，這樣先爆炮孔實(shí)際上就不能夠?yàn)楹蟊诳讋?chuàng)造更多自由面，這樣必然會(huì)影響到后面炮孔爆炸效果。

從延期時(shí)間的選擇上來看也是不合理的。在實(shí)際選擇過程中延期時(shí)間過長導(dǎo)致了爆轟氣體從節(jié)理面過早地溢出，這樣實(shí)際上是降低了炸藥能量利用率，這實(shí)際上是不利于克服根底巖石的夾制作用的。

四、結(jié)束語

高強(qiáng)度和高精度導(dǎo)爆管雷管在采礦工程中的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為成熟爆破技術(shù)發(fā)展的重要選擇，在今后工作中為了能夠提升爆破效果就應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)這些材料的研究。在實(shí)際應(yīng)用過程中更要參照逐點(diǎn)起爆的要求來進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)分析，嚴(yán)格按照步驟來實(shí)施，這樣才能夠真正滿足需要。

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