現(xiàn)場混裝炸藥與傳統(tǒng)商品炸藥爆破效果對比

郭 靖，石 翠，黃應(yīng)平

(1.湖北凱龍工程爆破有限公司，湖北荊門448032;2.湖北凱龍化工集團(tuán)股份有限公司，湖北荊門448032;3.江西省贛華安全科技有限公司，江西南昌330024)

0 引言

現(xiàn)場混裝炸藥爆破施工服務(wù)模式是國家提倡和積極推廣的一種“一體化”爆破服務(wù)模式。 2018年工業(yè)和信息化部印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)民爆行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》明確提出,企業(yè)(集團(tuán))現(xiàn)場混裝炸藥許可產(chǎn)能占比應(yīng)達(dá)到本企業(yè)工業(yè)炸藥生產(chǎn)許可產(chǎn)能總量的30%。 伴隨著國家爆破服務(wù)一體化進(jìn)程的不斷加快,現(xiàn)場混裝炸藥產(chǎn)能比例將進(jìn)一步提升[1]。 因此,采用現(xiàn)場混裝炸藥開展爆破服務(wù)的模式也將進(jìn)一步得到重視和應(yīng)用。 通過采用現(xiàn)場混裝炸藥與傳統(tǒng)商品炸藥分別進(jìn)行爆破試驗,在爆破效果上進(jìn)行對比,分析兩種爆破服務(wù)模式的優(yōu)劣勢,并提出相應(yīng)的應(yīng)用條件[2]。

1 兩種爆破模式對比試驗

1.1 試驗背景

本次試驗在某礦山同一片采區(qū)的不同臺階進(jìn)行。 該礦山主要產(chǎn)品為石灰石,年采剝總量約600萬t,爆破采場主要生產(chǎn)平臺在+52 m 和+64 m 水平,部分區(qū)域處于水位線以下,爆破時水孔較多。原礦山爆破主要使用商品乳化炸藥爆破,效率較低,爆破效果不理想,主要表現(xiàn)為炸藥不易裝至孔底,孔口堵塞不嚴(yán),炮孔利用率和炸藥能量有效利用率均較低,導(dǎo)致爆破作業(yè)后根底率、大塊率較高,嚴(yán)重影響后續(xù)鏟裝、運(yùn)輸及破碎效率。 為降低根底率、大塊率,有序推進(jìn)礦山規(guī)范化開采,礦山工作人員根據(jù)現(xiàn)場工作實(shí)際,并結(jié)合工作經(jīng)驗,采取了加大炮孔超深、竹竿輔助裝藥等措施,但這些措施并未有效解決傳統(tǒng)商品炸藥裝藥效率較低和爆破效果不理想的問題,在一定程度上還加大了穿孔工作量,降低了炮孔利用率,增加了裝藥難度。 同時,為保證炸藥單耗不超標(biāo),需相應(yīng)地加大堵塞長度,反而導(dǎo)致臺階孔口大塊率升高。 水孔裝藥難,裝藥效率低,爆破后大塊率和根底率高及鏟裝作業(yè)效率低等成為采礦生產(chǎn)亟待解決的問題。

1.2 爆破方案的選擇與確定

根據(jù)采區(qū)巖石結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在采區(qū)選定兩個平臺進(jìn)行對比試驗。 平臺臺階高度均為12 m,鉆孔設(shè)備采用露天履帶式潛孔鉆機(jī),鉆鑿?115 mm 垂直炮孔,采用高精度數(shù)碼電子雷管配合起爆具進(jìn)行起爆。 對比試驗采用傳統(tǒng)商品炸藥和現(xiàn)場混裝炸藥分別進(jìn)行4 次爆破作業(yè),根據(jù)8 次爆破的實(shí)際效果進(jìn)行了對比分析[3]。

1.3 爆破參數(shù)對比

1.3.1 4 次傳統(tǒng)商品炸藥爆破施工參數(shù)對比

4 次傳統(tǒng)商品炸藥爆破施工,炮孔均采用商品粉狀大包炸藥進(jìn)行裝填,但有水的炮孔,需配合?90 mm乳化炸藥輔助裝填,采用單發(fā)高精度數(shù)碼電子雷管下入炮孔內(nèi),距孔底1 m 的位置。 爆破參數(shù)見表1。

表1 4 次傳統(tǒng)商品炸藥爆破參數(shù)統(tǒng)計

1.3.2 4 次現(xiàn)場混裝炸藥爆破施工參數(shù)對比

4 次現(xiàn)場混裝炸藥爆破施工均采用現(xiàn)場混裝銨油炸藥裝填爆破,對有水的炮孔均提前進(jìn)行了吹孔,再采用少量商品乳化炸藥墊底,4 次現(xiàn)場混裝炸藥爆破參數(shù)見表2。

表2 4 次現(xiàn)場混裝炸藥爆破參數(shù)統(tǒng)計

1.4 起爆網(wǎng)路設(shè)計

起爆網(wǎng)路采用數(shù)碼電子雷管逐孔起爆網(wǎng)路,孔內(nèi)延期時間為400 ms,孔間延期時間為17 ms,排間延期時間為42 ms[4]。 爆破網(wǎng)路如圖1 所示。

圖1 爆破施工網(wǎng)路(單位:ms)

1.5 傳統(tǒng)商品炸藥與現(xiàn)場混裝炸藥爆破數(shù)據(jù)對比分析

結(jié)合上述數(shù)據(jù),將傳統(tǒng)商品炸藥與現(xiàn)場混裝炸藥爆破效果進(jìn)行對比,如圖2 所示。

圖2 兩種爆破模式爆破效果對比

1)兩種爆破施工模式下,現(xiàn)場混裝炸藥爆破炸藥單耗略高于傳統(tǒng)商品炸藥爆破,但兩者區(qū)別并不大,炸藥單耗不會出現(xiàn)明顯差別。 現(xiàn)場混裝炸藥因減少了產(chǎn)品包裝、轉(zhuǎn)運(yùn)及存儲等對炸藥成本的影響,其生產(chǎn)成本會明顯低于傳統(tǒng)商品炸藥。 因此,采用現(xiàn)場混裝炸藥爆破施工能降低爆破施工直接成本。

2)采用現(xiàn)場混裝炸藥裝填炮孔,能夠?qū)崿F(xiàn)炮孔全耦合裝藥,通過試驗數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn),能有效降低爆破大塊率,改善爆破效果,同時提升礦山鏟裝效率,降低生產(chǎn)成本。

3)現(xiàn)場混裝炸藥爆破模式可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工,減少危險場所作業(yè)面人數(shù),提升爆破作業(yè)效率,改善爆破施工本質(zhì)化安全。 但因現(xiàn)場混裝炸藥車對爆破作業(yè)面平臺的要求較高,對于部分沒有形成平整臺階或輪廓面的平臺,車輛無法到達(dá)炮孔處,不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化裝填作業(yè),這也是今后需要解決的問題。 只有解決此問題,才能為實(shí)現(xiàn)礦山高質(zhì)量發(fā)展提供技術(shù)支撐[5-8]。

2 爆后效果及結(jié)論

兩種爆破施工模式都必須考慮現(xiàn)場實(shí)際情況,針對大型固定礦山和具有平整臺階面的爆區(qū),采用現(xiàn)場混裝炸藥進(jìn)行爆破,在爆破成本、爆破效果、作業(yè)效率方面都優(yōu)于傳統(tǒng)商品炸藥,而且現(xiàn)場作業(yè)人員較少,爆破施工安全的本質(zhì)化水平得到提高[9]。因此,如果具備生產(chǎn)條件,應(yīng)積極推行現(xiàn)場混裝炸藥爆破施工的服務(wù)模式,提升現(xiàn)場爆破施工的高質(zhì)量發(fā)展[10]。 兩種爆破模式的爆破施工效果如圖3所示。

圖3 兩種爆破模式的爆破施工效果

3 結(jié)語

1)使用現(xiàn)場混裝炸藥爆破不但可以實(shí)現(xiàn)水孔裝藥施工,提升裝藥效率,而且機(jī)械化程度高、爆破效果好、有較高的安全性。 此外,隨著礦山開采深度的增加,越來越多的生產(chǎn)平臺高度將會處于水位線以下,水孔數(shù)量增加,現(xiàn)場混裝炸藥在解決水孔裝藥及改善爆破效果等問題方面,優(yōu)勢愈加明顯。

2)對比試驗表明,與傳統(tǒng)商品炸藥相比,現(xiàn)場混裝炸藥爆破效果得到明顯改善。 適當(dāng)增大炮孔密集系數(shù)后,單位巖石炸藥消耗量明顯降低,現(xiàn)場混裝炸藥與傳統(tǒng)商品炸藥爆破炸藥單耗差別不大。

3)當(dāng)孔網(wǎng)密集系數(shù)適當(dāng)加大后,同一爆區(qū)鉆孔數(shù)量減少,鉆孔成本也降低,總爆破成本進(jìn)一步下降,但現(xiàn)場炮孔密集系數(shù)需根據(jù)具體工程地質(zhì)條件確定。

4)露天礦山采用現(xiàn)場混裝炸藥爆破時,在排數(shù)不變的情況下,適當(dāng)增大后排孔孔間微差間隔時間,可減弱臺階后拉裂隙的影響。