環(huán)保乳化炸藥在巷道掘進(jìn)中的應(yīng)用

摘要：通過對(duì)地下采礦掘進(jìn)的重要性，掘進(jìn)施工難點(diǎn)的分析和礦山實(shí)際面臨的通風(fēng)困難的問題，通過對(duì)比爆破試驗(yàn)，指出了應(yīng)用環(huán)保乳化炸藥在掘進(jìn)施工中的優(yōu)勢(shì)，為后續(xù)探討零氧平衡炸藥拋磚引玉。

關(guān)鍵詞：炮煙、環(huán)保乳化炸藥、零氧平衡、一氧化碳檢測(cè)報(bào)警儀、掘進(jìn)進(jìn)尺、爆破效果

1、引言

地下礦山在開拓、采準(zhǔn)和采礦中，都要掘進(jìn)大量的巷道，巷道掘進(jìn)的快慢直接影響著三級(jí)儲(chǔ)量的準(zhǔn)備，所以所有的地下礦管理者都非常重視巷道掘進(jìn)這項(xiàng)重要工作。進(jìn)入21世紀(jì)，目前我國(guó)大部分礦山都是采用手持式7655鉆機(jī)鉆孔，局部礦山采用鑿巖臺(tái)車施工，裝藥采用32毫米直接的乳化炸藥，爆破后進(jìn)行通風(fēng)，通風(fēng)時(shí)間都特別久，特別是一些上向天井掘進(jìn)，由于出渣不及時(shí)，幾天后天井上CO濃度都超標(biāo)，甚至發(fā)生炮煙中度事件，如何提高炸藥的爆破威力，同時(shí)又減少有毒氣體的產(chǎn)生，是我們研究的方向。

2、地下礦掘進(jìn)特點(diǎn)

地下礦采礦是一個(gè)系統(tǒng)工程，包括開拓、采準(zhǔn)和采礦，每個(gè)環(huán)節(jié)都需要爆破。地下礦掘進(jìn)爆破的特點(diǎn)是處在地下，空間密閉、狹小，獨(dú)頭掘進(jìn)通風(fēng)困難，采掘比決定著經(jīng)濟(jì)效益。

掘進(jìn)爆破的主要任務(wù)，是保證在安全條件下，高速度、高質(zhì)量地將巖石按規(guī)定斷面爆破下來，并盡可能不損壞井筒或巷道周圍的巖石。為此，需在工作面上合理布置一定數(shù)量的炮孔和確定炸藥用量，然后進(jìn)行裝藥、堵塞、連線和起爆。

掘進(jìn)爆破后，由于炸藥的質(zhì)量、配方，施工方法、爆破設(shè)計(jì)等不同，導(dǎo)致爆破后產(chǎn)生大量的有毒氣體，通風(fēng)時(shí)間增加，同時(shí)產(chǎn)生大量的有毒氣體就意味著炸藥沒有完全達(dá)到零氧平衡或達(dá)到零氧平衡效果不好，如何增加爆破進(jìn)尺，減少有毒氣體，提高工作效率，尋找好的爆破設(shè)計(jì)和環(huán)保的乳化炸藥是我們解決這個(gè)問題的關(guān)鍵。

3、解決方案

3.1、氧平衡原理介紹

炸藥氧平衡有3種情況，分別是正氧平衡，零氧平衡，負(fù)氧平衡。

正氧平衡炸藥因未能充分利用炸藥中的氧量，而且剩余的氧和游離狀態(tài)的氮化合時(shí)，產(chǎn)生氮氧化物有毒氣體，并吸收熱量。

負(fù)氧平衡炸藥因炸藥中的氧量不足，未能充分利用可燃元素，并且生成可燃性有毒氣體;但在生成產(chǎn)物中含雙原子氣體較多，能夠增加生成氣體的數(shù)量。

零氧平衡炸藥因炸藥中的氧和可燃元素都得到了充分利用，故在理想反應(yīng)條件下，放出最大的熱量，而且不會(huì)生成有毒氣體。

3.2、KG-II環(huán)保型巖石乳化炸藥產(chǎn)品簡(jiǎn)介

澳瑞凱KG-II環(huán)保型巖石乳化炸藥，是以提高做功能力，最大程度的減少有毒氣體含量而設(shè)計(jì)和制造的，適合于無瓦斯及礦塵爆炸危險(xiǎn)的所有爆破工程;經(jīng)南京理工大學(xué)國(guó)家試驗(yàn)室檢測(cè)，爆炸后有毒氣體含量測(cè)定為26L/kg，（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是80L/kg），爆速3900-4000米/秒，爆破做功能力為289ml;殉爆距離3厘米，起爆能為8號(hào)工業(yè)雷管。該環(huán)保型炸藥是一種做功能力強(qiáng)且非常安全的炸藥，尤其適合于硬巖爆破。

4、應(yīng)用實(shí)例

4.1礦山概述：

某大型金礦位于山東省招遠(yuǎn)市玲瓏鎮(zhèn)，具有悠久的開采歷史，巖石主要是玲瓏花崗巖，分交代花崗巖和重熔花崗巖，并廣泛發(fā)育有成分復(fù)雜的脈巖，巖石f系數(shù)在12—14，該礦集團(tuán)公司的主要礦山，也是后續(xù)主要找礦區(qū)域，需要掘進(jìn)大量的巷道，特別是探礦巷道特別多，獨(dú)頭掘進(jìn)特別多，天井特別多，目前掘進(jìn)探礦巷道每年在6萬米左右，井下通風(fēng)較差，急需環(huán)保型炸藥解決通風(fēng)問題。

4.2試驗(yàn)對(duì)比方案

經(jīng)過了解礦山的生產(chǎn)掘進(jìn)工藝，通風(fēng)現(xiàn)狀，提交了引進(jìn)澳瑞凱新型環(huán)保乳化炸藥進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比的方案，經(jīng)過與礦領(lǐng)導(dǎo)交流溝通，同意進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

1、試驗(yàn)產(chǎn)品：澳瑞凱KG-II環(huán)保型乳化炸藥藥卷，塑料包裝，規(guī)格：D=31mm，L=180mm，G=150g。

2、測(cè)試工具：CTB1000X袖珍式一氧化碳檢測(cè)報(bào)警儀：該測(cè)試儀器靈敏度高，自動(dòng)讀數(shù)，攜帶簡(jiǎn)便。

3、對(duì)比項(xiàng)目：類似條件下，KG-II環(huán)保乳化炸藥與2號(hào)巖石銨梯炸藥相比，有毒氣體含量中CO濃度的差別及掘進(jìn)進(jìn)尺的差別;

4、測(cè)試掘進(jìn)面設(shè)計(jì)如下圖1：

5、CO測(cè)試原理及結(jié)果：

在同一巷道掘進(jìn)中，采用抽出式通風(fēng)，局部風(fēng)扇做功功率一定時(shí)，所抽出的風(fēng)量及風(fēng)壓一定，所以抽出的污風(fēng)CO濃度直接反映爆破面的CO濃度含量高低。根據(jù)以上原理，選定在風(fēng)筒排出的污風(fēng)處測(cè)試，要求測(cè)試儀對(duì)準(zhǔn)風(fēng)筒抽出的污風(fēng)流，CO測(cè)試儀反應(yīng)孔要伸到風(fēng)筒里2厘米，待測(cè)試儀數(shù)據(jù)達(dá)到最高點(diǎn)下降的情況下做記錄。抽出風(fēng)量相同，從爆破后開始抽風(fēng)計(jì)算，連續(xù)測(cè)試，隨著通風(fēng)時(shí)間持續(xù)，記錄CO測(cè)試數(shù)據(jù)變化情況。

4.3、試驗(yàn)效果：

經(jīng)過2個(gè)多月的試驗(yàn)，在有毒氣體含量及通風(fēng)時(shí)間方面、在爆破進(jìn)尺方面和爆破大塊、爆堆形狀方面有明顯的改善。

1、有毒氣體含量及通風(fēng)時(shí)間的測(cè)定：

在同一巷道、連續(xù)使用澳瑞凱KG-II炸藥進(jìn)行爆破測(cè)出CO隨著通風(fēng)時(shí)間的增加濃度的變化，同理，連續(xù)使用2號(hào)巖石炸藥爆破，測(cè)出CO隨著通風(fēng)時(shí)間增加濃度的變化，測(cè)試結(jié)果如下圖2：

2、掘進(jìn)進(jìn)尺對(duì)比：

相同斷面，相同的炮孔數(shù)及炮孔深度，裝2號(hào)巖石銨梯炸藥33kg與KG-II環(huán)保乳化炸藥31.5kg爆破平均進(jìn)尺對(duì)比，結(jié)果如下圖：

3、爆破效果

爆破后塊度通過定性分析，比原來有所改善。爆堆形狀較好，如下圖4和圖5對(duì)比：

4.4：結(jié)論總結(jié)

1、澳瑞凱環(huán)保型KG-II乳化炸藥做功能力略優(yōu)于2號(hào)巖石銨梯炸藥，單循環(huán)平均進(jìn)尺高于2號(hào)巖石銨梯炸藥，炸藥單耗低于2號(hào)巖石銨梯炸藥;

2、KG-II炸藥的爆速不小于3800m/s，適合于硬巖爆破，爆破后殘眼少，進(jìn)尺高;數(shù)據(jù)顯示，KG-II單循環(huán)平均進(jìn)尺增加0.1米左右，按每米掘進(jìn)成本1000（估算）元計(jì)，每個(gè)循環(huán)可以節(jié)約成本100元。

3、使用KG-II環(huán)保型乳化炸藥炮煙少，有毒氣體中CO含量?jī)H相當(dāng)于2號(hào)巖石銷銨炸藥的三分之一，能有效縮短了通風(fēng)時(shí)間，對(duì)改善安全工作環(huán)境，保障工人的身體健康具有極其重要的意義。

4、通風(fēng)時(shí)間縮短，循環(huán)進(jìn)尺提高，改善爆破塊度，可提高了施工效率，改善生產(chǎn)管理;

5、解決了2號(hào)巖石炸藥的防水問題，最大程度的減少了含水炮孔對(duì)炸藥的損失，同時(shí)KG-II環(huán)保型乳化炸藥對(duì)儲(chǔ)存，搬運(yùn)，現(xiàn)場(chǎng)施工的安全管理都得到了一定程度改善。

5、結(jié)束語

通過對(duì)比試驗(yàn)，依據(jù)礦山的需要，我們根據(jù)零氧平衡原理，研究出了環(huán)保乳化炸藥，這個(gè)配方也還是初步的，需要根據(jù)各個(gè)施工環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，做到真正意義上的零氧平衡，還需要做更多試驗(yàn)和研究。希望我們做的這點(diǎn)工作能給大家?guī)韱⒌?，朝著這個(gè)方向繼續(xù)研究。

參考文獻(xiàn)

[1]《采礦手冊(cè)》編輯委員會(huì)，《采礦手冊(cè)》，冶金工業(yè)出版社，2006年1月

[2]安順波，《爆破新技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)安全操作實(shí)務(wù)全書》，北京礦業(yè)大學(xué)出版社2005年1月

作者簡(jiǎn)介

趙江江，男，1979年出生，2002年畢業(yè)于廣西大學(xué)采礦工程，大學(xué)本科，現(xiàn)就職于保利澳瑞凱（威海）爆破器材有限公司從事采礦爆破技術(shù)服務(wù)工。