陈岳会,杨郜辉,马沁春,李建东
(鹤庆北衙矿业有限公司,云南 大理 671507)
某露天矿出露的地层有二叠系上统峨眉山组(Pe)、三叠系下统青天堡组(Tiq)、三叠系中统北衙组(Tb)、第四系更新统蛇山组(Qns)、更新统“Qp”及全新统“Q”。其中三叠系中统北衙组(Tb) 按其岩性特征,自下而上划分为T.b"-T,b五个岩性段,T,b地层出露不全,顶部直接与Q,s、Q’不整合接触。围岩主要由石英正长斑岩、矽卡岩、角砾岩、大理岩、灰岩、白云岩等组成,属于中等坚固和坚固状态,f=1~10,岩石的抗压强度为 (50~65) MPa。
目前矿山西部边帮已临近终了,采取并段台阶施工,临时台阶高10 m,终了台阶高15 m,终了坡面角60°,终了境界范围长1 300 m、宽900 m,最高标高1 945 m、坑底1 540 m,垂直高差405 m。该区域岩体结构主要由石英正长斑岩、矽卡岩、角砾岩、大理岩、灰岩、白云岩等组成,属于中等坚固和坚固状态,f=2~9,岩石的抗压强度为(50~60) MPa。爆破施工主要采用JK590潜孔钻机钻孔孔径(110~165) mm,钻孔速度0.5 r/min穿孔,作业面采用逐孔起爆,终了边坡采用预裂爆破,炸药为2#岩石乳化炸药(φ90)。其爆破参数和爆破网络图如下,详见表1爆破参数表,图1逐孔爆破网络示意、图2预裂爆破网络示意图。
图1 逐孔爆破网络示意图Fig.1 Schematic diagram of hole-by-hole blasting network
图2 预裂爆破网络示意图Fig.2 Schematic diagram of presplitting blasting network
表1 爆破参数表Tab.1 Blasting parameters
结合矿山近期终了边坡爆破施工情况看,整体爆破效果不太理想,存在以下几方面问题:①预裂孔深度较深且密集,导致穿孔量大、耗时间长;
②预裂孔的药卷均采用竹片进行绑扎,如图3所示,既耗费人力也耗费物材(竹片),同时由于孔深大需绑扎的药卷长,给装药增添了一定的难度;
③采用预裂爆破块度大,且易产生大量的根底,如图4所示。
图3 预裂孔药卷绑扎结构图Fig.3 Structure diagram of presplitting hole charge rolling binding
图4 预裂爆破铲装后现场图Fig.4 On-site diagram of presplitting blasting loading
综上,为了更好的管理矿山边坡,提高爆破质量及工作效率,需对现有预裂爆破技术进行优化和改进。结合目前国内矿山预裂爆破的应用[1-10],综合矿山已有穿孔设备、爆破研究能力及相关爆破经验参数,提出开展复合型准预裂爆破方法研究。
复合型准预裂爆破是把预裂爆破和常规爆破进行组合的一种形式,跟常规预裂爆破的布孔和起爆方式是一致的,见图5预裂爆破布孔示意图、图6预裂爆破起网络图。不同处主要体现在预裂孔的孔深和装药结构上,孔深采用深浅结合的方式进行,深孔正常打孔,浅孔为正常孔深的1/2;
装药结构上深孔上半段按常规预裂爆破的结构装药,下段按一般爆破的结构进行装药。详见图7常规预裂爆破预裂孔装药结构图和图8复合型准预裂爆预裂孔装药结构图。
图5 常规预裂爆破布孔示意图Fig.5 Schematic diagram of conventional presplitting blasting hole arrangement
图6 常规预裂爆破起爆网络图Fig.6 Diagram of detonation network of conventional presplitting blasting
图7 常规预裂爆破预裂孔装药结构图Fig.7 Charge structure diagram of re-cracked holes for conventional presplitting blasting
图8 复合型准预裂爆预裂孔装药结构图Fig.8 Charge structure diagram of pre-cracked holes for compound quasi-presplit blasting
选试验点为露天矿西部1 895 m平台,该平台已临近终了,目前台阶参数为高15 m,边坡角60°,边坡岩石结构主要为灰质角砾岩、石英正长斑岩、灰岩等,硬度系数f≈3~7,岩石的抗压强度为(50~60) MPa。为了进一步改进型爆破效果,现结合以往爆破施工情况,采用复合型准预裂爆破进行试验研究。
目前矿山拥有JK590潜孔钻机钻孔,钻孔直径为(110~165) mm,结合以往爆破经验,现有设备可满足本次试验研究钻孔的需要;
根据复合型准预裂爆破试验的孔径设计,主炮孔、缓冲孔选用165 mm孔径钻杆,预裂孔选用110 mm孔径钻杆。
2.2.1 主炮孔
1)孔深,参照台阶参数穿孔,垂直孔,孔深15 m;
式中,Wm—底盘抵抗线经验值,mm;
E为钻孔偏差,一般取2%;
D为炮孔直径,mm;
即底盘抵抗线W=43×0.165-0.02=7.07,取7m;
2) 排距b=1~1.2W,即排距b=1×7=7,取7m;
3) 孔距a=1.1~1.4W,即孔距a=1.2×7=8.4,取8 m;
4) 超深 h= (0.15~0.35) W,即超深 h=0.3×7=2.1,取2 m;
5) 填塞长度 L=(0.7~1.0) W,即填塞长度L=1×7=7,取 7 m;
式中,H为装药高度,m;
H为打孔深度17 m;
填塞长度(7~10) m;
q为炸药单耗,kg/m3;
根据试验点岩石坚固系数 f≈3~7,q 取 (0.3~0.7)kg/m3,综合以往经验取0.4 kg/m3;
即单孔装药量Q=0.4×7×8×10=224 kg。
2.2.2 缓冲孔
因预裂孔为倾斜孔,为避免炮孔的贯穿而影响爆破效果,缓冲孔只打一定深度,垂直孔,孔深参照以往经验,H0=4.5m;
排距:距主炮孔的距离减少1/2~1/3,根据以往经验a0=5 m;
距预裂孔一般以后冲不破坏保护岩石的最小距离作为排距,取(1/2~2/3) b,根据以往经验b0=4 m;
孔距:取(1/2~2/3) a,根据以往经验 a0=5 m;
填塞长度:取(8~10) D,根据以往经验L0=1.5 m;
单孔装药量参照以往经验Q0=qa0b0H1,即单孔装药量Q0=0.4×5×4×(4.5-1.5)=24 kg。
2.2.3 预裂孔
预裂孔为倾斜孔,孔深参照台阶参数进行取值,取 17 m;
孔距 a1=(7~12)D,即孔距 a1=10×0.165=1.65,取1.5 m;
装药不耦合系数2~5,因矿山预裂爆破炸药使用2#岩石乳化炸药,药卷直径为32 mm,每节药卷质量为200 g,长度为20 cm,根据经验耦合系数K=3.5;
线装药密度:
式中,б为岩石的极限抗压强度,kg/cm2;
根据岩石抗压强度为(50~60)MPa,结合以往经验,取55 MPa,550 kg/cm2;
a1钻孔间距,m;
即线装药密度△t=0.36×5500.53×1.50.67=1.33,取 1.3 kg/m;
单孔装药量,因本次研究的预裂孔是分两段进行装药,所以单孔装药量计算如下:
式中,r为炮孔半径,mm;
K为装药不耦合系数;
即单孔装药量 Q1=100×3.14×0.552×1.3/3.52=9.99,取 10 kg。
孔距,因下段为间隔孔,所以 a2=2×a1=3 m;
排距按以往经验b2=4 m;
装药深度按打孔深度的1/2计,H2=17/2=8.5 m;
炸药单耗降低1/3,取值q2=0.3 kg/m3;
即单孔装药量Q1=0.3×3×4×8.5=30.6 kg。
2.2.4 炮孔布设及起爆网络
1)炮孔布设。根据上述爆破参数的取值,综合1 895 m台阶现场情况,绘制复合型准预裂爆破炮孔布置图,见图9、图10;
图9 复合型准预裂爆破布孔图Fig.9 Hole arrangement diagram of compound quasi-presplit blasting
图10 复合型准预裂爆破布孔剖面图Fig.10 Profile map of compound quasi-presplit blasting
2)装药结构及起爆网络。根据复合型准预裂爆破的形式,装药结构按照图8进行;
为保证起爆的同步性和预裂效果,预裂孔先起爆,孔内采用导爆索起爆条状乳化炸药,主爆孔和缓冲孔采用毫秒导爆管雷管起爆,分别使用ms3、ms5、ms7。起爆网络图详见11。
图11 复合型准预裂爆破起爆网络图Fig.11 detonation network diagram of compound quasi-presplit blasting
从本次复合型准预裂爆破试验研究情况来看,总体效果比较理想,主要体现在:预裂孔因采用深浅结合的形式进行布设打孔,打孔量整体减少了1/3;
预裂孔装药结构的改变,从绑药到装药的难易程度讲,①由于所需绑扎药卷量减半,人力和竹片的消耗缩减1/2,绑扎时间减少1/2;
②由于药卷采用竹片绑扎,曲变度小,孔深减半装药难度变得相对容易,跟以往常规预裂爆破对比,预裂孔每孔装药时间缩减约2 min;
爆后效果,现场人为感观爆破震动较小,爆堆的形状良好,大块率少,且边坡线较为平直,见图12所示;
爆堆铲装完成后,现场查看评估,岩壁基本完好,孔痕率达60%,根底基本不存在,见图13。
图12 爆破后边坡效果图Fig.12 Side slope effect picture after blasting
图13 爆破铲装后边坡效果图Fig.13 Side slope effect picture after blasting shovel loading
复合型准预裂爆破试验研究所选取的爆破参数合理,爆破基本达到预期的果,可应用于矿山终了边坡的爆破施工。
1) 相对常规预裂爆预裂孔打孔量破减少一半、绑扎药卷人力和竹片的消耗减少一半、每孔装药时间缩减约2 min,爆后边坡线较为平直、大块率少、岩壁基本完好,孔痕率达60%,不存在根底;
2)爆破试验结果参数选取合理,可运用于矿山终了边坡的爆破施工,同时也可为同类型矿山边坡爆破施工提供一定的参考。
猜你喜欢裂孔炮孔单孔司马煤业1208综放工作面顶板深孔预裂设计煤(2022年7期)2022-11-26氯化钾与萝卜汤促进经脐单孔腹腔镜治疗卵巢良性肿瘤术后排气的临床分析基层中医药(2022年6期)2022-10-24隧道固- 液- 气轴向不耦合装药参数分析及优化科学技术创新(2022年21期)2022-07-24得了食管裂孔疝怎么办保健与生活(2022年13期)2022-07-06余吾煤业N2106工作面初采前顶板预裂爆破钻孔设计煤(2022年6期)2022-06-13妇科单孔腹腔镜手术护理中快速康复理念的实施效果探究医学概论(2022年3期)2022-04-24玻璃体切割联合晶状体囊膜移植治疗难治性黄斑裂孔的效果和安全性眼科新进展(2022年1期)2022-02-24基于Floyd算法的扇形中深孔爆破布孔优化设计*爆破(2021年1期)2021-03-31总是烧心,当心食管裂孔疝特别文摘(2019年8期)2019-04-13有种胃病,用药治不好祝您健康·文摘版(2018年6期)2018-10-21扩展阅读文章
推荐阅读文章
老骥秘书网 https://www.round-online.com
Copyright © 2002-2018 . 老骥秘书网 版权所有