武山铜矿采石场条形药包硐室爆破实践.pdf

第5 6 卷第3 期 2004 年8 月 有色金属 N o n f e l T O U SM e t a l s V 0 1 ．5 6 ，N o ．3 A u g u s t 2 0 0 4 武山铜矿采石场条形药包硐室爆破实践 焦永斌，刘连生 南方冶金学院，江西赣州3 4 1 0 0 0 摘要在复杂地质、地形及周围环境条件下，采用分段间隔堵塞，同药巷内分段毫秒延时爆破的条形药包硐室爆破技术，针 对不同地形的条件和不同的爆堆堆积范围，采用不同的”值等爆破参数，完成武山铜矿采石场硐室爆破工程。爆破效果较好，山 体降低近2 0 m ，爆破堆积范围在设计区域内，被保护物未受任何损伤，爆破块度均匀，达到了工程要求。 关键词采矿工程；硐室爆破；条形药包；间隔堵塞；微差爆破 中图分类号T D 2 3 5 ．3 4 ；T D 8 5 4 ．2 ；T D 8 6 2 ．1 文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 4 0 3 0 1 1 2 0 3 1工程概况 爆区为武山铜矿下属的使用中的露天采石场。 该采石场供给武山铜矿井下充填使用的碎石和选厂 用的生石灰。由于采石场多年无序开采，造成4 0 ～ 6 0 m 的陡帮，给安全生产带来了极大的威胁。为了 安全生产和经济效益，矿山决定使用硐室爆破。 爆区为东西走向，东西方面长约2 1 0 m ，南北方 向宽约8 5 ～1 0 0 m 。爆区北侧为已采的山梁，剩余部 分的山梁顶高最高点黄河高程为1 4 8 ．3 m ，地形条件 特别复杂，平均边坡角为6 0 。，部分地段达8 0 。，个别 地方甚至形成岩壁倒挂 即边坡角大于9 0 。 。爆区 南侧未开采部分山体自然坡面为3 0 ～3 5 。。 爆区地层为二迭系下统茅口阶灰岩，是单斜岩 层，走向北东，倾向1 6 5 。，倾角6 0 ～7 0 。，爆区石灰岩 抗压强度为1 0 7 。8 M P a ，岩石容重为1 5 5 0 k g ／m 3 。爆 区北面为原岩，无覆盖土，东、南、西三面表面均有土 覆盖，土层厚度3 m 左右。地质情况复杂，溶洞较 多，岩体节理、裂隙较发育。起爆标高低于本地侵蚀 基准面约5 0 m ，爆区水文地质情况简单。 爆区周围环境较为复杂。南面为一大片民房及 武山铜矿新南副井，与最近的民房水平距离约 2 5 0 m 。爆区北侧为正在生产的石灰窑等采石场工 业场地及办公室。离石灰窑最近的药室中心距石灰 窑仅8 0 m 。爆区周围环境情况见图1 。 2 硐室爆破设计 为节省工程经费，并保证岩石破碎效果好、高程 收稿日期2 0 0 4 0 2 2 7 作者简介焦永斌 1 9 4 8 一 ，男。江苏徐州市人，副教授，硕士研究 生导师，主要从事爆破技术研究。 下降较大，并有效的控制爆破爆堆堆积范围、爆破震 动和飞石，确保周围建、构筑物的安全等。经对比分 析决定选用条形药包硐室爆破技术，采用分段间隔 堵塞、同巷道内微差起爆及各分段采用不同的爆破 作用指数，z 值的方式来控制爆破地震效应和爆堆 堆积范围。 圈圆圆圆 图1 环境平面示意 F i g ．1 P l a n i m e t r i cs c h e m eo fe n v i r o n m e n t 2 ．1 导硐口位置选择 导硐口位置有3 种选择。导硐口位置设在爆区 的北侧，则主导硐长度短，开掘出来的岩渣可部分作 为矿石使用，炸药运距短，施工人员上下班方便，但 却在高陡帮下施工，安全性差，修导硐口的施工便道 难度大，充填料不容易搬运。导硐口位置设在爆区 南侧，具有安全性好、充填料易备、到导硐口的施工 便道已基本修好等优点，但也有导硐口对着大片民 房、主导硐较长、掘进时的岩渣不能利用、导硐开口 处土地尚未征用等缺点。若将导硐口位置开在爆区 西北侧，安全性好、充填料易备、炸药运距短、导硐开 口处土地已征用，但主导硐较长、施工时间长、同一 巷道内的段位多。 综合3 个方案，主要从安全和征地两个角度考 虑，导硐口开在西北侧。为解决充填施工困难问题， 万方数据 不妻冀霉姜 。冬72 印2 I 胁z ，式中p 为岩石 孚囊婺爹竺窑质及地形条律暑羹桌簇篡鑫舅 松繁堡矍，根据地形条件及经蠢；二五茅 ’．苎要矍冀，取大值，地形平缓，取小值⋯ 爆堆堆积最远点s k s n O J 式；‘j 豢数，咒 碉n 萎竺擎巷鬯主硐堵塞长度匕6 ～- - 0 。m ，朝向 霎呈萎皇三i 宝竺背向硐口方岛‘k 6 m 。1 高筹 巷内药室闯的堵塞长度为4 m 。 4 ⋯“州1 翊 餐赫霉月二 登凳内璺．隔堵塞微差爆破来控制爆破地 震效硪后排药包起爆时差应慕磊蒹焉篡誉 万方数据 1 1 4有色金属 第5 6 卷 同排的药巷起爆时差尽量小，相邻药室的起爆时差 小于或等于5 0 m s 。起爆顺序从排间来说，先北面前 排，再后排；对同一排来说，先从西端开始，顺序向东 起爆。爆破共分1 1 段，各药室的爆破段别见表1 。 为了保证安全准爆，采用复式“并串并”联电力起爆 网络。装药前进行1 1 的网络模拟试爆和等效电阻 模拟网络试爆。 ， 3 爆破安全 硐室爆破一次起爆的药量较大，为了确保被保 护对象的安全，必须根据爆破产生的各种危害确定 安全距离。 3 ．1 个别飞石的估计 爆破安全规程中给出了个别飞石最大距离的 计算公式，R 2 0 w n 2 志r ，式中k r ～个别飞石飞散 距离安全系数，1 ．0 ～1 ．5 ，取1 ．5 ；，z 一爆破作用指 数，取1 ，实际咒 0 ．6 ～0 ．9 3 ；叫一最小抵抗线，按， 最大叫 2 5 m 。计算结果R 2 0 2 5 1 2 1 ．5 7 5 0 m 。 3 ．2 爆破震动 爆破安全规程中估算爆破质点振速的公式为 V k Q 1 ／3 ／R 4 ，式中最和a 一系数和指数，本工 程中k 取1 5 0 ，口取1 ．7 ；Q 一同时起爆药量，k g ，最大 一段药量为1 4 7 9 1 k g ；R 一爆心距，m 。 按上式计算，爆破引起的爆破震动到达采石场 办公室的震速为3 ．9 c m ／s ，到达民房的最大震速为 2 ．8 1 c m ／s 。前排各药室爆破引起石灰窑和破碎站 参考文献 下料口的震速见表2 。 表2爆破引起石灰窑和破碎站下料口的震速 F i g ．2 V i b r a t i o nv e l o c i t yc a u s e db yb l a s ta tl i m e k i l n a n dd r a w i n gs p o to fc r u s h i n gs t a t i o n 由计算结果可知，达到采石场办公室、民房、石 灰窑、破碎站下料口的震速均较大，但由于这些建、 构筑物离爆区较近，处于爆破震动的高频区，并且都 在爆破水平下方，预计不会造成这些建、构筑物的损 坏。为了确保石灰窑和破碎站下料口不损伤，爆破 前，要对这两处进行防护加固，同时石灰窑内装满石 灰矿石。 4 爆破效果 起爆时从远处观察，被爆体的隆起体现了同药巷 内条形药包采用间隔堵塞微差爆破的特征，爆声沉闷， 爆破震动和爆破飞石没有对任何需保护的对象产生危 害，民房、采石场办公室、石灰窑安好无损，爆破效果较 好，山体降低近2 0 m ，爆破堆积范围在设计区域内，石 灰窑上无爆堆，爆破块度均匀，达到了工程要求。 [ 1 ] 秦明武．空腔条形药包爆破的试验研究[ A ] ／／冯叔瑜．工程爆破文集 第二辑 [ c ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 5 ．8 0 一8 7 ． [ 2 ] 亨利奇J ．爆炸动力学及其应用[ M ] ．熊建国译．北京科学出版社，1 9 8 6 6 3 9 3 ． [ 3 ] 刘先魁，李伟，鲁志永，等．条形药包松动爆破参数与堆积前沿距分析[ A ] ／／I 程爆破文集 第六集 [ C ] ．深圳海天 出版社，1 9 9 7 3 8 0 3 8 4 ． S t r i pC h a r g eC h a m b e rB l a s t i n go fQ u a r r yi nW u s h a nC o p p e rM i n e H A 0Y o n g - b i n 。L l UL i a n s h e n g S o u t h e r nI n s t i t u t eo fM e t a l l u r g y ，G a n z h o u3 4 1 0 0 0 ，J i a n g x i ，C h i n a A b s t r a c t T h ec h a m b e rb l a s t i n ge n g i n e e r i n go fq u a r r yi nW u s h a nC o p p e rM i n ei sa c c o m p l i s h e db yi n t e r v a lb l o c k i n g ， s e ．c t i o nm i l l i s e c o n db l a s t i n gi no n ec h a r g i n gl a n e ，u n d e rt h ec o m p l i c a t e dg e o l o g i c a l ，t o p o g r a p h i c a la n de n v i r o n m e n t a lc o n d i t i o n s ，a d o p t i n gv a r i o u sb l a s t i n gp a r a m e t e r ss u c ha snv a l u ei na c c o r d a n c ew i t ht o p o g r a p h ya n dr a n g e o fb l a s t e dm u c k p i l e ．T h ei d e a lr e s u l t sa r ea c h i e v e d 。t h eb e n c hc r e s ti Sl o w e r e da b o u t2 0 m ，t h eb l a s t e dm u c k p i h i sl o c a t e da tt h ed e s i g ns i t e ，t h ep r o t e c t e dt h i n g sa r ep e r f e c t ，a n dt h eb l o c ks i z ei sh o m o g e n e o u s ． K e y w o r d s m i n i n ge n g i n e e r i n g ；c h a m b e rb l a s t i n g ；s t r i pc h a r g e ；i n t e r v a lb l o c k i n g ；m i l l i s e c o n db l a s t i n g 万方数据