逐孔爆破技术在某露天石灰石矿的试验

2014-03-22徐荷芳

采矿技术 2014年4期

徐荷芳

(国营云南安宁化工厂开远分厂，云南开远市 661699)

0 引言

露天矿山一般生产能力大，一次爆破规模较大，通常采用普通毫秒延期起爆技术，即将一次爆破分为数段进行，减小单段爆破装药量，从而起到降低爆破振动的效果。但是由于雷管缺陷，孔间存在微差时间重合的情况[1]，达不到预期的爆破效果，爆破振动难于控制。爆破振动往往给矿山附近的民房、矿山工程造成不可估量的损伤，破坏地质结构、损坏地质环境、造成地质灾害等，不利于矿山的发展。

根据萨道夫斯爆破振动计算公式可知，控制单段爆破装药量可降低爆破振动和爆破的影响范围。采用逐孔爆破技术，降低不同段别雷管间延时误差，是有效控制爆破振动的重要措施。

1 逐孔起爆机理及优点

逐孔起爆技术在国内外矿山已经有多年成功的使用经验，其关键技术是单孔延时爆破，依靠高精度导爆管雷管，爆区内孔间和排间炮孔的延期采用不同序列，使得爆破过程中每个炮孔的起爆都是相互错开的。与逐排毫秒延期爆破相比，先爆炮孔起爆后可以为后续炮孔提供更多的自由面和补偿空间，有利于爆破能量向自由面方向扩散，降低爆破对其它方向的影响；逐孔起爆的最大单响药量为单孔最大装药量。根据萨道夫斯基经验公式，在其余参数不变的情况下，逐孔起爆可显著降低爆破振动[2-5]。

逐孔起爆技术可增加单个炮孔的爆破自由面，最大限度的利用炸药爆破能量；改善爆破质量，减小爆破块度，减少根底，增加一次爆破量，降低生产成本，提高生产能力[6-7]。

2 现场试验及效果分析

某露天石灰石矿采用山坡型露采方法，公路运输开拓方式，主要爆破岩石为石灰石，中等坚硬。

2.1 爆破现状

在该矿生产爆破中，沿用多年的起爆方式是排间毫秒延期分段起爆，排间延期时间25 ms，该种起爆方式存在的主要问题是单段起爆药量较大，引起的爆破振动比较明显，从而给周围村民造成不良的心理影响，最终影响到矿山与周围村民的关系。

对该矿山某次常规生产爆破进行的爆破振动测试。现场爆破基本情况为：采用深孔爆破，平均孔深11 m，使用炸药3650 kg，采用排间毫秒延期分段起爆，共分4段，排间延期时间25 ms，最大分段药量1280 kg。振动测试数据见表1，图1和图2是其中两测点所测的爆破振动波形，图3和图4是对两测点所测爆破振动波形的频谱分析。

表1 排间分段起爆的爆破振动测试数据

从图1～图4可看出：由于雷管本身延时精度问题及间隔时间较短，出现了明显的地震波叠加，且单段起爆药量过大，导致振动较大，爆破降振作用不明显；主振相振动频率较低较窄(7～11 Hz)，比较接近周围建筑结构的自振频率(一般在10 Hz以下)，而且能量主振频带较低，易使建筑结构产生共振受到破坏。

图1 排土场下测点爆破振动波形

图2 小桥旁测点爆破振动波形

图3 排土场下测点爆破振动波形频谱分析

2.2 逐孔起爆试验及效果分析

为了解决上述问题，决定在该矿进行逐孔起爆技术的试验。为了使试验效果具有可比性，试验爆区位置、孔网参数、单孔药量和总药量均和原起爆方式一样，不做改变，只是采用了逐孔起爆方法。同样的，在原来两测点进行了爆破振动测试，测试数据见表2，图5和图6是两测点所测的爆破振动波形，图7和图8是对两测点所测爆破振动波形的频谱分析。

图4 小桥旁测点爆破振动波形频谱分析

表2 逐孔起爆的爆破振动测试数据

图5 逐孔起爆时排土场下测点爆破振动波形

图6 逐孔起爆时小桥旁测点爆破振动波形

从图5～图8可看出：采用逐孔起爆后，与排间毫秒延期分段起爆相比，降振率达到了60%～80%，波形能较好的分开，各振动之间没有出现明显叠加；主振相振动频率相对也较高(10～50 Hz)，远离周围建筑结构的自振频率(一般在10 Hz以下)，而且能量主振频带较高，不易使建筑结构因共振受到破坏；爆破时周围村民对振动的感觉不明显，心理舒适度明显提高；爆后块度较均匀，破碎效果也较好。