聚能爆破技术在会宝岭铁矿大块矿石二次爆破中的应用

葛程 顾新宇 刘继发

（临沂会宝岭铁矿有限公司，山东临沂 277712）

聚能爆破技术在会宝岭铁矿大块矿石二次爆破中的应用

葛程 顾新宇 刘继发

（临沂会宝岭铁矿有限公司，山东临沂 277712）

在大块矿石二次爆破破碎过程中，引入聚能爆破技术，通过聚能药包的使用，大大减少了单次爆破的炸药使用量，节约了爆破成本和作业时间，对于提高出矿效率有明显的效果。本文介绍了该技术在会宝岭铁矿的应用。

聚能爆破；大块矿石；二次破碎

1 引言

会宝岭铁矿是一个资源储量大、品位较低的大型铁矿，目前控制、推断和深部推断的资源总量约1.73亿吨，矿石平均品位TFe31.34%，mFe18.81%，资源储量可靠。铁矿设计生产能力为300Mt/a，是山东省内冶金行业第一个300Mt/a的矿山，设计服务50年。

在会宝岭铁矿矿石开采爆破中，由于地质构造影响、爆破参数不当及炸药性能不良等原因，不可避免地会产生一定量的大块矿石，这些大块进入溜破系统前必须进行二次破碎处理[2]。

2 现有大块处理方法

普遍采用普通裸露药包爆破法，此法炸药用量大、单耗高、爆能利用率低，特别是对巷道等底部结构工程的破坏性大。与此同时裸露爆破过程中产生的冲击波和碎石飞溅等问题也给现场安全管理带来了一定的困难[1]。

3 聚能药包设计

聚能爆破主要利用炸药爆破的聚能效应，柱形药包爆炸后，爆轰产物沿近似垂直于药柱表面方向向四周飞散，作用在物体上的仅仅是药柱一端的爆轰产物。爆轰产物先向空穴轴线位置聚集，形成聚能气流，由于聚能气流的高能量密度，使其做功能力加大[3]。

3.1 炸药的选择

炸药是聚能爆破的能源，因此其性能是影响聚能威力的基本因素。按照流体力学理论，炸药的爆轰压力PCJ是爆速D和装药密度ρ0的函数，即

由此可知，炸药的爆速对爆轰压力大小的影响要比装药密度大得多。为此，为提高药包的聚能，必须用爆速高、猛度大的炸药。

3.2 药包形状设计和几何参数计算

在确定药包的结构形状时，既要使装药重量最轻，又要使破岩效果好，这就要求选择合适的装药形状和结构。在整个的聚能药包中，参与形成聚能射流的炸药，仅仅是靠近药罩的一定厚度的炸药层，即有效炸药层[4][5]。

聚能药包的破岩深度与装药直径和高度有关，一般不大于3倍的装药直径，根据具体几何参数可根据表1计算：

表1 圆柱形聚能装药几何参数表

3.3 大块矿石聚能药包设计

聚能药包破碎大块岩石的特点是：不需要钻孔，施工简单，施工进度比浅孔爆破法快，安全性比裸露药包法好，劳动强度比浅孔爆破法低。由于二次破碎药包使用数量较大，金属药型罩的加工费工、费时，一般不采用。

经测定，会宝岭铁矿的矿石坚固系数f=7～12，结合表1，设计制作了500g和800g两种聚能药包，具体参数如下：

表2 两种聚能药包的规格和性能

4 结论

通过现场试验证明，使用聚能药包与普通裸露放糊炮相比，单次爆破可降低炸药使用量达50%以上。从现场破碎效果来看，使用聚能药包时，大块矿石全部能够达到预期破碎效果，爆破过程中几乎无飞石产生。较普通裸露爆破法大大提高了出矿效率。

聚能爆破较普通打眼爆破方法，每次爆破所用时间减少约80%，在爆破时将药包上面覆盖特制的注满水的塑料袋，爆破时可在大块周围形成水雾，起到了降尘的作用，可大大减少粉尘的危害。

[1]谢源，刘庆林等．聚能药包进行岩石二次破碎的实验研究[J]．有色金属（矿山部分），2001（2）：21～23.

[2]《采矿手册》编委会．采矿手册[M]．北京：冶金工业出版社，1990.

[3]袁节平，徐建平．聚能药包破碎大块的实验研究[J]．矿业研究与开发，2002（3）：47～48.

[4]汪旭光等．爆破设计与施工[M]．北京：冶金工业出版社. 2012.11:548～550.

[5]陈开翔．聚能爆破在某露天矿的应用与研究[J]．化工矿物与加工，2008（8）：30.

葛程,毕业于江西理工大学安全技术及工程专业，注册安全工程师,爆破工程师,主要从事矿山地下开采安全管理工作。

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1003-5168(2014)04-0057-01