论文部分内容阅读
【摘 要】 工程爆破技术在经过几十年的发展之后,已被广泛应用到工程建设的各个领域中,爆破技术的应用为我国城市建设、矿山开采及铁路公路建设作出了极大的贡献。工程爆破技术在矿山开采中的应用不但提高了矿山工程建设的质量,还提高了矿山生产效率,促进了矿山企业的快速发展。本文主要就是针对工程爆破技术在矿山开采中的应用来进行分析。
【关键词】 矿山开采;爆破技术;应用
引言:
爆破技术种类比较多,但无论使用何种爆破方法,爆破技术人员都应熟练地掌握爆破原理、爆破技术要点等专业知识,还应具备一定的地理、化学、物理、数学等方面的知识。此外,爆破技术人员还要提高安全意识,保障自身及整个工程施工的安全。
1、工程爆破技术概况
在矿山建设工程及生产过程中,通过爆破实现岩体破碎是最常用的手段,在新中国成立之后的很长时间内,矿山企业可以说是利用爆破进行工作的部门之一。按照爆破使用的药包形状、装药的空间与装药的方式可以将工程爆破技术分为两类:
1.1根据药包形状划分
按照药包形状划分需要考虑要药包的特性和爆炸作用,笔者对以下四种爆破方法进行分析。
(1)集中药包法。从理论上讲,这种药包的形状是球形体,起爆点从球体的中心开始,爆轰波按辐射状以球面形式向外扩张,即爆炸作用以均匀的分布状态作用到周围的介质上。然而在工程实际中几乎不可能将药包加工成这种形状,通常将药包做成正立方体和长方形体形状,长方体的最长边不超过最短边的6倍。此时的药包可以称为集中药包,通常把集中药包的爆破叫做药室法和药壶法。
(2)延长药包法-柱状药包。这种延长药包一般是圆柱形状,炸药被点燃之后,爆轰波随着柱面开始扩展,并作用于周围岩体。
(3)平面药包法。这种药包的爆破不同于前两种方法,它不需要钻孔也不需要挖硐室,而是直接将炸药敷设在介质表面,因此爆炸作用只是在介质接触药包的表面上,大多数能量都散失到空气中去了,所产生的爆轰波应看作是平面波。
(4)形状药包法。以特定形状制成的药包,用以产生特定爆破效果的爆破工作。這种药包在军事上用做穿甲弹以穿透坦克的甲板或其他的军事目标;在实际工程中应用于切割金属板材(例如,旧船体的切割、钢结构建筑物和构筑物的拆除等)、岩石大块的二次破碎以及在冻土中的穿孔等。
1.2根据装药空间形状和装药方式划分
根据装药空间形状和装药方式划分同样可以将爆破方法分为四种。
(1)药室法。这是大量土石方挖掘工程中常用的爆破方法。它的优点是施工机具比较简单,不受地理条件和气候限制,工程数量越大工效越高。一般说来,药室法爆破根据在岩体内开挖药室体积的大小,还可以分为大型药室法、小型药室法和条型药室法3种,每个药室装入的炸药的容量,小到几百公斤,大到几百吨,条形药室的容量可以达到几千吨,我国曾进行过多次千吨和万吨级的大爆破。
(2)药壶法。药壶法是集中药包类的一种,目前应用还不广泛。
(3)炮眼法。通常根据钻孔孔径和孔深的不同,把孔深不小于5m,孔径不小于50mm的炮孔叫做深孔爆破,反之称为浅孔爆破和炮眼法爆破。从装药结构上看属于延长药包一类,是工程爆破中应用最广泛、数量最大的一种爆破方法。
(4)裸露药包法。裸露药包法是方便又简单的爆破方法,既不需要钻孔,也不需要工具,常用于清除障碍、处理二次破碎岩石等工程中。这种爆破方法往往应用于清除危险物、交通障碍、大块岩石的二次破碎、危岩的处理等。
2、爆破技术分析
2.1地下采场爆破
(1)方法分类
与井巷掘进爆破比较,地下采场爆破的特点是,具有两个以上的自由面,炮孔数量多,崩矿面积和爆破量都比较大,一次爆破用药量大,炸药单耗低,爆破方案的选择和起爆网路的设计比较复杂,所以爆破时的组织工作显得更为重要。对地下采场爆破的质量要求是,爆破作业安全,每米炮孔崩矿量大,大块少,二次爆破;量小,粉矿少,矿石贫化和损失小,材料消耗量低。
地下采场爆破按孔径和孔深的不同可分为浅孔、中深孔、深孔和洞室爆破四种方法。
(2)该爆破方法的特点是拥有两个以上自由面,且炮孔的数量相对较多,爆破量和爆破面积较大。一般情况下,地下采场爆破需要的炸药量较多,运用炸药进行爆破时应合理选择爆破方案。由于起爆网路的设计较为麻烦,因此,爆破工程进行之前的组织工作十分重要。地下采场爆破需要按照一定要求来保证爆破效果,包括爆破工程的安全性、每米炮孔崩矿工程量较大、碎石块较小,矿粉量较小、材料消耗低、矿石损失及贫化小等。
2.2井巷掘进爆破
井巷掘进爆破包括隧道、天井、斜井、竖井、平巷等地点的爆破,且这些地点的爆破均在单自由面条件下,在进行时都会受到掘进断面的限制,爆破进尺仅有一米至三米。井巷掘进爆破一定要严格按照规格进行工作,达到块度均匀、爆堆集中等要求。井巷掘进爆破的参数有填塞长度、装药量、炮孔数目、孔深、孔距、单位炸药消耗量、炮孔直径。在此需要说明的是,在天井深孔爆破掘进过程中,采用一次钻孔分段爆破掘进天井是发展于五十年代并得到广泛运用的一种爆破技术。
3、控制爆破
3.1微差爆破
其就是将起爆时差和起爆次序科学合理安排的爆破技术,因为爆破的时间及其短暂,因此,微差爆破又叫做毫秒爆破。采用微差爆破进行爆破工作可以有效减少空气冲击波强度、地震波、爆破大块率及碎石飞行距离。
3.2挤压爆破
其指的就是在自由面前覆盖有松散矿岩块的条件下进行爆破,使矿岩受到挤压进一步破碎的方法。这是露天和地下深孔爆破中常用的方法。挤压作用受到一次爆破排数的限制:如排数多,前边松散矿岩块将越压越实,空隙越来越小,对后排深孔爆破起不到挤压作用。当松散系数达1.1时为极限值。若调整好一次爆破排数,不失为降低大块率的有效方法。其是补偿空间不足以使被爆矿石自由碎胀的爆破。其分类按补偿空间取得的方式,挤压爆破可分为小补偿空间挤压爆破和向松散矿岩挤压爆破。
3.3预裂爆破
其是进行石方挖掘之前,在爆破区的轮廓线爆出一条裂缝,用来缓冲爆破产生的振动波,从而形成平整的开挖轮廓的爆破技术。预裂爆破是利用相邻炮孔内炸药爆轰时瞬间产生的应力和爆生高压气体的气楔作用,使得岩石沿相邻炮孔的轴线形成一条裂缝,从而在以后的开挖中形成一个平整和稳定的面。多用于边坡开挖或其它需要保护性开挖的轮廓开挖。
3.4光面爆破
光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体,然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包,将光爆层炸除,形成一个平整的开挖面,是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法,达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。隧道全断开挖光面爆破,是应用光面爆破技术,对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。
4、矿山爆破的安全措施
随着矿山爆破技术的不断发展,爆破的安全问题也受到越来越多的关注。爆破的安全性是保证爆破工程顺利进行的基础。爆破工程中常常会出现各种各样的安全问题,因此,矿山爆破安全技术的研究一直是矿山企业进行一切工作的重点。爆破工程除了按照安全规定进行工作之外,还需要做好预防爆破事故的预防措施,包括严格按照爆破工程的规则进行爆破;爆破人员还必须经过专业的爆破训练,并且必须要由取得爆破从业资格的人员进行爆破工作;还必须要对装药环节进行严格的清理和验收;爆破工程进行之前设立警戒线;起线、引爆工作时避免连线错误等。
5、结束语
我们只有在爆破实践中综合考量其施工爆破环境的复杂性,有效控制爆破的振动机理、特征,各飞石、噪音与滚石现象,在确保爆破效果的同时切实降低其爆破的公害污染,才能充分适应现代化社会持续发展对高效、安全、快速生产的综合需求,为高效的矿山开采打下坚实的基础。
参考文献:
[1]杨星辰,刘婷婷,胡铁男.浅析当代中国矿山爆破技术[J].中国-东盟博览,2013,10:373.
[2]曹彬.工程爆破技术在矿山开采中的应用分析[J].科技风,2013,21:135.
[3]范东华.矿山爆破安全控制浅析[J].科技创新导报,2011,25:77.
【关键词】 矿山开采;爆破技术;应用
引言:
爆破技术种类比较多,但无论使用何种爆破方法,爆破技术人员都应熟练地掌握爆破原理、爆破技术要点等专业知识,还应具备一定的地理、化学、物理、数学等方面的知识。此外,爆破技术人员还要提高安全意识,保障自身及整个工程施工的安全。
1、工程爆破技术概况
在矿山建设工程及生产过程中,通过爆破实现岩体破碎是最常用的手段,在新中国成立之后的很长时间内,矿山企业可以说是利用爆破进行工作的部门之一。按照爆破使用的药包形状、装药的空间与装药的方式可以将工程爆破技术分为两类:
1.1根据药包形状划分
按照药包形状划分需要考虑要药包的特性和爆炸作用,笔者对以下四种爆破方法进行分析。
(1)集中药包法。从理论上讲,这种药包的形状是球形体,起爆点从球体的中心开始,爆轰波按辐射状以球面形式向外扩张,即爆炸作用以均匀的分布状态作用到周围的介质上。然而在工程实际中几乎不可能将药包加工成这种形状,通常将药包做成正立方体和长方形体形状,长方体的最长边不超过最短边的6倍。此时的药包可以称为集中药包,通常把集中药包的爆破叫做药室法和药壶法。
(2)延长药包法-柱状药包。这种延长药包一般是圆柱形状,炸药被点燃之后,爆轰波随着柱面开始扩展,并作用于周围岩体。
(3)平面药包法。这种药包的爆破不同于前两种方法,它不需要钻孔也不需要挖硐室,而是直接将炸药敷设在介质表面,因此爆炸作用只是在介质接触药包的表面上,大多数能量都散失到空气中去了,所产生的爆轰波应看作是平面波。
(4)形状药包法。以特定形状制成的药包,用以产生特定爆破效果的爆破工作。這种药包在军事上用做穿甲弹以穿透坦克的甲板或其他的军事目标;在实际工程中应用于切割金属板材(例如,旧船体的切割、钢结构建筑物和构筑物的拆除等)、岩石大块的二次破碎以及在冻土中的穿孔等。
1.2根据装药空间形状和装药方式划分
根据装药空间形状和装药方式划分同样可以将爆破方法分为四种。
(1)药室法。这是大量土石方挖掘工程中常用的爆破方法。它的优点是施工机具比较简单,不受地理条件和气候限制,工程数量越大工效越高。一般说来,药室法爆破根据在岩体内开挖药室体积的大小,还可以分为大型药室法、小型药室法和条型药室法3种,每个药室装入的炸药的容量,小到几百公斤,大到几百吨,条形药室的容量可以达到几千吨,我国曾进行过多次千吨和万吨级的大爆破。
(2)药壶法。药壶法是集中药包类的一种,目前应用还不广泛。
(3)炮眼法。通常根据钻孔孔径和孔深的不同,把孔深不小于5m,孔径不小于50mm的炮孔叫做深孔爆破,反之称为浅孔爆破和炮眼法爆破。从装药结构上看属于延长药包一类,是工程爆破中应用最广泛、数量最大的一种爆破方法。
(4)裸露药包法。裸露药包法是方便又简单的爆破方法,既不需要钻孔,也不需要工具,常用于清除障碍、处理二次破碎岩石等工程中。这种爆破方法往往应用于清除危险物、交通障碍、大块岩石的二次破碎、危岩的处理等。
2、爆破技术分析
2.1地下采场爆破
(1)方法分类
与井巷掘进爆破比较,地下采场爆破的特点是,具有两个以上的自由面,炮孔数量多,崩矿面积和爆破量都比较大,一次爆破用药量大,炸药单耗低,爆破方案的选择和起爆网路的设计比较复杂,所以爆破时的组织工作显得更为重要。对地下采场爆破的质量要求是,爆破作业安全,每米炮孔崩矿量大,大块少,二次爆破;量小,粉矿少,矿石贫化和损失小,材料消耗量低。
地下采场爆破按孔径和孔深的不同可分为浅孔、中深孔、深孔和洞室爆破四种方法。
(2)该爆破方法的特点是拥有两个以上自由面,且炮孔的数量相对较多,爆破量和爆破面积较大。一般情况下,地下采场爆破需要的炸药量较多,运用炸药进行爆破时应合理选择爆破方案。由于起爆网路的设计较为麻烦,因此,爆破工程进行之前的组织工作十分重要。地下采场爆破需要按照一定要求来保证爆破效果,包括爆破工程的安全性、每米炮孔崩矿工程量较大、碎石块较小,矿粉量较小、材料消耗低、矿石损失及贫化小等。
2.2井巷掘进爆破
井巷掘进爆破包括隧道、天井、斜井、竖井、平巷等地点的爆破,且这些地点的爆破均在单自由面条件下,在进行时都会受到掘进断面的限制,爆破进尺仅有一米至三米。井巷掘进爆破一定要严格按照规格进行工作,达到块度均匀、爆堆集中等要求。井巷掘进爆破的参数有填塞长度、装药量、炮孔数目、孔深、孔距、单位炸药消耗量、炮孔直径。在此需要说明的是,在天井深孔爆破掘进过程中,采用一次钻孔分段爆破掘进天井是发展于五十年代并得到广泛运用的一种爆破技术。
3、控制爆破
3.1微差爆破
其就是将起爆时差和起爆次序科学合理安排的爆破技术,因为爆破的时间及其短暂,因此,微差爆破又叫做毫秒爆破。采用微差爆破进行爆破工作可以有效减少空气冲击波强度、地震波、爆破大块率及碎石飞行距离。
3.2挤压爆破
其指的就是在自由面前覆盖有松散矿岩块的条件下进行爆破,使矿岩受到挤压进一步破碎的方法。这是露天和地下深孔爆破中常用的方法。挤压作用受到一次爆破排数的限制:如排数多,前边松散矿岩块将越压越实,空隙越来越小,对后排深孔爆破起不到挤压作用。当松散系数达1.1时为极限值。若调整好一次爆破排数,不失为降低大块率的有效方法。其是补偿空间不足以使被爆矿石自由碎胀的爆破。其分类按补偿空间取得的方式,挤压爆破可分为小补偿空间挤压爆破和向松散矿岩挤压爆破。
3.3预裂爆破
其是进行石方挖掘之前,在爆破区的轮廓线爆出一条裂缝,用来缓冲爆破产生的振动波,从而形成平整的开挖轮廓的爆破技术。预裂爆破是利用相邻炮孔内炸药爆轰时瞬间产生的应力和爆生高压气体的气楔作用,使得岩石沿相邻炮孔的轴线形成一条裂缝,从而在以后的开挖中形成一个平整和稳定的面。多用于边坡开挖或其它需要保护性开挖的轮廓开挖。
3.4光面爆破
光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体,然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包,将光爆层炸除,形成一个平整的开挖面,是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法,达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。隧道全断开挖光面爆破,是应用光面爆破技术,对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。
4、矿山爆破的安全措施
随着矿山爆破技术的不断发展,爆破的安全问题也受到越来越多的关注。爆破的安全性是保证爆破工程顺利进行的基础。爆破工程中常常会出现各种各样的安全问题,因此,矿山爆破安全技术的研究一直是矿山企业进行一切工作的重点。爆破工程除了按照安全规定进行工作之外,还需要做好预防爆破事故的预防措施,包括严格按照爆破工程的规则进行爆破;爆破人员还必须经过专业的爆破训练,并且必须要由取得爆破从业资格的人员进行爆破工作;还必须要对装药环节进行严格的清理和验收;爆破工程进行之前设立警戒线;起线、引爆工作时避免连线错误等。
5、结束语
我们只有在爆破实践中综合考量其施工爆破环境的复杂性,有效控制爆破的振动机理、特征,各飞石、噪音与滚石现象,在确保爆破效果的同时切实降低其爆破的公害污染,才能充分适应现代化社会持续发展对高效、安全、快速生产的综合需求,为高效的矿山开采打下坚实的基础。
参考文献:
[1]杨星辰,刘婷婷,胡铁男.浅析当代中国矿山爆破技术[J].中国-东盟博览,2013,10:373.
[2]曹彬.工程爆破技术在矿山开采中的应用分析[J].科技风,2013,21:135.
[3]范东华.矿山爆破安全控制浅析[J].科技创新导报,2011,25:77.