CN100543402C - 一种矿岩爆破飞石控制方法及覆盖炮孔的钢铁链网 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种露天矿山开采和土石方开挖工程中的爆破技术。一种矿岩爆破飞石控制方法，按照常规方法和设备打眼、装药后放入起爆器材，然后填封炮孔，起爆前，至少采用一层由直径在8～14mm之间的条钢制成的中空封闭主链和连接环连接而成的钢铁链网对每个炮孔及爆破自由面进行覆盖，然后进行起爆；其中所述的钢铁链网由一定数量的空心封闭主链相互之间通过连接环依次相套连接而成。本发明矿岩爆破飞石控制方法可以有效控制爆破飞石的产生和飞散，从而减小对爆破安全距离要求，降低露天工程爆破安全投资和成本，从而拓宽爆破应用领域和应用范围；对矿山建设做到能露天开采的矿山优先采用露天开采，减少工程投资，降低资源损失率和贫化率。

Description

一种矿岩爆破飞石控制方法及覆盖炮孔的钢铁链网

一、技术领域：

本发明涉及一种露天矿山开采和土石方开挖工程中的爆破技术，特别是涉及一种露天矿山开采及其它各种露天土石方开挖工程的爆破飞石控制方法。

二、背景技术：

当前世界范围内在露天对矿石进行开采和其它开挖工程中，仍然以炸药爆破方法最为普遍，因为其技术最成熟；成本最低廉；工程效率最高；施工也最便利。但炸药爆破必然产生矿岩碎块飞散现象(以下统称爆破飞石)，爆破飞石可以飞散到数百米以外。为了保证爆破点周围人员、牲畜及建构物的安全，各国都规定了不同爆破对安全距离的要求，我国2003年修订的《爆破安全规程》(GB 6722—2003)对安全距离也有明确的规定。在有些特定爆破环境下，为保证安全，不得不用价格昂贵的膨涨剂爆破、热力爆破、水封爆破…等或着采用效率低下的机械破碎等。甚至经常出现违反《爆破安全规程》进行爆破作业，发生安全事故的情况。

当前我国各设计院在露天矿开采设计中，圈定露天开采爆破安全警戒范围时均按《爆破安全规程》的有关规定确定安全距离，主要是因为爆破飞石所需的安全距离在露天矿设计时均要求开采境界向外推200m到400m，以达到消除爆破飞石对周边建(构)筑物、设备和人员造成损坏和伤害的目的，从而控制安全事故的发生。这样以来，由于对爆破警戒范围内的建(构)筑物都要进行防护、搬迁或征地，因而造成工程投资巨大，使许多本可露天开采矿山因搬迁与购地基建投资过大，而被迫改为地下开采，造成矿石资源损失率、贫化率增大以及开采成本的增加。

国内也有不少中、小型矿山和一些临时岩土爆破工程(如筑路、场地平整等)为了降低成本费用，采用炸药爆破时不按有关规程作业，导致砸坏建筑物和人、畜伤亡事故的发生。在满足爆破安全规程中爆破地震、空气冲击波以及有毒气体等对安全距离要求的前提下，通过控制爆破飞石的产生和飞散而减小所需的安全距离，每减小1m都可以大大减少建(构)筑物的搬迁与征地范围，节约工程投资，降低露天工程爆破安全投资和成本。

中国发明专利ZL 97116024.4(授权公告日2001年8月1日，公告号CN1069130C)公开了一种中间固体弹性介质控制爆破方法，该方法是在容器型或薄壁型结构的内壁或外壁堆放中间固体弹性介质，其堆放高度大于或等于所需爆破高度，爆破总装药量为单位装药量和装药基准面总面积之积。能降低地震为害，减少飞砂飞石危害，减少爆炸冲击波和噪声，省时省力，具有较好的经济、社会效益。该发明仅局限于容器型或薄壁型结构的爆破物，不具有普遍适用性，其它还没有通过机械方法控制爆破飞石的文献记载。

三、发明内容：

本发明针对现有技术不足，提出一种矿岩爆破飞石控制方法，通过采用一定规格的钢铁链网覆盖炮孔和爆破自由面进行爆破，从根本上控制爆破飞石的产生，从而有效控制爆破飞石的飞散，减小对爆破安全距离的需求，进而达到安全生产、降低露天工程爆破安全投资和成本的目的。

本发明所采用的技术方案：

一种矿岩爆破飞石控制方法，按照常规方法和设备打眼、装药后放入起爆器材，然后填封炮孔，在采用电力同时起爆多个炮孔或采用微差爆破起爆多排炮孔时，采用绝缘起爆线连接各炮孔中的起爆器材，并将各起爆线接头处用绝缘胶布包裹匝紧，起爆前，至少采用一层由直径在8～14mm之间的条钢制成的中空封闭主链和连接环连接而成的钢铁链网对每个炮孔及爆破自由面进行覆盖，然后进行起爆。

所述的矿岩爆破飞石控制方法，在浅孔爆破、二次爆破的规模情况下，覆盖炮孔及爆破自由面采用的钢铁链网的长度L、宽度W满足：4m≥L≥2m，4m≥W≥2m；或者根据相应的爆破规模，在钢铁链网四角设置一定重量的配重体。

所述的矿岩爆破飞石控制方法，在中爆破规模情况下，覆盖每个炮孔及爆破自由面采用的钢铁链网的长度L、宽度W满足：20m≥L≥12m，10m≥W≥4m；根据相应的爆破规模，或者在钢铁链网四角设置一定重量的配重体。

所述的矿岩爆破飞石控制方法，在采用两层或多层钢铁链网对炮孔及爆破工作面进行覆盖时，内层钢铁链网的网孔密度较外层大，外层钢铁链网的规格尺寸比内层大。

所述的矿岩爆破飞石控制方法，在爆破工作面较大、炮孔较多的情况下，可以采用多块钢铁链网拼接在一起对各炮孔及爆破自由面进行覆盖。

一种用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网，含有采用规格直径在8～14mm之间的条钢加工而成的空心封闭主链和连接环，所述的钢铁链网由一定数量的空心封闭主链相互之间通过连接环依次相套连接而成。

所述的用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网，所述空心封闭主链近似为空心十字架形状或梅花形状，其整体轮廓形状的规格尺寸：长度及宽度均在40～300mm之间，所述连接环形状为椭圆形或圆形，椭圆形连接环的长轴或圆形连接环的直径不大于100mm。

所述的用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网，在钢铁链网的四个角设有起重环，起重环同时与其相邻的两个椭圆形或圆形连接环相套连接；或者在钢铁链网的四个角设置配重体。

所述的用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网，所述钢铁链网覆盖炮孔的中心区域网孔密度大于其周边的网孔密度，或者在所述钢铁链网覆盖炮孔的中心区域固设有加密链网层。

根据炸药对矿岩爆破作用原理，即矿岩在炸药爆炸力作用下，被爆破的矿岩体将分成三层：爆破中心的矿岩成为“粉碎层(这也是爆破后产生炮烟和粉尘的根源)”；中心外为一层碎块层(爆破飞石来源)；最外一层矿岩只产生龟裂形成大块矿岩。在应用常规爆破方法爆破时，由于矿岩的非均质性和其内部结构、构造的不同，在爆炸瞬间，龟裂层会产生许多杂乱无章的裂缝。此时，爆破产生的炮烟、粉尘及碎块矿岩，就会沿着这些裂缝被崩出并向四周飞散，其中大量粉尘和大部分矿岩崩落在工作面而形成爆堆，有部分碎块会飞散很远，甚至个别小块有时会飞散到数百米以外。这就是所谓的爆破飞石。

本发明通过在对矿石、岩石进行炸药爆破时，采用一定质量和规格的钢圆条或钢材，焊接或铸造成一定规格的钢铁链网对炮孔和爆破自由面进行覆盖，当炮孔中炸药被引爆后，靠近钢铁链网的龟裂层在链网控制下不再产生大的裂缝，被爆矿岩只有一个很小距离的松动过程。这样爆破中心和中间破碎层产生的粉碎性和破碎性矿岩，就能够被有效控制避免其从裂缝中飞出。本发明从根本上控制了爆破飞石的产生和飞散。

本发明的有益积极效果：

1、本发明矿岩爆破飞石控制方法可以有效控制飞石的发生，降低露天工程爆破安全投资和成本，从而拓宽爆破应用领域和应用范围。本发明通过在爆破过程中采用链网覆盖炮孔和爆破自由面，可以有效控制爆破飞石的产生和飞散，从而减小对爆破安全距离要求，在露天矿山开采过程中可以大大减少建(构)筑物的搬迁与征地范围，节约工程投资，降低露天工程爆破安全投资和成本。对矿山建设做到能露天开采的矿山优先采用露天开采，减少一些本可露天开采矿山因征地及搬迁工作量大而被迫地下开采，造成资源损失率大和贫化率大等现象的发生。

2、在露天矿山的剥离、采矿爆破作业中，由于有钢铁链网的覆盖作用，爆堆比较规整。在剥离作业中，可以减少碎块废石与粉尘崩落至采矿工作面，从而减小矿石贫化率；在采矿作业中碎块矿石与粉尘则不会到处飞散，可提高矿石资源的回采率；同时可以保证不发生采、掘、运等设备被飞石砸坏等事故的发生。

3、本发明虽增加了钢铁链网覆盖作业，但却相应减少了提前设置安全警戒线，各交通路口要安排专人守卫和作业人员及采、掘、运等设备提前撤离工作面及爆破后捡查等作业环节。如果工作安排得当，可以提高采场作业效率，并增加采场的产能，进一步提高劳动生产率。

4、由于不受爆破飞石影响，可减少单位爆破工程量需用炮孔数量，提高炸药的爆破功与减少大块产生率，从而达到减少爆破地震和冲击波等爆破危害的目的。

5、采用本发明，可以确保安全生产和大量减少爆破粉尘，采场卫生环境能得到改善。对其它公路、铁路及城镇建设及一些特定环境条件下的施工等非固定在一个区域(点位)的爆破作业，也可在保证安全的前提下降低施工成本。同时还可以减少一些违规进行爆破作业而产生爆破伤人、砸毁建筑物等事故的发生。

四、附图说明：

图1：用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网主链结构示意图之一

图2：用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网连接环结构示意图

图3：用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网结构示意图

图4～图6：分别为用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网主链结构示意图之二、之三、之四

五、具体实施方式：

实施例一：参见图1、图2、图3，本发明用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网，含有采用规格直径在8～14mm之间的条钢加工而成的空心封闭主链1和连接环2，连接环2可为椭圆形或圆形，椭圆形连接环的长轴或圆形连接环的直径一般不大于100mm，所述的钢铁链网由一定数量的空心封闭主链1相互之间通过连接环2依次相套连接而成，本实施例空心封闭主链1近似为空心十字架形状，其整体轮廓形状的规格尺寸：长度及宽度可在40～300mm之间，根据不同的爆破规模情况下产生龟裂岩石块的大小，通过选取空心封闭主链和连接环的结构尺寸，可以制作成不同网孔密度及尺寸的钢铁链网。

实施例二：参见图4，本实施例与实施例一的不同之处在于：所述空心封闭主链1近似为空心的梅花形状。

实施例三：参见图5，本实施例与实施例一的不同之处在于：所述空心封闭主链1采用两个“8”形体的空心链环交错连接形成。

实施例四：参见图6，本实施例与实施例一的不同之处在于：所述空心封闭主链1采用近似“田”字格体形状。

参见图3，以上各实施例所述用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网，在钢铁链网的四边可以设起重环3和起重杆，以作起吊时的吊挂之用。起重环3形状可与连接环形状相同，起重环3同时与其相邻的两个椭圆形或圆形连接环相套连接，根据不同的爆破规模和强度，使用时可以在钢铁链网的四个角设置配重体，所述配重体与起重环用链条在使用时固定连接。

实施例五：本实施例用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网，与上述各实施例不同的是：所述钢铁链网覆盖炮孔的中心区域网孔密度大于其周边的网孔密度。

实施例六：本实施例用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网，与上述各实施例不同的是：在钢铁链网覆盖炮孔的中心区域固设有加密链网层。

实施例七：本实施例为矿岩爆破飞石控制方法，按照常规方法和设备打眼、装药后放入起爆器材，然后填封炮孔，在采用电力同时起爆多个炮孔或采用微差爆破起爆多排炮孔时，采用绝缘起爆线连接各炮孔中的起爆器材，并将各起爆线接头处用绝缘胶布包裹匝紧，以防止拒爆和其它现象发生，本发明爆破与传统爆破工艺不同的是：增加了一道工序，就是在起爆前，至少采用一层由直径在8～14mm之间的条钢制成的中空封闭主链和连接环连接而成的钢铁链网对每个炮孔及爆破自由面进行覆盖，然后进行起爆。

在浅孔爆破、二次爆破的规模情况下，覆盖炮孔及爆破自由面采用的钢铁链网规格尺寸一般在2m×2m左右。根据相应的爆破规模，必要时在钢铁链网四角设置一定重量的配重体。

实施例八：本实施例矿岩爆破飞石控制方法，对台阶高度以10m及以上的中深孔爆破，首先按常规方式，采用潜孔钻机穿孔，人工装药并放入起爆雷管，填封炮孔后，连接起爆线，对起爆线接头用胶布匝紧，以防拒爆事故和其他事故发生，接着采用一定规格的钢铁链网对炮孔和台阶坡面进行覆盖作业，最后经对上述工作详细检查后，再进行起爆。覆盖中爆破炮孔需要采用的每块钢铁链网规格尺寸较大，达12m×5m，重量也较大，为了保证链网均匀覆盖在每个炮孔面上，需要采用专用的带横梁和吊钩的起重机汽车，来完成移动钢铁链网以正确覆盖炮孔和台阶坡面和在爆破结束后回收钢铁链网的工作。

为提高链网覆盖炮孔质量，提高飞石控制效果，根据爆破规模需要，必要时在钢铁链网四角设置一定重量的配重体，如采用钢铁链球，钢筋混泥土构件，大块岩石等。

本发明矿岩爆破飞石控制方法，根据实际需要，在爆破工作面较大、炮孔较多的情况下，采用多块钢铁链网拼接在一起对各炮孔及爆破自由面进行覆盖，也可以采用两层或多层钢铁链网对炮孔及爆破工作面进行覆盖，此时，内层钢铁链网的网孔密度较外层大，外层钢铁链网的规格尺寸比内层大。

由于自然界中各种矿岩性质及其结构、节理等等区别，采用本发明矿岩爆破飞石控制方法控制爆破飞石，一定要结合本矿实际情况，制定一整套合理爆破参数，以达到保证爆破工作更加安全、对矿山周边环境影响最小的目的。为了达到减小爆破地震效应，除了仍采用各种成熟的减震措施外，又由于本发明爆破飞石控制方法的采用，减少了许多常规避炮工作环节，单位爆破工程量所需的炮孔数量也可以减少，一次爆破炸药量也相应减少，从而爆破地震和冲击波等影响范围就可以缩小许多，从而减小对爆破安全距离的要求。

目前我们已通过大量小规模的爆破试验，证明了本发明对于小爆破爆破飞石的控制十分有效，爆破后爆堆上冲高度比常规爆破小很多，看不到“炮烟”的大量产生以及爆破飞石的大量产生和飞散。本发明爆破飞石控制方法对建设和开发小型矿山、其他工程爆破以及特殊情况下爆破都具有良好的工程效果和可观的经济效益。

Claims (8)

1、一种矿岩爆破飞石控制方法，按照常规方法和设备打眼、装药后放入起爆器材，然后填封炮孔，在采用电力同时起爆多个炮孔或采用微差爆破起爆多排炮孔时，采用绝缘起爆线连接各炮孔中的起爆器材，并将各起爆线接头处用绝缘胶布包裹匝紧，其特征是：起爆前，至少采用一层由直径在8～14mm之间的条钢制成的钢铁链网对每个炮孔及爆破自由面进行覆盖，然后进行起爆；所述钢铁链网由一定数量的中空封闭主链相互之间通过连接环依次相套连接而成，所述中空封闭主链近似为空心十字架形状或梅花形状，其整体轮廓形状的长度及宽度均在40～300mm之间；所述连接环形状为椭圆形或圆形，椭圆形连接环的长轴或圆形连接环的直径不大于100mm。

2、根据权利要求1所述的矿岩爆破飞石控制方法，其特征是：在浅孔爆破、二次爆破的规模情况下，覆盖炮孔及爆破自由面采用的钢铁链网的长度L、宽度W满足：4m≥L≥2m，4m≥W≥2m；或者根据相应的爆破规模，在钢铁链网四角设置一定重量的配重体。

3、根据权利要求1所述的矿岩爆破飞石控制方法，其特征是：在中爆破规模情况下，覆盖每个炮孔及爆破自由面采用的钢铁链网的长度L、宽度W满足：20m≥L≥12m，10m≥W≥4m；根据相应的爆破规模，或者在钢铁链网四角设置一定重量的配重体。

4、根据权利要求1或2或3所述的矿岩爆破飞石控制方法，其特征是：采用两层或多层钢铁链网对炮孔及爆破工作面进行覆盖时，内层钢铁链网的网孔密度较外层大，外层钢铁链网的规格尺寸比内层大。

5、根据权利要求1或2或3所述的矿岩爆破飞石控制方法，其特征是：在爆破工作面较大、炮孔较多的情况下，采用多块钢铁链网拼接在一起对各炮孔及爆破自由面进行覆盖。

6、一种用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网，由一定数量的空心封闭主链相互之间通过连接环依次相套连接而成，所述空心封闭主链和连接环采用规格直径在8～14mm之间的条钢加工而成，其特征是：所述空心封闭主链近似为空心十字架形状或梅花形状，其整体轮廓形状的规格尺寸：长度及宽度均在40～300mm之间，所述连接环形状为椭圆形或圆形，椭圆形连接环的长轴或圆形连接环的直径不大于100mm。

7、根据权利要求6所述的用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网，其特征是：在钢铁链网的四个角设有起重环，起重环同时与其相邻的两个椭圆形或圆形连接环相套连接；或者在钢铁链网的四个角设置配重体。

8、根据权利要求6或7所述的用于爆破飞石控制覆盖炮孔的钢铁链网，其特征是：所述钢铁链网覆盖炮孔的中心区域网孔密度大于其周边的网孔密度，或者在所述钢铁链网覆盖炮孔的中心区域固设有加密链网层。

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