CN102735122B - 一种露天矿穿孔爆破方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开了一种露天矿穿孔爆破方法，涉及采矿工程领域，既具有较高的爆破质量，又能够降低爆破成本。所述露天矿穿孔爆破方法，包括：在露天矿的爆区内进行穿孔，其中所述穿孔使用1.10-1.40孔网密集系数的三角形布孔方式；在炮孔内装填多种爆速的炸药；对所述爆区进行起爆。本发明适用于露天矿的爆破开采。

Description

一种露天矿穿孔爆破方法

技术领域

本发明涉及采矿工程领域，尤其涉及一种露天矿穿孔爆破方法。

背景技术

现有技术中没有一种有效的优化技术手段来对岩石的爆破成本进行优化，在成本优化过程中，范围较大，导致岩石的爆破成本高，施工效率低，即使达到了低成本的要求，也牺牲了爆破质量的需求。

发明内容

本发明提供一种露天矿穿孔爆破方法，既具有较高的爆破质量，又能够降低爆破成本。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种露天矿穿孔爆破方法，包括：

在露天矿的爆区内进行穿孔，其中所述穿孔使用1.10-1.40孔网密集系数的三角形布孔方式；

在炮孔内装填多种爆速的炸药；其中多种爆速炸药的爆速范围在1600-5800m/s中选取。

对所述爆区进行起爆。

优选地，所述穿孔使用1.10-1.40孔网密集系数的三角形布孔方式包括：

所述穿孔使用1.10-1.20孔网密集系数的三角形布孔方式。

优选地，所述爆区内两条等时线的延时差绝对值与两条等时线实际距离之比为10-30ms/m。

优选地，爆区内两条等时线的延时差绝对值与两条等时线实际距离之比为12-15ms/m。

优选地，所述对所述爆区进行起爆包括：

采用数码电子雷管对所述爆区实施孔间微差起爆，孔间间隔时间为6-8ms。

优选地，所述爆区为大规模爆区。其中所述的大规模爆区是指露天台阶爆破中，穿孔排数大于2排，孔数大于20个炮孔，炮孔直径大于89mm孔间微差起爆的爆区。

优选地，安全的最小抵抗线、回填高度是炮孔直径的20-33倍，优选23-25倍的炮孔直径。

优选地，所述对所述爆区进行起爆包括：

采用数码电子雷管对所述爆区实施孔间微差起爆，并使起爆后获得的矿石粒度与所选用的破碎设备相匹配。

优选地，所述在炮孔内装填炸药包括：根据岩石的赋存条件选择爆速可调的多孔粒状铵油炸药，爆速可调的重铵油炸药、爆速可调的重乳化炸药、爆速可调的乳化炸药，或纯乳化炸药。

根据本发明，由于穿孔使用1.10-1.40孔网密集系数，能够保证每个炸药柱爆轰时形成相互切割，避免相交。每个炸药柱爆轰时形成相互切割是爆轰波作用范围的最佳状态，能够充分利用炸药能量，降低炸药单耗，又能减少根底的出现，具有较高的爆破质量；每个炸药柱爆轰时形成的爆轰波的相交必然造成炸药能量浪费。采用三角形布孔方式，又进一步最大可能地减少根底，从而也有利于降低处理根底的成本。本发明中穿孔使用1.10-1.40孔网密集系数以及与三角形布孔方式相结合，既具有较高的爆破质量，又大大降低了爆破成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的实施例露天矿穿孔爆破方法流程图；

图2为三角形布孔与正方形布孔的爆破效果对比示意图，图(a)为正方形布孔的药柱爆炸的爆破效果，图(b)为三角形布孔的药柱爆炸的爆破效果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例一种露天矿穿孔爆破方法进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参看图1所示，本发明的露天矿穿孔爆破方法，包括步骤：

S1、在露天矿的爆区内进行穿孔，其中所述穿孔使用1.10-1.40孔网密集系数的三角形布孔方式；

S2、在炮孔内装填多种爆速的炸药；

S3、对所述爆区进行起爆。

露天矿爆破通常采用台阶爆破，即指在事先修好的台阶上进行钻孔作业，装入柱状药包进行的爆破方式，本发明中是在露天矿的爆区内的台阶上进行穿孔作业，所述穿孔使用1.10-1.40孔网密集系数的三角形布孔方式。所述的孔网密集系数是指孔距与排距的比值。

在装填炸药时，选择匹配的工业炸药，在含水与不含水炮孔，在硬岩与软岩，高爆速与低爆速炸药品种间切换，以保证炸药能有效发挥能量，选择适合的炸药不被水破坏，以充分发挥炸药的能量、达到降低爆破成本为目的。装填炸药时实施完全耦合装药，最大程度的利用炮孔。

根据本发明，由于穿孔使用1.10-1.40的孔网密集系数，能够保证每个炸药柱爆轰时形成相互切割，避免相交。每个炸药柱爆轰时形成相互切割是爆轰波作用范围的最佳状态，能够充分利用炸药能量，降低炸药单耗，又能减少根底的出现，具有较高的爆破质量；每个炸药柱爆轰时形成的爆轰波的相交必然造成炸药能量浪费。

图2为三角形布孔与正方形布孔的爆破效果对比示意图，图(a)为正方形布孔的爆破效果，图(b)为三角形布孔的爆破效果，标记G表示爆破后产生的根底。参看图2所示，采用三角形布孔方式，又进一步最大可能地减少根底，从而也有利于降低处理根底的成本。本发明中穿孔使用1.10-1.40孔网密集系数以及与三角形布孔方式相结合，既具有较高的爆破质量，又大大降低了爆破成本。

在前述的露天矿穿孔爆破方法中，所述穿孔优选使用1.10-1.20孔网密集系数的三角形布孔方式。例如使用1.10、1.15或1.20的孔网密集系数的三角形布孔方式。

在前述的露天矿穿孔爆破方法中，在选择匹配的工业炸药时，优选地，根据岩石的赋存条件选择爆速可调的多孔粒状铵油炸药，爆速可调的重铵油炸药、爆速可调的重乳化炸药、爆速可调的乳化炸药、或纯乳化炸药或水胶炸药。其中的岩石赋存条件是指岩石的硬度及节理发育程度、含水状况等条件。岩石硬度大、节理不发育选择高爆速，岩石软，节理发育选择低爆速，炮孔内含水选择防水炸药，不含水选择不防水炸药。

在前述的露天矿穿孔爆破方法中，优选地，爆区内两条等时线的延时差绝对值与两条等时线实际距离之比为10-30ms/m。本发明中，爆区内两条等时线的延时差绝对值与两条等时线实际距离之比称为松散度，其单位用ms/m表示。

在实施例中爆区内两条等时线的延时差绝对值与两条等时线实际距离之比

可为10、15、20、25、或30ms/m。发明人在实现本发明的过程中，发现优选12-15ms/m的松散度能获得好的铲装效率，进一步扩大可以延伸至10-30ms/m，松散度太小往往延时相互交错，不够松散，尤其对硬岩，不利于塌落，不利于铲装，铲装效率就会降低；松散度太大时，爆堆过于松散，平铺比较严重，爆堆较矮，爆堆不集中，铲装设备移动距离大，当采用大型电铲、反铲、挖掘机作业时，尤其不能过大，当采用前装机作业时，比较大的松散度较好，爆堆较矮，设备移动速度快，作业效率较高，比较适合小型的石灰石矿山；松散度的控制首先要有合理的布孔设计，根据钻孔的孔网设计延期时间，调整松散度达到合理的要求。

良好的爆堆形状是保证铲装效率的基础条件，本发明所述的爆堆形状爆堆前移的距离和爆堆的高度，通常使用台阶坡顶线前移率和爆堆高度，且需要爆堆平整规则，相对于不同的铲装设备和铲装能力会跟随不同的爆堆形状，通常包括大型电铲台阶爆破工艺、正铲铲装台阶爆破工艺，挖掘机台阶爆破工艺；设计的原则是电铲相对移动距离小；爆堆高度适当通常高出台阶水平面5米以下，就是比较好的隆起高度，前移10-15米的移动距离比较适合电铲作业的露天煤矿或铁矿的爆破作业；对于小型电铲，挖掘机作业时也比较适合；前装机作业的露天台阶爆破，台阶爆破的排数不宜过多，不宜超过四排，爆堆高度塌陷5-6米，爆堆前移设计15-25米比较合适；为获得良好的爆堆形状，必须设计等时线性对平行，且岩石移动方向一致，当遇到炮孔不规则或不规律时，通过调整登时线平行和岩石移动的方向，最终获得好的爆堆形状；好的爆堆形状可以使铲装效率提高5％-15％。

在前述的露天矿穿孔爆破方法中，选择数码电子雷管，实施孔间微差间隔起爆。

数码电子雷管是研究铲装效率最好的起爆器材，可以任意设计起爆时间间隔，更好的利用炸药能量，调整等时线平行，调整岩石移动方向，使得炸药能量相互叠加利用，更好的破碎于岩石，也就获得了好的爆破效果，同时也就获得了好的铲装效率；根据目前的技术现状，采用数码电子雷管的实施的孔间微差起爆技术是最优选的方案；利用数码电子雷管的网络可检查性，断线起爆功能，网络随意连接的便捷性，以及数码电子雷管小的延期时间的离散性，保证起爆的可靠性，可靠性保证了，就最大程度的回避了盲炮的产生，就能够获得良好的爆破效果。

在前述的露天矿穿孔爆破方法中，选择数码电子雷管，实施孔间微差间隔起爆，优选地，选择的孔间间隔时间为6-8ms。孔间间隔时间为6-8ms能够实施真正意义的炸药能量充分利用。孔间间隔时间小于6ms，爆破震动大，不利于露天矿边坡的稳定，孔间间隔时间大于8ms，不利于炸药能量的相互叠加利用，不利于更好的破碎岩石。

相对于一个露天台阶爆破，数码电子雷管时间设计初始的延期时间设计，控制排设计1-5ms/m，列设计10-30ms/m，之后根据爆破需要，予以调整，以抛掷为目的时，小延期的控制排，大延期的雁行列，此时的爆堆平铺较远，爆堆高度较小；以爆堆隆起为目的时，大的控制排，大的雁行列，平铺较小，隆起较高；以破碎为目的时，控制排与雁行列全部取小值，适合与岩石致密，节理不发育的岩石爆破；以松散为目的时全部取大值，适合岩石节理发育，岩石较软的岩石爆破；选择的孔间间隔时间为6-8ms。

以爆代破就是以提高爆破成本，降低破碎和磨矿的选矿成本。在前述的露天矿穿孔爆破方法中，采用数码电子雷管对所述爆区实施孔间微差起爆，优选地，使起爆后获得的矿石粒度与所选用的破碎设备相匹配。这样能够实现以爆代破的目的，所谓以爆代破就是以提高爆破成本，降低破碎和磨矿的选矿成本。以爆代破的前提条件是进行粒度分析，将合适的爆破粒度与选矿成本相结合，做到合理的粒径匹配。进行粒度分析，对于不同的矿石和不同的破碎设备，都有对应的不同的粒径匹配关系，通常90-95％的岩石能通过破碎机漏斗，是比较科学的粒径匹配；废石按照铲装设备和运输设备的要求进行匹配，只要能够运走，满斗率高，就是最合理的粒径匹配。

前述的露天矿穿孔爆破方法，在生产条件允许时组织大规模的爆破，延长作业面长度，增加作业面宽度，在生产条件符合要求时，大规模的爆破可以有效降低伞岩形成的机会，增加作业面的宽度，减少设备移动次数，减少避炮时间，有效利用铲装设备的时间；在爆破排数确定时，延长一倍，移动次数、避炮时间。伞岩的形成就减少了一倍；大规模的爆破相对与小规模的爆破大块率降低5％-10％。

爆破安全是工程爆破的前提，安全成本是最大的采矿成本，因而在爆破作业过程中，控制爆破震动速度、震动频率、飞石、冲击波危害、噪声危害是关键。本发明中控制爆破震动速度和爆破震动频率通过选择数码电子雷管的延期时间实施孔间微差间隔起爆技术，降低爆破震动和震动危害；控制飞石、冲击波危害、噪声主要是控制最小抵抗线和最小回填高度，并注意薄弱面，上述中安全的最小抵抗线、回填高度、薄弱面的厚度是炮孔直径的20-33倍，优选23-25倍的炮孔直径。

在前述的露天矿穿孔爆破方法中，优选地，起爆弹安放在台阶平面的位置。起爆弹安装在台阶平面位置，并保证在装药时仍处于该位置，爆破时形成起爆弹两端的炸药爆轰波重叠拉伸，更有利于克服根底，使爆破后台阶平整，利于铲装设备作业，提高铲装效率。

本发明的实施例中，上述各种具体措施可以单独适用，也可用相互组合在一起共同使用，以达到最优的优化爆破成本的目的。

采用本发明的目的是孔网参数更趋近于合理，炸药品种更匹配，且比较容易置换，选择性价比优异的起爆器材，为充分利用炸药能量创造空间，千方百计扩大爆破规模，降低大块率，获得合适的爆破效果，从而达到进一步优化爆破成本的目的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种露天矿穿孔爆破方法，其特征在于，包括：

在露天矿的爆区内进行穿孔，其中所述穿孔使用1.10-1.40孔网密集系数的三角形布孔方式；

在穿孔内装填多种爆速的炸药；

对所述爆区进行起爆；其中

爆区内两条等时线的延时差绝对值与两条等时线实际距离之比为10-30ms/m；

所述对所述爆区进行起爆包括：采用数码电子雷管对所述爆区实施孔间微差起爆，孔间间隔时间为6-8ms。

2.根据权利要求1所述的露天矿穿孔爆破方法，其特征在于，所述穿孔使用1.10-1.40孔网密集系数的三角形布孔方式包括：

所述穿孔使用1.10-1.20孔网密集系数的三角形布孔方式。

3.根据权利要求1所述的露天矿穿孔爆破方法，其特征在于，所述爆区内两条等时线的延时差绝对值与两条等时线实际距离之比为12-15ms/m。

4.根据权利要求1所述的露天矿穿孔爆破方法，其特征在于，所述爆区为露天台阶爆破中，穿孔排数大于2排，孔数大于20个炮孔，炮孔直径大于89mm孔间微差起爆的爆区。

5.根据权利要求1所述的露天矿穿孔爆破方法，其特征在于，安全的最小抵抗线、回填高度是所述穿孔炮孔直径的20-33倍。

6.根据权利要求1所述的露天矿穿孔爆破方法，其特征在于，所述对所述爆区进行起爆包括：

采用数码电子雷管对所述爆区实施孔间微差起爆，并使起爆后获得的矿石粒度与所选用的破碎设备相匹配。

7.根据权利要求1所述的露天矿穿孔爆破方法，其特征在于，所述在穿孔内装填多种爆速的炸药包括：根据岩石的硬度及节理发育程度、孔内含水状况选择炸药爆速可调的多孔粒状铵油炸药，炸药爆速可调的重铵油炸药、炸药爆速可调的重乳化炸药、炸药爆速可调的乳化炸药，或纯乳化炸药。

8.根据权利要求1所述的露天矿穿孔爆破方法，其特征在于，起爆弹安放在平台水平的位置。

9.根据权利要求1所述的露天矿穿孔爆破方法，其特征在于，安全的最小抵抗线、回填高度是所述穿孔炮孔直径的23-25倍。