CN106123714B - 一种露天料场降尘爆破工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种露天料场降尘爆破工艺。包括钻孔、装药、表面处理、爆破步骤；其中装药是先填装炸药，然后填装泥水混合物介质或直接装填水介质，然后用湿透的土石料堵塞介质对孔顶进行封堵处理；实施爆破前将爆破台阶梯段面、临空面用降尘剂做湿润处理。本发明方法采用孔内泥水混合物的耦合介质、孔顶土石混合料的堵塞介质和被爆体表面湿化处理工艺，既能达到传统水压爆破降尘等目的，也能省掉水袋制作过程从而简化施工工艺，大大降低生产成本与爆破负面效应。

Description

一种露天料场降尘爆破工艺

技术领域

本发明属于露天料场开挖施工方法领域，尤其属于露天料场开挖爆破施工技术领域，具体涉及一种露天料场深孔梯段降尘爆破的泥水混合介质装药结构及工艺。

背景技术

爆破作业中，存在大量的炮烟及粉尘。爆破粉尘是伴随爆破瞬间产生的，如果不对炮烟和粉尘进行处理或防护，则有可能由于爆燃产生大量有毒气体导致人员伤亡，其所产生的粉尘对环境的污染也十分严重。研究表明，粉尘粒径、浓度与被爆体、爆破工艺密切相关。

水压爆破作为一种在孔中采用水作耦合介质的爆破方式，能够利用水介质高效传递爆炸能量及其产生的水雾进行降尘。但是，露天料场开挖爆破的炮孔孔壁与孔底大多难以防渗漏，传统水压爆破采用水袋作为堵塞介质费时费工，需要从爆破工艺进行改进。

目前，爆破作业采用的干式抑尘措施对呼吸性粉尘效果并不理想，并伴有二次扬尘的问题；喷雾措施的抑尘效果相对较好，但是用水量过大导致成本过高，且作业区范围的粉尘浓度难以达到职业健康标准。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种露天料场降尘爆破工艺。本发明从爆破时产生粉尘和炮烟源解析，从粉尘特性入手，综合露天料场梯段 爆破的施工特点，并从经济实用的角度提出一种露天料场深孔梯段降尘爆破的泥水混合介质装药结构及工艺。

根据不可压缩液体传递爆破能量原理，设计孔内泥水混合物的耦合介质、孔顶土石混合料的堵塞介质和被爆体表面湿化处理工艺，既能达到传统水压爆破降尘等目的，也能省掉水袋制作过程从而简化施工工艺，大大降低生产成本与爆破负面效应。

本发明利用一种适合喷洒在爆破梯段面与临空面积尘的表面活性泡沫抑尘剂，液桥力增大粉尘的起动风力，达到降低积尘扬起强度的目的。

本发明从爆破时粉尘和炮烟源解析、粉尘特性入手，综合露天料场梯段爆破的施工特点，并从经济实用的角度提出一种露天料场深孔梯段降尘爆破的泥水混合介质装药结构及工艺，形成简单实用的爆破施工工艺，从而达到优化爆破工艺成本、提高爆破降尘措施的性价比，延伸、拓宽绿色爆破施工技术的深度、广度。

本发明采用泥水混合物使得孔壁周围形成均匀一致的泥浆保护面，孔内的泥浆具有一定的比重，防止孔壁裂隙导致不耦合介质渗漏，使得爆炸能量的传递效率更高，使爆炸能量充分消化在被爆岩体内部，减少能量损失。另外，爆炸水雾抛撒速度快，抛撒半径大，控制范围广，水与粉尘的接触面积增大，水的利用效率和降尘效率提高。

本发明对于爆破台阶面、临空面的积尘，在爆破前采用降尘剂溶液进行湿化处理，从而减少爆破冲击波产生的扬尘。研究表明，在使用掺入降尘剂等表面活性剂的水溶液湿润情况下，颗粒间的液桥力起主导作用。这 种液桥力将促进尘粒间的凝聚,使小尘粒积聚成大尘粒,加速尘粒的沉降，从而起到降尘作用。同时由于液桥力较大，通过液桥力被粘结起来的粉尘的起动风力大大增强，与干燥尘粒相比，不易被扬起。该技术可以发挥降尘剂使液体颗粒与粉尘的混合作用，实现降尘。在传统的湿法除尘技术基础上，加入一定量的表面活性剂之后，不但可减小水的表面张力，水雾液滴包裹沉降粉尘能力得到加强，粉尘被水润湿更加容易，降尘效果得到进一步提升。

本发明具体技术方案如下：

一种露天料场降尘爆破工艺，包括以下工艺步骤：

(1)钻孔：在爆破作业平台上，根据地形地质条件，按照常规梯段爆破设计参数钻设炮孔；

(2)装药：每个炮孔装药顺序为：A.先填装炸药；B.填装泥水混合物介质，或，若炮孔孔壁与孔底经检测不漏水，直接装填水介质；C.用湿透的土石料堵塞介质对孔顶进行封堵处理；

其中，孔内泥水混合物介质配合质量份数比例为粘土：水＝20～30:70～80，孔顶土石堵塞介质配合质量份数比例为黏土：砂：水＝65～75:10～15:15～20；

(3)表面处理：实施爆破前，将爆破台阶梯段面、临空面用降尘剂做湿润处理，增强对爆破粉尘的凝聚、捕捉能力，保证绿色施工的环保目标实现；

(4)联网爆破：采用毫秒延期电雷管或非电雷管爆破；

所述降尘剂选用降低水面张力的表面活性化学制剂与基料、水按一定比例混合制成；表面活性化学制剂包括：质量百分数0.05％的十二烷基苯磺酸钠溶液或十二烷基硫酸钠溶液；基料为质量百分数0.3％氯化钠等电解质溶液。

实验效果：通过仪器测量，用质量浓度为0.05％的SAS十二烷基苯磺酸钠溶液作为表面活性剂溶液的降尘效果更为显著，降尘效果大大提高。预湿处理对呼尘的沉降效率均在90％以上,对全尘和呼尘的降尘效率分别达到96.4％和97.9％,与清水降尘效率相比,分别高出44.1％和46.9％。

附图说明

图1为水压爆破炮孔堵塞装药示意图。

图中，1-土石料堵塞段；2—岩石乳化炸药装药段；3—泥水混合装填层；4—自然形成的固壁与防渗保护层。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。

结合附图1。

本发明旨在从实际行动上推行绿色施工，从过程入手减少料场在开挖爆破过程中的产尘量，形成相应规范的爆破工艺，具体施工步骤如下：

(1)在爆破平台按照台阶参数进行打孔，爆破台阶参数如下：

1.钻孔形式，露天深孔爆破的钻孔形式为垂直或倾斜钻孔。

2.2.布孔方式，布孔方式为多排梅花形布置，主爆孔间排距：a×b＝3.0×3.0m，缓冲孔间排距：a×b＝3.0×2.5m，预裂孔间排距：a×b＝1.0×2.0m

3.孔径d：d＝90.0mm。

4.超深h是指钻孔超出台阶底盘标高的孔深，其作用是降低装药中心的位置，以便有效地克服台阶底部阻力，避免或减少留根底，以形成平整的底部平盘。超深值一般为(8～12)d，即0.72～1.08m，取0.8m。

5.孔深L：孔深是由台阶高度和超深确定的。台阶高度的确定应考虑为钻孔、爆破和铲装创造安全和高效的作业条件，它主要取决于铲斗容积和矿岩开挖技术条件，根据本实验要求，实际爆破时台阶高度取10.0m。孔深L＝台阶高度H+超深h；可求得对应孔深为10.8m。

6.最小抵抗线W₁：3.0～4.5m。

7.孔网参数。由于爆破石料粒径≤80cm，爆破孔间排距取值：a×b＝3.0×3.0m。

8.堵塞长度L₂。合理的堵塞长度能降低爆破气体能量损失和尽可能增加钻孔装药量。良好的堵塞质量是尽量增加爆炸气体在孔内的作用时间和减少空气冲击波、噪声和飞石的危害；不允许有飞石时，堵塞长度取钻孔直径的30～35倍。可取L₂＝35d＝35×0.09m＝3.15m。

9.炸药单耗。影响单位炸药消耗量的主要因素有岩石的可爆性、炸药特性、自由面条件、起爆方式和块度要求。因此，选取合理的单位炸药消耗量q需要通过多次试验来验证调整。本工程炸药单耗暂取0.41kg/m³，后期经过生产性试验进行调整。

10.单孔装药量。台阶高度10m，装药量为36.9kg。爆破孔采用以下装药结构单耗为0.41kg/m3，润湿土石料填塞长度为1m，药卷上、下的泥水混合介质长度均为1.5m，如图1；缓冲孔装药量为27kg，单耗为0.41kg/m³，润湿土石料填塞长度为3m；预裂孔装药量为4kg，线装药密度为533g/m，润湿土石料填塞长度为2.5m。

(2)打孔完毕后，进行装药，采用配置好的泥浆(比重：1.10～1.30，稠度：20～25s)装填炮孔，然后填装炸药，并用泥水混合介质将炮孔剩余部分填充，最后用湿透的土石料进行炮孔封堵可以达到良好的爆破效果。土石料配合比拟定为黏土：砂：水＝75:10:15，具有一定的塑性和强度，并根据实际情况调整炮泥尺寸。爆孔装药方式可见图1。

(3)采用毫秒微差爆破技术可以减轻地震波，减少二次爆破，根据爆炸设计顺序，先爆的炮孔为后爆的炮孔提供临空面，提高爆破效率，爆破网络图同常规爆破网络。

(4)实施爆破前，将爆破台阶面、临空面用降尘剂淋湿，以借助粉尘颗粒间液桥力的作用来达到降低爆破破碎时产生粉尘的目的。降尘剂配方拟选用增强水面表面活性的化学制剂和质量分数0.3％氯化钠电解质溶液等，增强对爆破粉尘的凝聚、捕捉能力，保证施工绿色环保。

实验效果：通过仪器测量，用质量浓度为0.05％的SAS十二烷基苯磺酸钠溶液作为表面活性剂溶液的降尘效果更为显著，尘效果大大提高。预湿处理对呼尘的沉降效率均在90％以上,对全尘和呼尘的降尘效率分别达到96.4％和97.9％,与清水降尘效率相比,分别高出44.1％和46.9％。

Claims (2)

1.一种露天料场降尘爆破工艺，其特征在于包括以下工艺步骤：

(1)钻孔：在爆破作业平台上，根据地形地质条件，按照常规梯段爆破设计参数钻设炮孔；

(2)装药：每个炮孔装药顺序为：A.先填装炸药；B.填装泥水混合物介质，或，若炮孔孔壁与孔底经检测不漏水，直接装填水介质；C.用湿透的土石料堵塞介质对孔顶进行封堵处理；

其中，孔内泥水混合物介质配合质量份数比例为粘土：水＝20～30:70～80，孔顶土石料堵塞介质配合质量份数比例为黏土：砂：水＝65～75:10～15:15～20；

(3)表面处理：实施爆破前，将爆破台阶梯段面、临空面用降尘剂做湿润处理；

(4)联网爆破：采用毫秒延期电雷管或非电雷管爆破；

2.根据权利要求1所述的露天料场降尘爆破工艺，其特征在于：所述降尘剂选用降低水面张力的表面活性化学制剂与基料和水按一定比例混合制成；表面活性化学制剂包括：质量百分数0.05％的十二烷基苯磺酸钠溶液或十二烷基硫酸钠溶液；基料为质量百分数0.3％氯化钠电解质溶液。