CN111397451B - 一种露天矿高台阶大孔径缓冲爆破方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种露天矿高台阶大孔径缓冲爆破方法，在临近开采境界的高台阶上，通过在最后一排布设缓冲孔，孔内间隔装药的爆破技术，不但可以提高炮孔的深度的有效利用率，还可以降低爆破震动对边坡稳定性的影响，提高边坡靠界效率，使得采场钻机设备型号单一化，最终实现高效、安全、低成本的靠界作业。

Description

一种露天矿高台阶大孔径缓冲爆破方法

技术领域

本发明涉及工程爆破领域，尤其涉及一种露天矿高台阶大孔径缓冲爆破方法。

背景技术

目前露天矿山现有的扩帮方式是按照原台阶水平，逐层向外扩展，且台阶多使用12～15m的高度，但在临近开采境界时，通常采用小孔径预裂靠界爆破的方法来保护边坡的稳定并完成靠界作业。但是，在靠界作业时，经常会面临常规台阶并段叠置、台阶高度成倍增加的情况，而采用常规的小孔径双段预裂靠界的爆破方法，不但使得施工成本高昂，还会出现孔径小、孔深大，钻杆抽出时不易成孔的问题；在常规小孔径预裂爆破施工过程中，预裂孔多且密，现场施工复杂，在爆破装药施工时还会对小孔造成二次伤害，造成堵孔或塌孔。

一般的预裂缓冲爆破采用孔径120mm的小钻完成穿凿，这就要求矿山要采用至少两种不同型号的钻机完成穿凿，给矿山管理带来了难度；此外，形成同样的一段靠界面，单段预裂爆破效率低，采场需警戒两次，影响生产正常进行。

发明内容

本发明的目的是针对现有已并段台阶靠界时受空间高度大，现有小孔径预裂爆破效率低，矿山钻机型号多的问题，提供一种露天矿高台阶大孔径缓冲靠界爆破方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种露天矿高台阶大孔径缓冲爆破方法，一种露天矿高台阶大孔径缓冲爆破方法，其特征在于，包括如下设置：

1)已并段台阶高度为22～24m，炮孔倾角为90°，正常炮孔直径为310mm，正常炮孔超深为2.0～2.5m，缓冲孔没有超深，缓冲孔设置于最后一排；

2)炮孔布置：排距为5.0～5.5m，正常孔的孔距为15.0～16.0m，缓冲孔的孔距为正常孔的孔距的1/4～2/3，台阶平面上炮孔按照三角形布置；

3)炮孔装药：缓冲孔中自下而上依次为底部装药段、下部空气间隔段、中部装药段、上部空气间隔段、顶部装药段以及炮孔填塞段；其中正常炮孔中采用1段间隔2段药柱的装药方式，自下而上依次为下部装药段，空气间隔段、上部装药段以及炮孔填塞段；

4)在装药部位分别装入500g的高威力起爆弹，起爆弹内装2发塑料导爆管雷管，塑料导爆管雷管的雷管脚线至地表孔口；

5)用压缩空气间隔器进行间隔，用岩屑、粉进行炮孔堵塞，堵塞高度为8.0m；

6)按照起爆网络设计将各炮孔连线、逐孔起爆。

进一步的，缓冲孔的孔距为5m。

进一步的，底部装药段、中部装药段和顶部装药段均为铵油炸药。

进一步的，下部装药段和上部装药段均为铵油炸药。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

在临近开采境界的高台阶上，通过在最后一排布设缓冲孔，孔内间隔装药的爆破技术，不但可以提高炮孔的深度的有效利用率，还可以降低爆破震动对边坡稳定性的影响，提高边坡靠界效率，使得采场钻机设备型号单一化，最终实现高效、安全、低成本的靠界作业；

本发明与现行的技术相比具有下列优点：(1)高台阶大孔径缓冲爆破后可形成有利于维护边坡稳定性的缓冲面，既节省炸药，又可降低爆破震动给边坡带来的不稳定风险，降低穿孔成本，减少整体穿孔数量，减少避炮时间；(2)在已并段的高台阶上，直接实施大孔径靠界爆破技术，简化了露天矿预裂靠界爆破作业面数量，提高了靠界作业效率，降低了作业平台辅助生产(运输道路、高压架线等)费用；(3)在已并段的高台阶上直接作业，避免了大型牙轮钻、小型潜孔钻机在狭窄的作业平台上交互作业，减少设备间的相互影响，作业安全性大幅提高；(4)利用普通牙轮钻机实现了穿凿大直径炮孔和缓冲孔，避免了引进大量的小型潜孔钻机，实现采场设备单一化；(5)用爆轰性能优良的铵油炸药进行多段空气间隔装药，大大减少单孔装药量，空气柱的可压缩性也延长了爆轰气体对周围岩石破碎的作用时间，提高了炸药破岩的能量利用率，保证靠界爆破的围岩稳定性，降低爆破成本。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明露天矿24m高台阶大孔径缓冲靠界爆破方法的炮孔布置示意图；

图2为本发明露天矿高台阶大孔径缓冲爆破方法的炮孔装药结构示意图；

附图标记说明：1、正常台阶；2、已并段台阶；3、正常炮孔；4、孔距；5、排距；6、缓冲孔；7、起爆弹；8、底部装药段；9、塑料导爆管雷管；10、下部空气间隔；11、空气间隔器；12、中部装药段；13、上部空气间隔；14、顶部装药段；15、炮孔填塞；16、炮孔超深；17、下部装药段；18、空气间隔；19、上部装药段。

具体实施方式

如图1和2所示，一种露天矿高台阶大孔径缓冲爆破方法，在露天矿已并段台阶2上除最后一排缓冲孔6外，其余正常炮孔3均按照三角形方式布设炮孔，孔网参数按照排距5×孔距4＝(5.0～5.5)m×(15～16)m，超深根据岩性设置2～2.5m，缓冲孔6的孔距是正常孔3的孔距的1/4～2/3，缓冲孔6不设置超深；用牙轮钻机穿凿310mm大直径的炮孔，炮孔验收合格后，缓冲孔6内由下至上采用空气间隔分3段装药；正常炮孔3采用空气间隔分2段装药，所有炮孔填塞，并连线后采用逐孔起爆方式起爆。实现在已并段的24.0m高台阶上，孔内大空气间隔装药、大孔径缓冲靠界的综合技术，实现成本低、一次完成靠界作业和钻机型号单一化的技术目标。

上述露天矿24m高台阶缓冲靠界爆破方法，具体包括如下步骤：

第一步，先在已并段的待爆破区域规划爆区，现场按三角形布置炮孔，孔网参数〔排距×孔距＝(5.0～5.5)m×(15～16)m〕，最后一排缓冲孔6的孔距是正常孔距的1/4～2/3，一般为5m，爆区前排炮孔要根据现场实际坡顶线情况调整，局部突出部位可增加辅助炮孔；

第二步，根据规划爆区的岩性、工程地质等条件确定炮孔超深16(中等硬度岩石以2.0～2.5m为宜)，正常炮孔3深度为26m，缓冲孔6深度为24m；

第三步，用普通牙轮钻机按照现场炮孔布置图，逐个穿凿炮孔至设计深度；

第四步，对已打好的炮孔进行测量，根据测定的孔深确定炮孔的间隔高度(正常炮孔3为4～5m，缓冲孔6为6～7m)和计算炮孔装药量；

第五步，在第三步中炮孔中装填炸药形成药柱，装药方式为耦合装药。缓冲孔中装填炸药采用2段间隔3段药柱的装药方式，自下而上依次为底部装药段8、下部空气间隔段10、中部装药段12、上部空气间隔段13、顶部装药段14以及炮孔填塞段15；正常孔3中采用1段间隔2段药柱的装药方式，自下而上依次为下部装药段17，空气间隔段18、上部装药段19以及炮孔填塞段15；

第六步，其中，缓冲孔底部装药段8、中部装药段12以及顶部装药段14的长度均为1m，装填的炸药为铵油炸药，下部空气间隔段10以及上部空气间隔段13长度均为7m，间隔介质为空气，炮孔填塞段15的长度为8m，填塞物为岩屑；正常孔下部装药段17长度为8m，空气间隔段18长度为5m，上部装药段19长度为5米，炮孔填塞段15长度为8m；

第七步，在缓冲孔及正常孔中的装药部位分别设置起爆弹7作为起爆点，起爆弹7内装2发塑料导爆管雷管9，塑料导爆管雷管9的雷管脚线至地表孔口；

第八步，用装药车装填多孔粒状铵油炸药至设计药量；

第九步，按设计的炮孔装药结构，下放压缩空气间隔器11至设计位置；

第十步，用钻孔岩屑的堵塞正常炮孔3和缓冲孔6至孔口地平；

第十一步，按照起爆网络设计将各炮孔连线、逐孔起爆。

通过执行上述技术方案，本发明与现行的技术相比具有下列优点：(1)高台阶大孔径缓冲爆破后可形成有利于维护边坡稳定性的缓冲面，既节省炸药，又可降低爆破震动给边坡带来的不稳定风险，降低穿孔成本，减少整体穿孔数量，减少避炮时间；(2)在已并段的高台阶上，直接实施大孔径靠界爆破技术，简化了露天矿预裂靠界爆破作业面数量，提高了靠界作业效率，降低了作业平台辅助生产(运输道路、高压架线等)费用；(3)在已并段的高台阶上直接作业，避免了大型牙轮钻、小型潜孔钻机在狭窄的作业平台上交互作业，减少设备间的相互影响，作业安全性大幅提高；(4)利用普通牙轮钻机实现了穿凿大直径炮孔和缓冲孔，避免了引进大量的小型潜孔钻机，实现采场设备单一化；(5)用爆轰性能优良的铵油炸药进行多段空气间隔装药，大大减少单孔装药量，空气柱的可压缩性也延长了爆轰气体对周围岩石破碎的作用时间，提高了炸药破岩的能量利用率，保证靠界爆破的围岩稳定性，降低爆破成本。

本发明注重实用，原理简洁易懂，操作方便。尤其是在企业降本增效方面有显著效果。实现大孔径缓冲靠界工程每米靠界成本可节约1150元，引领非煤露天开采行业技术进步，提升露采技术水平，拉动企业新增产值。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种露天矿高台阶大孔径缓冲爆破方法，其特征在于，包括如下设置：

1）已并段台阶（2）高度为22～24m，炮孔倾角为90º，正常炮孔（3）的直径为310mm，正常炮孔超深（16）为2.0～2.5m，缓冲孔（6）没有超深，缓冲孔（6）设置于最后一排；

2）炮孔布置：排距（5）为5.0～5.5 m，正常炮孔（3）的孔距（4）为15.0～16.0 m，缓冲孔（6）的孔距为正常炮孔的孔距的1/4～2/3，台阶平面上炮孔按照三角形布置；

3）炮孔装药：缓冲孔（6）中自下而上依次为底部装药段（8）、下部空气间隔段（10）、中部装药段（12）、上部空气间隔段（13）、顶部装药段（14）以及炮孔填塞段（15）；其中正常炮孔（3）中采用1段间隔2段药柱的装药方式，自下而上依次为下部装药段（17），空气间隔段（18）、上部装药段（19）以及炮孔填塞段（15）；

4）在装药部位分别装入500g的高威力起爆弹（7），起爆弹（7）内装2发塑料导爆管雷管（9），塑料导爆管雷管（9）的雷管脚线至地表孔口；

5）用压缩空气间隔器（11）进行间隔，用岩屑、粉进行炮孔填塞，炮孔填塞段（15）高度为8.0m；

6）按照起爆网络设计将各炮孔连线、逐孔起爆；

其中：底部装药段（8）、中部装药段（12）和顶部装药段（14）均为铵油炸药；下部装药段（17）和上部装药段（19）均为铵油炸药。

2.根据权利要求1所述的露天矿高台阶大孔径缓冲爆破方法，其特征在于，缓冲孔孔距为5m。

Images