CN116642388A - 一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法，该方法的步骤包括：选择易殉爆区域进行螺旋式布孔；准备一台内窥镜仪，通过探头伸入各炮孔内观察；准备一台非金属超声波测试仪和一台计算机，通过导线将超声波测试仪分别与监测探头和计算机相连接；将两个监测探头分别伸入两个炮孔，测试出该区域的岩体情况；在一定范围内布置振速测试仪；对各炮孔进行常规装药并起爆，通过计算机连接并读取振速测试仪采集的数据；根据所测数据，利用相应公式反算出发生爆炸的炸药量，分析殉爆情况并确定殉爆距离。本发明涉及爆破开采及炸药殉爆测试技术领域，通过对殉爆情况与振速的监测，测算出实际殉爆距离，可达到防止或减少殉爆现象出现的目的。
Description
技术领域
本发明涉及爆破开采及炸药殉爆测试技术领域，具体涉及一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法。
背景技术
主发装药引起与其间隔一定惰性介质的被发装药发生爆炸的现象称为殉爆，惰性介质可以是水、空气、土壤、岩石等，主发装药与被发装药之间发生殉爆的最大距离为殉爆距离。
殉爆现象的存在使得炸药在矿山开采中存在极大的安全隐患，尤其在岩层裂隙较发育且含有丰富地下水的开采区域中进行穿爆作业时，钻孔可能穿过裂缝，且在使用炸药对炮孔进行除水作业后，裂隙被进一步扩展，致使两个相邻的炮孔被裂隙贯通，使得后续装药爆破产生的冲击波通过裂隙中所含的水介质引发邻近炮孔的炸药发生殉爆现象，导致产生过大的爆破振动效应以及不可控的飞石、大块等不良影响。
目前，这类穿爆作业仅仅依靠经验公式大致估算殉爆距离并进行现场炮孔间距的设置，因此常出现多个炮孔装药殉爆的现象，且无法有效的对殉爆距离进行二次估算，对矿山的正常生产具有很大影响。
为了解决上述工况下殉爆距离的确定等技术问题，发明了一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法，通过对易殉爆区域装药的殉爆情况与振速监测，测算出实际殉爆距离，达到防止或减少殉爆现象出现的目的，从而控制爆破产生的振动、飞石、大块等不良影响。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法，包括以下步骤：
步骤一：选择裂隙发育且含水丰富的易殉爆区域进行螺旋式布孔；
步骤二：准备一台内窥镜仪，通过无线网与手机相连接并将探头伸入各炮孔内观察；
步骤三：准备一台非金属超声波测试仪和一台计算机，通过导线将两个监测探头与超声波测试仪连接在一起，同时将超声波测试仪与计算机相连接；
步骤四：将两个监测探头分别伸入两个炮孔，测试该区域的岩体情况并取出探头；
步骤五：在一定范围内布置振速测试仪；
步骤六：对各炮孔进行常规装药并起爆，通过计算机连接并读取振速测试仪采集的数据；
步骤七：根据振速测试仪在各时间段所测三向振速曲线及主振速，利用萨道夫斯基公式反算出发生爆炸的炸药量，分析被发炮孔炸药的殉爆情况并确定殉爆距离。
在步骤一中，所述的钻孔主要包含一个主发炮孔和六个被发炮孔：被发炮孔围绕主发炮孔进行螺旋式布置，与主发炮孔的间距由近到远依次按1m的等差设置，且相邻两个被发炮孔与主发炮孔中心的连线之间的夹角相同，均为60°。
在步骤四中，所述监测探头中的发射探头置于主发炮孔中，另一个接收探头置于被发炮孔中，并将其提升同高度至步骤二中内窥镜仪初步观察记录下的孔内存在裂隙的位置，此时应保证炮孔内水位尽量到达孔口处；再通过分析步骤三所连接的计算机导出的波形数据，记录该区域最大裂隙位置以及裂隙水的贯通情况。
在步骤五中，所述的振速测试仪布置于距爆区中心30～50m的范围内，并尽量使传感器与地面紧密相连，同时保证传感器的X方向指向爆区，Y方向与爆区平行，Z方向为竖直方向。
在步骤六中，常规装药应保证每个炮孔内最大裂隙位置处有炸药分布，且对各炮孔进行引爆时，从主发炮孔开始，由近到远依次起爆被发炮孔，并控制每个炮孔内的雷管按一固定的时间间隔起爆。
在步骤七中，被发炮孔炸药的殉爆情况通过所测三向振速曲线中显示某时间内段振速曲线的缺失情况进行确定，并得出大致殉爆距离；同时通过三向振速曲线得到X、Y、Z三个方向上的主振速，计算出合成振速并利用萨道夫斯基公式反算出发生爆炸的炸药量，对比得到实际殉爆距离。
本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法，通过对易殉爆区域炮孔装药的殉爆情况与振速监测，测算出实际殉爆距离，达到防止或减少殉爆现象出现的目的，从而控制爆破产生的振动、飞石、大块等不良影响。
附图说明
图1为实施例中的爆区炮孔及振速测试仪布置效果图；
图2为实施例中的透射波测试法示意图；
图中，1-振速测试仪，2-被发炮孔，3-主发炮孔，4-发射探头，5-接收探头，6-非金属超声检测分析仪，7-计算机，8-导线。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。
一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法，包括以下步骤：
步骤一：对裂隙发育且含水丰富的易殉爆区域进行钻孔作业，所钻炮孔主要包含一个主发炮孔和六个被发炮孔：被发炮孔围绕主发炮孔进行螺旋式布置，与主发炮孔的间距由近到远依次设为3m、4m、5m、6m、7m、8m，且相邻两个被发炮孔与主发炮孔中心的连线之间的夹角相同，均为60°，同时保证各炮孔的孔径与孔深一致，并在钻孔后利用少量乳化炸药完成对各炮孔的除水作业。
步骤二：准备一台内窥镜仪，先将内窥镜无线网与手机相连接，通过调试器将内窥镜光源调试至合理亮度，然后把内窥镜缓缓放入炮孔内部，使用手机观察炮孔内部影像并记录不同位置处炮孔内部裂隙分布情况。
步骤三：准备一台非金属超声检测分析仪，通过导线与计算机相连接，再通过导线将发射探头和接收探头与超声波测试仪连接在一起。
步骤四：利用透射波测试法，将发射探头和接收探头分别伸入主发炮孔与被发炮孔。测试前，通过注水车将孔内水注满，在注水的过程中，将对声波测试系统进行安装以及测试剖面编号、延迟时间、孔口位置和孔距等参数的设置；测试开始后，通过观察显示器，当声波波形趋于稳定后，进行记录保存，此时完成一次测试，随即从测试孔底开始，将两个监测探头同步且逐次地向孔口移动0.5m，当发现波速骤减时适当减小步长，从而可以更加精确确定裂隙在炮孔中的具体位置。结合前期记录的裂隙以及现场声波测试时，逐步向炮孔上端移动，重复上述工作，直至到到达孔口；最终分析计算机导出的波形数据，记录该区域最大裂隙位置以及裂隙水的贯通情况。
步骤五：准备五台振速测试仪，布置在距爆区中心30m处，尽量使传感器与地面紧密相连，同时保证传感器的X方向指向爆区，Y方向与爆区平行，Z方向为竖直方向；五台振速测试仪沿X和Y方向按“T”形均匀布置，且间距设为5m；将传感器与振动采集系统通过数据传输线连接，并且将振动采集系统放置于保护盒中；设置采集系统参数，仪器采用内触发方式，触发电平为0.015cm/s，速率设置为1k，记录时间为2s。
步骤六：准备足量乳化炸药药包以及数码电子雷管，对各炮孔进行常规装药，其中主发药包装药量设置120kg，被发药包设置24kg，同时保证每个炮孔内最大裂隙位置处有炸药分布；0s时引爆主发炮孔内炸药，随后引爆的被发炮孔时间间隔均为1000ms，在各炮孔由近到远依次起爆完成后，收回所设的振速测试仪；
准备一台计算机，通过数据传输线分别与每个振动采集系统相连接，读取采集到的数据，并绘制出各时间段内的三向振速曲线，此实施过程均在计算机中完成。
步骤七：通过此实施例中所得到的三向振速曲线，分析是否存在某个时段振速曲线的缺失，若存在缺失则表明该引爆时间对应的炮孔内出现了殉爆现象，可得到每个被发炮孔的殉爆情况；
再根据三向振速曲线内的主振速，即最大振速，代入公式1计算合成振速；其中，公式1为：
式中，V合为合成振速，Vx为X方向主振速，Vy为Y方向主振速，Vz为Z方向主振速；
结合萨道夫斯基公式，推导出公式2：
式中，Q为发生爆炸的炸药量，V为振速，R为爆区中心至测点间的距离，k、α为与爆破点地形、地质条件有关的系数及衰减指数；
将公式1求得的合成振速代入公式2可反算出殉爆出现时发生爆炸的炸药量，对比主发炮孔与被发炮孔的装药量，最终推算出该易殉爆区域的实际殉爆距离。
以上所述实施例中的方案仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的专利保护范围，旨在更好地解释本发明的原理和应用，以帮助技术领域内的人员理解和利用本发明，凡是未脱离本发明所作的任何修改、等同替换等，均应包含于本方案的专利范围之中。
Claims (6)
1.一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：选择裂隙发育且含水丰富的易殉爆区域进行螺旋式布孔；
步骤二：准备一台内窥镜仪，通过无线网与手机相连接并将探头伸入各炮孔内观察；
步骤三：准备一台非金属超声波测试仪和一台计算机，通过导线将两个监测探头与超声波测试仪连接在一起，同时将超声波测试仪与计算机相连接；
步骤四：将两个监测探头分别伸入两个炮孔，测试该区域的岩体情况并取出探头；
步骤五：在一定范围内布置振速测试仪；
步骤六：对各炮孔进行常规装药并起爆，通过计算机连接并读取振速测试仪采集的数据；
步骤七：根据振速测试仪在各时间段所测三向振速曲线及主振速，利用萨道夫斯基公式反算出发生爆炸的炸药量，分析被发炮孔炸药的殉爆情况并确定殉爆距离。
2.根据权利要求1所述的一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法，其特征在于，在步骤一中，所述的钻孔主要包含一个主发炮孔和六个被发炮孔：被发炮孔围绕主发炮孔进行螺旋式布置，与主发炮孔的间距由近到远依次按1m的等差设置，且相邻两个被发炮孔与主发炮孔中心的连线之间的夹角相同，均为60°。
3.根据权利要求1、2所述的一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法，其特征在于，在步骤四中，所述监测探头中的发射探头置于主发炮孔中，另一个接收探头置于被发炮孔中，并将其提升同高度至步骤二中内窥镜仪初步观察记录下的孔内存在裂隙的位置，此时应保证炮孔内水位尽量到达孔口处；再通过分析步骤三所连接的计算机导出的波形数据，确定该区域最大裂隙位置以及裂隙水的贯通情况。
4.根据权利要求1所述的一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法，其特征在于，在步骤五中，所述的振速测试仪布置于距爆区中心30～50m的范围内，并尽量使传感器与地面紧密相连，同时保证传感器的X方向指向爆区，Y方向与爆区平行，Z方向为竖直方向。
5.根据权利要求1、2、3所述的一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法，其特征在于，在步骤六中，所述的常规装药应保证每个炮孔内最大裂隙位置处有炸药分布，且对各炮孔进行引爆时，从主发炮孔开始，由近到远依次起爆被发炮孔，并控制每个炮孔内的雷管按一固定的时间间隔起爆。
6.根据权利要求1至5所述的一种富水裂隙台阶炮孔装药的殉爆距离测试方法，其特征在于，在步骤七中，所述的被发炮孔炸药的殉爆情况通过所测三向振速曲线中显示某时间段内振速曲线的缺失情况进行确定，并得出大致殉爆距离；同时通过三向振速曲线得到X、Y、Z三个方向上的主振速，计算出合成振速并利用萨道夫斯基公式反算出发生爆炸的炸药量，对比得到实际殉爆距离。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117989945A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-05-07 | 山东科技大学 | 一种基于聚能装置的乳化炸药最大引爆距离测试寻优方法 |
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2023
- 2023-05-31 CN CN202310627140.0A patent/CN116642388A/zh active Pending
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