資訊動態
典型實例
完成時間：1996年3月一1997年10月
工程地點：江西銅業公司德興銅礦
申報單位：北京礦冶研究總院
完成單位：江西銅業公司德興銅礦
項目主持人及參加人員：汪旭光、劉躍偉、王國立、范小雄、秦虎、鄒招保、潘忠偉、 查克兵、簡新春、周少兵
撰稿人：范小雄、秦虎
1項目背景
預裝藥爆破技術是一項集鉆孔、裝藥、爆破器材和爆破方法于一體的綜合性爆破技術，其實質是采用鉆孔、裝藥、充填平行作業方式進行爆區準備，待整個爆區形成后再統一連線起爆。這種變集中裝藥為分散裝藥的操作方式，可以實現大區毫秒延時爆破和多工作面同時起爆，減少爆破次數，進而減少大型生產設備的避炮耐間，提高效率，有利于合理安排生產。
該項爆破技術從1994年開始在江西銅業公司德興銅礦進行現場試驗，1996年6月獲得成功并得到了全面的推廣應用。預裝藥時間可達7～10天，爆破次數由原來的每天1～2次減少到每周2～3次。生產實踐表明，預裝藥爆破技術已成為該礦采礦場完成生產爆破任務的必要技術手段。采用預裝藥爆破技術，每年可為德興銅礦產生直接經濟效益530余萬元，年綜合經濟效益可達1000萬元以上。
2預裝藥爆破的爆破器材選擇
2.1炸藥的選擇
在爆破作業中，炸藥品種的選擇和質量如何，直接關系到爆破效果和爆破安全。德興銅礦礦床地質變化復雜，高硫礦脈多，幾年來裝藥炮孔曾多次發生炸藥自燃自爆事故。因此本技術采用德興銅礦與北京礦冶研究總院于1995年研制的BDS系列預裝安全乳化炸藥。該炸藥炮孔爆速測試見表1。
從表1中的數據可以看出，BDS系列乳化炸藥完全可滿足預裝藥爆破作業對炸藥性能和預裝時間(7～10天)的要求。
2.2起爆器材的選擇
該礦采場爆破作業采用現場混裝車裝藥，炸藥出藥溫度可達60～70℃，而且乳化炸藥中的油相及炮孔酸性水對普通起爆器材都有腐蝕作用，因此必須選擇特殊起爆器材。經試驗(見表2)，PF40型耐高溫高強度塑料導爆索—M-I-5A型起爆藥柱作為預裝藥爆破的起爆器材是安全可靠的。
表2儲存7天后PF40型耐高低溫塑料導爆性能測試
項 目
測試結果
備 注
傳爆可靠性
用一發電雷管。導爆索可完全爆轟；導爆索可引爆500g黑梯起爆藥柱
爆速測試采用BSW一3型五段智能式爆速儀
爆速測試／m·s-1
6600，6587，6726，6555
3預裝藥爆破的裝藥、起爆系統與孔網參數
3.1裝藥結構
裝藥采用現場炸藥混裝車。裝藥結構如圖l所示。
預裝藥爆破裝藥與充填比例一般控制在1：(0.65～0.8)之間。充填長度過小，爆破后易出現漏斗和飛石；充填長度過大，則上部大塊增多?，F場測試表明，當裝藥長度：填塞長度=1：(0.65～0.8)之間時，孔內爆轟產物沖出時間可維持到起爆后14.8ms，若填塞不夠，起爆后約1.96ms爆炸產物便從孔內沖出，爆炸氣體對礦巖的作用時間減少，且后者的爆轟氣流初速度比前者高5.84％～11.36％，這樣既浪費了能量，又不利于炮孔礦巖的破碎。
起爆方式
對于比較難爆的礦巖，或只有一個爆破自由面時，可采用V形起爆，以造成礦巖爆后相對高速碰撞，具有二次破碎的效果。為防止V形端處炮孔夾制，V形底的夾角以120°～130°為宜。
當有兩個爆破自由面時，應采用對角式起爆?？墒灌徑旅娴呐诳自黾右粋€側向自由面，造成多面臨空，改善礦巖爆破條件；而且最后起爆的孔數及藥量減少，減少了爆破后沖。當礦巖易爆時，可采用排間起爆方式。
3.3非電起爆系統
該礦地處南方，雷雨季節相對較長，為保證爆破安全，采用非電起爆系統是非常必要的。采用非電起爆系統進行大區微差爆破，其靈活性是電起爆系統無法代替的，而且有助于改善爆破效果、合理分配微差間隔時間、提高破碎質量。
3.4大區微差爆破
采用預裝藥爆破技術進而實現大區毫秒延時爆破，對該礦采場爆破作業具有重要意義。由于該礦年采剝總量達6000萬t以上，按每次15萬t的中小區規模爆破設計，每年需進行約400次爆破，按年工作日300天計算，每天要爆破1.33次。經統計，某年實際爆破次數曾達456次。頻繁的爆破，造成鉆機及電鏟等大型設備的頻繁移動，大大降低了設備的作業效率。在裝藥及爆破受停電或設備故障等因素的影響，而不能在規定的時間內爆破時，會給礦山的管理及正常生產帶來安全隱患，而且中(小)爆區接觸處還易產生根底。
大區毫秒延時爆破采用異步分區爆破方式，合理選擇毫秒延時間隔時間及爆破總歷時，可降低爆破振動波的影響。
由于大區毫秒延時爆破孔數、排數多，必須減少最大一段的起爆藥量，以降低爆破振動對邊坡的影響。目前國內高精度電雷管最高段位為30段，當一面炮的炮孔數很多時，無法合理分段。采用異步分區，即將一個大爆區分為若干個爆區，可達到大規模干擾降振的目的。
3.5多工作面同時起爆系統
由于實現了預裝藥，在爆破方法上可采用多工作面同時起爆系統安排爆破作業。多工作面同時起爆系統是指先在多個工作面進行預裝藥，待這些爆區工作面形成后，再分別連網起爆。
3.6預裝藥爆破孔網參數
預裝藥爆破的布孔方式采用三角形交錯布置，主爆孔、輔助孔與措施孔協調布局，從而達到裝藥藥柱與設計孔網上的鉆孔、實際抵抗線和自由面等條件完全配合的目的，保證爆區內爆破作用協調且充分。
實踐表明，預裝藥爆破采用表3中的優化孔網參數，可以獲得較好的爆破效果。
4預裝藥爆破技術實例應用
4.1預裝藥爆破的設計和施工
4.1.1爆破設計
測量科必須根據月、周的采剝計劃，在爆破技術人員的配合下，及時提供爆區平面圖(包括高程點)。爆破技術人員必須根據爆區平面進行孔網和孔深設計，還要有穿孔施工圖、炮孔驗收圖及起爆網路設計圖。
每次爆破應根據底盤抵抗線大小、孔深、巖性和地質構造等因素進行裝藥設計和起爆網路設計。
4.1.2裝藥組織與施工
4.1.2.1 裝藥組織
裝藥車操作崗位配備5人，其中裝藥車司機1人，尾座操作1人，起爆體加工1人，測量裝藥高度及充填2人。
4.1.2.2 裝藥程序
炮孔在炸藥裝人之前，先放入2發起爆體，離孔底約2m，然后將輸藥軟管放入炮孔裝藥，裝藥至一半后，再將另l發起爆體放人孔內，裝藥完畢測量充填高度。由于炸藥采用化學發泡控制炸藥密度，炸藥進入炮孔后約lOmin，達到最終密度，然后進行充填。
4.1.2.3 施工注意事項
(1)嚴格按預裝藥爆破安全規程進行施工；
(2)裝藥車裝藥前必須首先測定炸藥密度，合格后才能裝藥；
(3)干孔裝藥時，裝藥軟管應放在低于炸藥最后達到的水平處，這樣可避免炸藥粘在填塞處的孔壁上；
(4)水孔裝藥時，裝藥軟管必須下到孔底才能泵藥，以便將水排出；
(5)不應使導爆索打結、扭折；
(6)密切注意炸藥狀態，當乳化不完全或乳膠體表面出現結皮、結晶等現象時，應停止裝藥，待正常后方可裝藥；
(7)裝藥完畢，必須派專人晝夜看守，插置“預裝藥爆區”標志牌，并在爆區四角插上醒目小紅旗標識。
4.1.3預裝藥爆破的基本參數
4.1.3.1 基本參數
(1)炮孔直徑：250mm；
(2)延米裝藥量：70kg／m；
(3)炸藥密度：1.05～1.15g／m3；
(4)臺階坡面角：大于65°；
(5)孔邊距(前排炮孔與眉線之間的距離)：壓渣爆破或I類難爆區可取1.5m，Ⅱ類巖取2.5～3m，Ⅲ類巖大于3m，有后沖、傘巖時孔邊距取大值，確保鉆機安全。
4.1.3.2優化的預裝藥爆破孔網參數
I類巖：6m×7m，7m×7m；
?、蝾悗r：7m×9m，8m×9m；
?、箢悗r：8m×9m，8．5m×9．5m。
4.2預裝藥爆破實例
4.2.1 實例1：915大區毫秒延時爆破
(1)爆破日期：1997年9月15日；
(2)爆破地點：北山5號站；
(3)巖性：二、三類巖；
(4)孔網：8m×9m；
(5)孔深：17．5m；
(6)孔數：252個；
(7)充填：6～7m；
(8)每孔裝藥量：750kg；
(9)總裝藥量：170t。
(10)起爆方式：爆破采用電雷管一導爆索一繼爆管聯合起爆系統，避免了因電雷管竄、跳段對爆破效果的不利影響，有利于爆破分段設計。
根據工作面情況，采用斜線起爆方式，爆破總面積14720m2，爆破量59.6萬t。具體裝藥情況見表4。
由于本次爆破炮孔較多，且爆區臨近黃牛前邊坡，爆區中心離邊坡60m，邊坡允許振動速度不大于6cm／s，計算最大一段起爆藥量應小于3.75t。
(11)爆破效果：爆破形態較為規整，爆堆松散性較好，無大塊和根底。
4.2.2 實例2：925大區毫秒延時爆破
(1)爆破日期：1997年9月25日；
(2)爆破地點：孔雀山11號鉆機；
(3)巖性：三類巖；
(4)孔網：8m×9m；
(5)孔深：16．5m；
(6)孔數：227個；
(7)充填：7～8m；
(8)每孔裝藥量：700～750kg；
(9)總裝藥量：160t；
(10)起爆方式：爆破采用電雷管起爆系統。
具體裝藥情況見表5。
由于本次爆破電雷管較多，超過1臺起爆器起爆能力，故采用2臺串聯起爆。
(11)爆破效果：爆破量為66萬t，爆堆形態較為規整，爆堆松散性較好，無大塊和根底。
4.2.3 實例3：多工作面同時起爆
4個工作面同時起爆的實例見表6和圖2。
2002年8月15日起分別在4個工作面進行預裝藥，共預裝BDS安全乳化炸藥218.4t，8月20日4個工作面前排孔、側排孔進行現裝藥，全部施工完畢后同時連網起爆。爆破效果良好，爆堆充分隆起，后排溝槽明顯，無大塊和根底。
5結論
預裝藥爆破技術已在德興銅礦采場爆破作業得到全面應用，爆破效果良好，預裝時間可達7～10天，爆破次數由原來的每天1～2次減少到每周3～4次，提高了電鏟、電動輪汽車及炸藥混裝車等大型生產設備的效率，降低了生產成本。
該項技術自1996年6月在德興銅礦全面推廣應用以來，預裝藥爆破量已達2.5億t，爆破效果良好，成為該礦完成爆破作業任務的必要技術手段，其經濟效益和社會效益顯著。