爆破作用线对非均质岩体破碎效果影响分析

在非均质岩体的露天矿进行大区深孔爆破中,通过设计优化的爆破网路,确定爆破作用方向,可使有大量结构面存在的非均质岩体有较好的爆破效果。爆破作用线就是根据非均质岩体节理、裂隙发育的变化趋势,采用逐孔毫秒微差多侧向自由面起爆增加径向拉应力使爆破作用增强。通过对黑山露天煤矿3#采区岩性和结构面分析,提出爆破作用线理论：对存在结构面的复杂岩体,增加爆破自由面,设计对称“V”型斜线间隔爆破作用线非电导爆管起爆网路实行逐孔毫秒微差,可减少岩石大块;对局部存在的非均质岩体,确定爆破作用线方向加强爆破作用,设计间隔爆破作用线斜线非电导爆管起爆网路实行逐孔毫秒微差起爆,可使岩体破碎均匀。这些研究成果对于解决干旱区非均质岩体的露天煤矿爆破技术问题有借鉴作用。     

干旱区露天煤矿复杂岩体爆破技术方案设计研究

为了减小干旱区深凹露天煤矿在非均质复杂岩体赋存条件下深孔爆破所产生的岩体大块和爆堆不规整给采装、运输安全作业带来的影响及爆破飞石对采掘场内安全设施和设备带来的危害,提出了干旱区非均质复杂岩体爆破关键技术,即:针对不同复杂岩体破裂面构成形态,优选具有实现多段位逐孔毫秒微差、多种起爆单元形式组合和炮孔连接线可变的V型斜线毫秒微差起爆网路;优选确定爆破参数和毫秒微差间隔时间,根据复杂岩体赋存状况,采用三角形布孔、小药包不耦合装药的大区多排孔深孔爆破和逐孔毫秒微差起爆;增加岩体内爆破侧向自由面,增强反射拉伸波在爆破侧向自由面处对后爆孔岩体的径向拉应力作用,从岩体构造与爆破作用之间的关系揭示干旱区非均质复杂岩体破岩机理;选用低爆力工业炸药孔内多点瞬发起爆,减少爆炸应力波对岩壁的过度破碎而增加爆生气体的爆破作用时间使爆破效能持续有效.爆破实验结果表明,采用优化的爆破设计方案和关键技术,能较好解决非均质复杂岩体爆破难题,使爆破作用更加有效,爆破能量分配更加均匀,爆堆更加规整便于采装和运输.     

干旱区露天煤矿非构造裂隙爆破技术及案例分析

通过对干旱区露天煤矿非构造裂隙岩性特性、岩体破裂面、裂隙产状以及爆破过程中出现问题的分析,探讨了非构造裂隙岩体对爆破作用的影响。在此基础上,对起爆位置、装药结构、起爆顺序等关键爆破作业环节进行了分析,对爆破设计方案进行了优化,并对爆破效果进行了评价。结果表明,对于干旱区非构造裂隙岩体发育、爆破后会产生较大的岩石大块的矿区,根据岩体倾斜状况,推荐采用对称或不对称的"V"型逐孔毫秒微差起爆网路;对于受剪节理和张节理共同作用非构造裂隙岩体,推荐采用分区、分段多排孔排间毫秒微差起爆网路,不耦合柱状装药深孔爆破。     

黑山露天煤矿非构造裂隙岩体爆破网路设计与优化

在长期干旱、多风、少雨气候条件作用下,岩体结构会发生变化,岩体内会有大量的节理和裂隙,爆破作业时,岩石大块率高,爆堆不规整,飞石伤人事故经常发生。在爆破试验基础上,设计采用不对称的"V"型斜线逐孔毫秒微差起爆网路,大区深孔爆破,可以增加自由面,环向拉应力和径向拉应力作用效果明显。本文通过黑山露天煤矿非构造裂隙爆破理论与实践,使岩石爆破大块率降低5%~7%,大大提高爆破效果。     

松软低透煤层深孔微差聚能爆破致裂机理

针对松软低透煤层微差聚能爆破致裂增透问题,在分析微差聚能爆破作用过程及影响因素的基础上,利用流固耦合算法建立了微差聚能爆破数值模型,研究了煤体单元应力及裂隙发育特征,并通过煤层深孔微差聚能爆破现场试验探讨了微差聚能爆破致裂机理及对煤层增透的影响。结果表明:深孔微差聚能爆破的新自由面和应力波叠加效应是促进爆生裂隙扩展、衍生裂隙形成的关键因素,炮孔间煤体在短时间内经两次爆破作用使裂隙进一步发育和扩展。先爆炮孔为后爆炮孔提供了新的裂隙面,爆炸应力波经裂隙面绕射、反射并与入射波叠加,使裂隙面附近煤岩体处于拉伸应力状态并促进衍生裂隙的形成;后爆炮孔利用先爆炮孔形成的残余应力场使爆生裂隙密度增加,扩大了煤体致裂范围。微差时间与炮孔间距是影响爆生裂隙扩展特征的重要因素,在其他条件不变的情况下,两者共同作用决定了爆生裂隙的发育形态。当先爆炮孔产生的应力波在微差时间内传播距离小于炮孔间距时,爆炸应力波在两炮孔间煤体中相互叠加增强,随后在裂隙面之间发生反射形成拉伸应力波对煤岩体产生复杂的破坏作用,在原有爆生裂隙间形成新的裂隙。煤层实施深孔微差聚能爆破后增透效果显著,先爆炮孔附近煤体裂隙在后爆炮孔作用下进一步发育,炮孔间煤体裂隙随孔间距减小更易贯通。     

非均质岩体安全爆破网路设计与应用

爆破岩体多呈倾斜状,在爆破作用下岩体大块会沿层里面沿倾斜方向抛出,受岩体结构面和节理、裂隙影响,岩石大块率高,爆堆不规整,爆破飞石较常见。在爆破试验基础上,设计提出了采用沿走向方向"V"型逐孔毫秒微差布设起爆网路,大区深孔的爆破方案。爆破结果表明,根据非均质岩体结构状况,设计优化的起爆网路,可以增强环向拉应力和径向拉应力的爆破作用效果,岩石爆破大块率降低5%~7%。     

高段陡帮山坡露天矿非均质岩体爆破方法研究

通过对宏顺山坡石灰石露天矿现场存在问题的调查和分析,对非均质矿体的爆破方法进行了应用技术研究,研究认为,根据不同山体高度和倾斜坡度,采用穿凿垂直深孔和倾斜浅孔,自上而下逐孔毫秒微差分层或同时起爆技术,使每个台阶起爆单元逐孔间隔25~50 ms分段起爆。这些研究成果对于解决山坡石灰石露天矿非均质岩体爆破技术问题有借鉴作用。     

安徽省含山县某道路开挖毫秒微差控制爆破方案设计

为确保安徽省含山县某道路开挖爆破作业安全,制定了毫秒微差控制爆破方案,设计了合理的爆破参数,开展了爆破振动和爆破飞石对民房的安全影响分析。现场爆破振动监测表明,爆区周边民房等处的爆破振动速度小于相应的安全允许振动速度,爆破飞石可以控制在安全范围内。在上述分析的基础上,进一步分析认为采用微差逐孔起爆技术,选取合适的微差时间;合理设计单体爆破自由面方向;采用低爆速炸药、不耦合装药方式;确保炮孔堵塞长度和堵塞质量等措施有助于确保爆破安全施工,对于类似道路开挖爆破作业有一定的借鉴意义。     

复杂环境下的台阶爆破技术

在爆区周围环境复杂、岩体节理裂隙发育的条件下,研究采用了控制破碎岩石移动的台阶爆破技术和合理的装药结构及微差起爆技术,使岩体破碎后既解体充分又不产生爆破危害,同时爆破后的大块率小于１０％．     

复杂环境下的台阶爆破技术

在爆区周围环境复杂、岩体节理裂隙发育的条件下，研究采用了控制破碎岩石移动的台阶爆破技术和合理的装药结构及微差起爆技术，使岩体破碎后既解体充分又不产生爆破危害，同时爆破后的大块率小于１０％。     

岩溶发育区微差爆破孔间殉爆引起拒爆的分析

在岩溶发育区进行深孔台阶微差爆破,溶洞和裂缝可能贯通相邻炮孔,先爆孔产生的冲击波,容易通过裂缝殉爆后爆孔的装药,从而破坏起爆网络,产生拒爆.本文通过某石灰石矿爆破实例,分析了在岩溶发育区采用电雷管--导爆索起爆网路进行深孔台阶微差爆破时,岩溶裂隙引起相邻孔装药殉爆,进而产生拒爆的原因,并提出了克服此类拒爆事故的有效措施.     

基于岩粉分段装药的爆破技术研究

采用LS-DYNA动力有限元分析程序,模拟计算了深孔台阶爆破条件下炮孔连续装药和采用岩粉作为间隔介质的分段装药爆破效果。对比分析了连续装药和三种不同分段比例的装药结构爆炸后孔壁的压力极值和压力衰减程度,以及通过Von Mises有效应力极值判别自由面单元是否发生破坏。计算表明,炮孔上部装药40%,下部装药60%,中间采用岩粉作为间隔介质的分段装药结构能够提高炸药能量的利用率,更有利于中上部岩石的破碎。通过对青海威斯特铜矿的爆破试验,进一步验证采用岩粉作为间隔介质的分段装药结构不仅可以降低大块率和爆破振动强度,同时还能够减少爆破综合成本。     

露天矿高台阶预裂爆破技术的发展及应用

随着岩石爆破理论研究的深入,露天矿高台阶、大孔径的边坡预裂控制爆破逐渐采用分段装药、径向不耦合装药以及超低密度炸药等新的技术,这些新技术改善了预裂爆破产生的冲击波的能量分布状态,促使爆生气体更有效地作用于爆区周围的岩体,这样就大大促进了预裂缝的形成和贯通,同时也可以减小爆破对炮孔周围岩体的破碎作用。基于国内外矿山预裂爆破参数计算的经验公式,运用VB语言、ADO技术和Access数据库开发了预裂爆破参数智能化设计软件,运用设计软件为黑岱沟露天矿大孔径、高台阶预裂爆破设计出了合理的参数。     

无底柱分段崩落法推墙事故成因及预防措施研究

在无底柱分段崩落法矿山,中深孔落矿过程中的爆破推墙事故是常见生产事故之一。该事故不仅处理起来比较困难,而且导致大块率增高,严重影响采场生产的正常进行。为解决这一问题,依据扇形炮孔爆破物理模拟试验结果,分析了装药炮孔密度对爆破方向的影响,揭示了扇形中深孔爆破破碎岩体的内在机理,以及形成爆破推墙的根本原因,并以此为据提出了确定扇形炮孔合理装药系数及装药结构的方法。应用实践表明,该方法可有效避免爆破推墙事故的发生,并可显著降低大块率。     

安家岭露天矿台阶爆破质量优化研究

为了提高安家岭露天矿煤岩台阶的破碎效果，降低爆破成本，比较深入地分析和研究了岩体的节理裂隙、孔网参数的布置、起爆方式以及台阶深孔爆破装药技术等几种因素对台阶爆破效果的影响。针对该矿在爆破生产过程中遇到的拉底和大块问题，通过改变和调整孔网参数、装药结构、炸药单耗、起爆药包位置及微差间隔等技术措施，改善了煤岩台阶的破碎效果。实践表明，这些爆破技术的优化提高了该矿的综合生产效率，也使开采成本得到了一定的控制。     

中深孔多排微差爆破技术在切割拉槽中的应用

在单沿脉回采的分段空场法中,端部切割巷扩槽时,由于爆破后退线路的限制,出现多排同时爆破的现象。为减少爆破悬顶的事件发生,保证扩槽效果,根据自由面假说和补偿空间假说的相关理论计算公式或经验公式,确定切割槽炮孔凿岩爆破参数,并进行爆破试验。试验结果表明,爆破后形成的切割槽高度达到14.5 m以上（设计15 m）,爆破宽度3.1～3.4 m（设计3.5 m）,满足正常爆破自由面与补偿空间要求,爆堆块度较小;满足出矿要求及后期中深孔爆破要求,成功解决了大跨度中深孔落矿采场单侧切割巷炮孔过多的问题,增加了微差爆破技术的应用领域。     

煤岩体双孔爆破应力波及裂纹扩展叠加效应分析

针对煤岩体松动爆破施工中炮孔间距和爆破方案选择的问题，根据岩石动力学及爆破理论计算了双孔爆破裂隙区贯通的炮眼间距，并采用LS-DYNA分析了双孔爆破应力波及裂纹扩展叠加效应对炮孔间距和爆破方案的影响。结果表明：双孔同时爆破，炮孔间距3.4 m（单孔爆破裂纹半径的2倍）时，炮孔间的裂隙区不能全部贯通，炮孔间距2.5 m时，炮孔间的裂隙区才能够全部贯通；微差爆破，炮孔间距3.4 m时，由于先爆炮孔周围裂隙区的裂纹在后爆炮孔应力波的叠加作用下发生明显的二次扩展，炮孔间的裂隙区能够基本贯通，而炮孔间距3.0 m时，炮孔间的裂隙区能够全部贯通并覆盖钻孔间全范围；现场采掘面进行松动爆破时，炮孔间距一般应小于单孔爆破裂纹半径的2倍（炮孔同时爆破约取单孔估算炮孔间距的70%，微差爆破约取单孔估算炮孔间距的90%），才能保证松动爆破效果；微差爆破与炮孔同时爆破相比，不但能保证爆破效果，而且还可以减少炮孔数量和爆破材料用量，是优先选择的爆破方案。     

长安金矿1201-1205采场中深孔落矿工艺及参数优化试验

长安金矿露天转地下开采,1 500 m首采中段采用无底柱分段崩落法。为解决中深孔落矿存在眉线破坏严重、隔墙、炸药单耗高等问题,在现场调查及理论分析的基础上,结合岩体力学实验结果,优化凿岩爆破参数、提高中深孔施工质量,改进装药和爆破工艺。确定炸药单耗为0.8kg/m3,取消了孔内敷设的导爆索,采用微差爆破、孔底起爆、孔口交错装药,并采用之字形装药,装药系数由0.83降低到0.72～0.75,降低爆破振动对眉线的影响。现场试验取得了良好的效果,采场矿石回采率87%,贫化率25%,大块率9%,一次炸药单耗为0.38 kg/t,显著改善了爆破质量、降低了装药单耗,为中深孔落矿在长安金矿的应用打下了良好的基础。     

声波检测技术在边坡开挖爆破的应用

针对露天矿爆破开采时出现矿岩大块率高的问题,尝试利用声波检测技术探究岩性及岩体内部损伤程度,结合Micro Trap爆速测速仪分析炸药、岩石波阻抗匹配关系。以德兴铜矿为例,通过声波测试技术对该矿某大块率较高地段进行研究,分析出该地段岩体结构完整性差,裂隙发育程度高,导致爆破时炸药能量传递不均。提出减小孔网参数,采取逐孔微差起爆的方式能有效降低大块率,提高炸药能量利用率。     

水月岩石灰石露天矿降低爆破大块率的技术措施

大块率是评价露天矿台阶深孔爆破质量的重要指标之一。文中对露天矿台阶深孔爆破中大块产生的原因进行了分析,并从穿孔参数、炸药单耗、装药结构、微差间隔、起爆方式等方面,提出降低大块率的技术措施,在实践中取得较好的爆破效果。