露天含水炮孔爆破优化及应用研究现状

针对我国露天矿生产规模持续扩大,许多露天矿已经转入了深凹露天开采阶段,炮孔含水的情况经常出现,给传统露天爆破施工的装药及填塞增加了难度,导致爆炸能量利用率低,爆破破岩效果差。为了解近些年专家、学者对露天矿含水炮孔爆破工艺的研究现状,分别从排水工艺、装药结构、孔网参数及炮孔填塞几个方面着手,总结了优化爆破效果的有效措施,并讨论了水介质与炸药耦合增能破岩作用机理,指出利用水介质增能破岩、实现水雾降尘是未来含水炮孔的爆破施工的一个重要发展方向。

含水炮孔爆破时的炮孔压力

根据爆生气体等熵膨胀理论和流体力学理论,分析了含水炮孔爆破时炮孔内的压力变化,建立了炮孔内爆生气体压力和水压力相等时的平衡状态,提出了求解平衡状态时炮孔压力的计算方法。

含水炮孔台阶爆破漏斗试验研究

为优化含水炮孔装药条件下台阶爆破参数,改善露天矿含水炮孔台阶爆破效果,基于爆破漏斗理论,开展含水炮孔爆破漏斗现场试验,试验结果显示:单孔装药量为2 kg时,最佳炸药埋深为1.1 m,炸药临界埋深为1.92 m,最大爆破漏斗体积为1.47 m 3,最佳爆破漏斗半径为1.2 m,最佳埋深比为0.57,岩体变形能系数为1.35;试验最佳孔距为1.8~2.4 m,最小抵抗线为2.7~2.9 m。依据相似法则换算得到优化后的露天台阶含水炮孔爆破参数为,单孔药量60 kg,孔距6 m,排距4 m。工程应用效果表明:炸药单耗q下降了24.2%,大块率下降了20.6%。研究结果可以为此类含水炮孔矿山爆破参数优化选取提供参考。

基于正交设计的露天含水炮孔冲孔效应敏感度分析

露天水孔冲孔效应影响因素繁多,研究各因素对冲孔效应敏感度控制意义重大。基于正交设计原理,在曼家寨采场进行9次现场爆破试验,以冲孔率、填塞体平均冲孔高度和填塞体平均冲孔加速度为试验指标,利用SPSS统计学软件在极差分析基础上引入方差分析,研究炸药单耗、填塞长度、填塞粒径和孔距等4个可能影响试验指标的因素控制冲孔效应敏感度大小。结果表明:仅有填塞粒径和填塞长度对冲孔率有显著影响,且最为显著的因素为填塞粒径;填塞长度对填塞体平均冲孔高度有显著影响;填塞粒径和炸药单耗对填塞体平均冲孔加速度有显著影响,且填塞粒径为最关键影响因素。得出开采时最优爆破参数组合,炸药单耗取0.35 kg/m^(3)、填塞长度取5 m、填塞粒径取5~10 mm、孔距取7 m,将参数代入现场生产爆破后冲孔率下降了79.75%,对采场后续生产爆破和类似工程实践具有指导性意义。

露天边坡含水炮孔预裂爆破试验研究

针对棒磨山铁矿露天台阶炮孔涌水量大的实际情况 ,研究采用水耦合预烈爆破方法解决含水炮孔的边坡预裂爆破问题。根据炮孔含水高度的不同 ,进行了不同装药结构的水耦合预裂爆破现场试验。经爆破效果测试分析 。

露天矿含水炮孔爆破的数值模拟分析

针对巴润露天矿深部开采炮孔含水的实际情况,研究铵油炸药代替防水炸药进行台阶爆破可行性,设计了水、空气耦合孔底间隔装药法。采用ANSYS/LS-DYNA模拟了水、空气耦合装药结构在孔内水深不超过4.0 m条件下台阶深孔爆破后岩体的受力状况,选取台阶顶部、台阶坡底和两孔中间剖面3个特定部位,得到了不同时刻的Von Mises应力云图和特定监测单元的Mises等效应力图,以动态抗拉强度为岩石破坏判据,分析了特定单元的岩石有效应力大小及分布特征。结果表明,采用水、空气耦合装药结构在一定水深条件下装填成本低廉,不防水的铵油炸药能够实现台阶顶部、台阶底部和孔间充分破碎岩石的目的,有效缓解了巴润矿防水炸药短缺和爆破单耗高的情况。

铵油炸药在含水炮孔中的应用

介绍了在高台阶含水炮孔中使用铵油炸药的技术措施及施工手段，主要包括：使铵油炸药与水隔离的装药结构;设置合理的起爆点；确保准爆的起爆网路。工程实践表明，上述措施是可行的，既扩大了铵油炸药的使用范围，又降低了工程成本。

含水炮孔边坡预裂爆破应用研究

如果在矿层进行边坡与爆破时遇到炮孔,内含有水分过多的情况,那么爆破活动就会变得非常的棘手,特别是在一些露天的矿层中,有更大的概率出现炮孔周围高含水的情况,众所周知,水分容易使火药变的潮湿,无法点燃,就会影响对矿层的开发,因此,那含水量比较高的地方是爆破就需要采取相关的专业技术与一定的爆破手法,本文就针对含水炮孔边坡的预爆破技术进行了分析和研究。

炮孔疏水技术在某铁矿中的应用

随着某铁矿开采深度的增加,钻机穿凿出的水孔所占钻孔比例也大幅度增加。炮孔含水量大造成爆破后台阶顶部出现大量的大块,采掘过程中还出现根底及底板不平现象,严重影响后续生产。除此之外,由于水的浮力作用,会造成乳化炸药下沉困难,给现场施工和爆破效果造成影响。为解决上述问题,在详细分析了炮孔深度、含水量等因素后,选择大型抽水泵,且为减少爆区行车数量,避免车辆过多碾压炮孔,将该水泵连接在炮孔填塞车上,使用特制的隔水塑料袋下放到炮孔中,装填多孔粒铵油炸药,并对现场施工管理进行了优化。生产实践表明,采用炮孔疏水技术,在保证爆破质量的同时,大幅降低生产成本27%,降低炸药单耗89.5 g/t,社会和经济效益显著。

炮孔底部水介质在台阶爆破中的作用

运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对炮孔底部水间隔装药结构与正常装药结构做了对比数值模拟分析。结果表明:台阶炮孔底部的水垫层使得炮孔中的炸药爆炸时能量分布更加均匀,延长了应力波在岩体中的作用时间,更有利于破碎台阶的岩体。通过在现场进行具体应用实践,取得了良好的爆破效果,对进一步研究含水炮孔水压爆破和现场应用推广具有一定借鉴意义。

露天矿炮孔水量水温对爆破效果影响试验研究

深凹露天矿台阶爆破时普遍存在孔壁裂隙渗水、含水炮孔内外温差大、爆堆遇水易出现大面积泥化软化的现象,炮孔水量及水温度对爆破效果的影响却又缺乏系统的试验研究。从炮孔含水量和水温度与炸药能量比例相匹配的角度出发,利用相似模拟试验探究混合片麻岩爆破特征,结合交互试验结果对比于大孤山铁矿含水台阶爆堆大块分布不规律的现状,得到孔内温度低于、等于或高于采场环境气温时填药高度与水深度比分别为0.33、略大于0.5或0.5时爆破效果更为理想,最后针对大矿混合片麻岩炮孔含水爆破提供了装药高度与水深比值参数的优化建议。