白云鄂博西矿导爆管爆轰技术研究

白云鄂博西矿导爆管爆轰技术研究

包钢巴润铁矿属于白云鄂博西矿。它是世界著名的白色勘探矿床最大的矿体。矿体呈向斜结构，东西约10km，南北约2km。在初始勘探中，锡矿的储量为数十亿公里。它是一种低磷、低氟和低稀土铁矿床。矿体分布集中，适合大规模露天开采。步骤名称：12m，岩石硬度6.10，岩石类型为白云岩和板岩，矿石含量相对较低，一层矿少，年开采1500万吨。在矿山生产中,爆破效果的好坏直接影响到铲装、运输、二次爆破及初次破碎等后续工艺和矿山成本。爆破中,由于导爆管质量和使用技术的一些问题,有时产生拒爆和跳段,爆破效果不理想,大块、底根较多,爆堆松散度差,导致爆破成本偏高。1爆第三波传播过程中能量耗散导爆管稳定传爆的基础是管道效应,导爆管在受到足够强度的外部冲击能激发后,导爆管内壁表面涂敷的炸药将产生爆轰,爆轰波阵面因管道效应在管中形成空气冲击波,如果没有能量补偿,该空气冲击波在传播过程中会衰减,由于爆轰波波阵面中化学反应区所释放的能量补偿冲击波传播过程中的能量耗散,因而波动得以继续进行。因此可以认为,导爆管在外部冲击能作用下被引爆而在管道中形成空气冲击波,空气冲击波反过来又以其携带的能量激发前方炸药爆炸,以稳定的爆速传爆下去。2c-j面爆击波方程如果将导爆管的爆轰简化为等效的均匀的理想气体爆轰,作以下假定:①原始活性气体和爆轰产物均为多方气体,其状态方程为PV=RT;②爆轰前后气体的绝热指数均是Υ,其等熵方程为P=AV-Υ;③波前静止,即μ0=0。根据质量守恒、动量守恒及能量守恒3个方程及C-J条件、状态方程就可推导出计算爆轰参数的方程式:P1−P0=2K+1ρ0D2[1−(C0D)2]Ρ1-Ρ0=2Κ+1ρ0D2[1-(C0D)2](1)μ1=2K+1D[1−(C0D)2]μ1=2Κ+1D[1-(C0D)2](2)V0−V1V0=2K+1[1−(C0D)2]V0-V1V0=2Κ+1[1-(C0D)2](3)P1V1=RT1(4)气相爆轰在C-J面上爆轰波方程组为:μ2=1K+1D[1−(C0D)2]μ2=1Κ+1D[1-(C0D)2](5)P2−P0=1K+1ρD2[1−(C0D)2]Ρ2-Ρ0=1Κ+1ρD2[1-(C0D)2](6)V0−V2V0=1K+1[1−(C0D)2]V0-V2V0=1Κ+1[1-(C0D)2](7)QV=(D2−C20)22(K2−1)D2QV=(D2-C02)22(Κ2-1)D2(8)D=[2(K2−1)Qv]12D=[2(Κ2-1)Qv]12(9)式中:K为比热比;D为冲击波速度;P为导爆管内的压力;T为温度;μ为质点运动速度;ρ为密度;C0为介质音速;V为比容;QV为爆热;下标0为导爆管初始状态参数;下标1为冲击波参数;下标2为爆轰波参数。由上述方程组可知,只要测得导爆管的爆速D就可计算出其它参数,爆轰波参数计算结果见表1。3爆破微差时间延期精度是导爆管雷管最主要的质量指标,延期精度的高低,对爆破效果,特别是爆破微差时间具有较大影响。该矿使用的是国产第一系列非电毫秒延期雷管,其延期精度是比较低的。在爆破工程设计中,如果不严格地考虑雷管的延时误差,极易出现跳段现象,使爆破效果变差并容易导致爆破事故。4提前药物状态导爆管起爆系统主要由激发元件、联接元件、起爆元件3部分组成。(1)击发元件:用来提供起爆导爆管的初始激发能量,常用雷管和专用击发枪作激发元件。(2)连接元件:其功能是实现导爆管的与导爆管间的冲击波传播,常用联接块或直接用起爆雷管作联接元件。(3)起爆元件:即导爆管雷管,在导爆管起爆网路中完成最终起爆炸药的目的。4.1导爆管自身因素(1)延期药点火能量的影响。延期体中延期药难以被点燃造成的拒爆。延期药发火点高、火焰感度底、装药密度大,需要的点火能量大、点火时间长,由于采用硅系延期药,燃烧热为30.92kJ/g,如果能量不够就不能保证持续燃烧,从而造成点火失效。(2)延期药装药压力的影响。在一定范围内增加延期药装填密度可减少空隙率,减弱气体压力波先行的现象和震动燃烧层状龟裂现象,有利于提高延期药精度,但是压装药压力过大可能使延期药压死而导致拒爆。4.2爆破施工因素(1)管径拉细。敷设导爆管网路时,若使导爆管受力,容易造成导爆管被拉细、拉断。试验表明,在常温下拉力小于4kg时,导爆管直径虽变细,但爆速并无明显变化;当拉力大于5kg时,管径进一步变细爆速降至1000m/s;拉力大于6kg时,测爆速下降至900m/s以下,影响传爆效果。(2)异物进入管内。当导爆管中积水长度大于3～5mm时可产生拒爆;有少量砂、岩屑时,则爆速不稳定,并且常产生爆后破管。为避免异物进入导爆管中,应将不用的导爆管开口一端用火封封闭。(3)雷管接头不好,连接器质量有问题,漏接,导爆管有漏药段、有水等现象。产生盲炮的原因多是由于网路连接方式不合理或导爆管雷管本身的质量不合格。(4)导爆管进水引起的传爆中断。在装药过程中,导爆管端头剪掉,这样就使导爆管成为开口状,如果在潮湿或淹水条件下施工,导爆管进水产生的拒爆。(5)起爆元件自身的可靠度,包括起爆雷管及联结元件,对起爆网路的可靠性有直接影响。(6)起爆网路联接形式。用导爆索起爆导爆管时,宜采用垂直连接,应采用正交绑扎或大于45°角以上的绑扎。用雷管起爆导爆管网路时,起爆导爆管的雷管与导爆管捆扎端端头的距离应不小于15cm。导爆管应均匀地敷设在雷管周围并用胶布等捆扎牢固,接头胶布不少于3层。5爆破质量影响因素主要包括微差时间和微差时间。据经验的测试,直接把爆破导爆管爆破技术是影响工程爆破效果的重要因素,在爆破施工中应严格按