中深孔爆破炸药量计算方法的应用

中深孔爆破炸药量计算方法的应用1前言潘洛铁矿洛阳矿区南矿段23矿体160m水平以上矿体，采用措施斜坡道开拓，井下开采以无底柱分段分条崩落法为主。投产初期，由于缺乏经验，中深孔爆破参数取值困难。生产中按常规计算方法算出的爆破炸药量与爆破设计排孔的实际需求药量不相吻合，给生产带来麻烦和浪费。在井下生产实践过程中，矿技术人员经过多次试验，在取得单位米孔装药量值的基础上，结合爆破设计的排孔装药系数进行排孔爆破炸药量的计算，解决了过去用常规方法计算药量在爆破中所存在的问题，在生产中得到广泛应用。常2药量计算方法及其在生产中存在的问题规深孔爆破主要参数有孔径d、孔底距a、孔深L、排间距或最小抵抗线w和炸药单耗q。这些参数中，孔径d取决于凿岩机配用钻头的直径；孔深L可根据矿体产状、厚度等特征由设计需要而定；其它参数的确定都与矿石坚固性系数f有关。深孔爆破落矿主要包括深孔设计施工及爆破设计施工两个步骤。深孔设计施工是指根据矿石坚固性系数及矿山各自特点，在其对应的W、a、m等参数中选取合理的参数值，设计施工出合理的深孔。爆破设计施工是指通过药量计算、装药设计、爆破网络设计并付之施工把矿石理想地崩落下来。深孔形成后，按深孔控制落矿范围，炸药尽量均匀分布，避免局部药量过分集中或按深孔担负爆落体积和难爆程度分配，边界处较难爆的孔应按分配炸药等原则，进行排孔合理装药设计，则排孔所需合适爆破药量就确定了；爆破设计的常规药量计算公式如下：Q=Vq对于平行孔V=awnt=mwrtt对于扇形孔V=SW式中Q——排孔消耗炸药量kg；排深孔爆落的矿石体积m；m——该排孔的密集系数；——该韵}孑乙的韵}距m口——同排孔间距或孔底距m；L——孔深m；g——炸药单耗kg／m；n——该排孔孔数：S——该排孔预定崩落岩石面积m。从以上排孔总药量q计算公式可知：在深孔施工完毕后，除炸药单耗q值外，其余计算药量的参数都是已定值。要使计算出来的排孔爆破总药量q与合理爆破所需的实际药量相等，则炸药单耗q的取值是困难的，尤其对于尚无长期的生产经验数据作参数的矿山而言，其难度更大。一旦炸药单耗q的取值不当，常会导致产生如下问题：(1)q值偏小，常规计算出来的药量小于排孔爆破合理需求量，爆破装药时容易造成药量不足，而无法满足排孔装药设计的要求，影响中孔爆效，其结果是带来爆破后大块率增多，从而导致二次爆破药量的增加。(2)q值偏大，常规计算出来的药量大于排孔爆破合理需求量，装药爆破时会出现炸药剩余。将造成：①若把剩余炸药全数装入孔中，不仅不能提高爆效，且会造成局部区域药量过分集中，爆破后易造成眉线、设备或附近构筑物的破坏；②由于深孔爆破时领用的炸药一般需经加工，改变了某些属性，若把剩余炸药久置或回收，炸药容易结块浪费或失效。3根据炮孔装药系数K计算排孔装药量在同一矿体条件，下凿岩设备相同，爆破装药设备一样。则深孔爆破时，单位米孔装药量是相对固定的常值c，可根据下式进行爆破药量计算：q=CXLXK(1+6)式中C——单位米孔装药量常值kg／m；￡——排孔孔深总长度m；(1)K——排孔装药系数；6——装药过程中炸药总损失率，一般为5％～10％。3．1单位米孔装药量常值C的确定上式排孔药量计算式中，单位米孔装药常值c有以下两种确定方法：(1)理论近似计算法参照钻头直径，结合现场炮孔直径测定，确定炮孔近似直径d，1一则c=÷仃d△X．001斗式中d——深孔近似直径(em)；△——装药密度(g／cm取)值可参考设备提供的指标。(2)试验数值归纳法：按常规方法进行深孔爆破试验，在爆破施工过程中，根据装药实际情况，算出排孔装药系数K，据收集的炸药加工损失量及装药返粉损失量算出爆破过程中炸药总损失量b。根据公式(1)得：C=q／￡XK(1+b)进行几次常规爆破试验得出C。、C：、⋯、CC=(Cl⋯+C／2+n)3．2排孔装药系数K及其计算爆破设计时按排孔装药分配原则对各孔装药长度进行分配设计，则各孔装药段的总长度￡：与排孔总长度￡。的比值为爆破设计的装药系数，即：K=(￡2／)X％1003．3爆破炸药总损失率b炸药总损失率b是指在爆破时，炸药加工及装药过程的炸药损失比率，主要包括炸药加工的报废率及装药返粉率两部分。下面就我矿的实际情况举例说明，斜井23矿体采用无底柱分段崩落法，中深孔落矿回采条件如下：(1)分段高度10m进路沿走向布置，进路间距8m；(2)中孔布置均为立面扇形炮孔；(3)凿岩设备为YG一90重型导轨式凿岩机。配用钻头d~65mm；(4)使用AYZ一150型装药器，装药密度0．9～1．0g／cm；(5)矿石坚固性系数f=8～14，参照其它同类型矿山情况，中深孔设计选取参数最小抵抗线埘=1．5～2．0m，炮孔密集系数m=1．0～1．2，孔底距口(6)引爆点火方式为导爆管孔口火雷管起爆。我矿斜井170m中段(该分段与顶板围岩直接接触)3#进路排孔爆破时，该排孔设计见图1。(1)单位米孔炸药消耗量c值理论近似计算凿岩机钻头直径65mm，现场实测施工后炮孔孔径为68～70mm，取值d=69mm，装药密度为0．9～．10g／em，取值△=1．0g／cm，把d、△值代人，得：c=仃d1△×0．001=3．74kg／m(2)按排孔合理装药设计，求出排孔装药系数由于我矿井下中深孔爆破采用导爆管孔口引爆的起爆方式，经摸索并结合实际生产情况，该排孔装药设计见图2，从图2可知，该排孔设计装药总长度注：扇形炮孔排面倾角90。；扇形炮孔排间距1．5m；排孔总长度68．2m图1扇形排孔设计图L2=53．1m，排孔总长度LP：68．2m，则K=L2／L×100％=77．9％。图2实际排孔装药图(3)炸药总损失率b根据我矿多年来经验积累和测试，在拌药过程中加工损失为1％，装药返粉率一般为6％～10％，故取l0％。(4)按排孔装药系数计算爆破药量：Q=C×LP×K×(1+b)=．374×68．2×77．9％×(1+10％)=218．6kg可见，按排孔装药系数计算，该排孔爆破药量为218．6kg。4实际应用效果分析我矿斜井自1992年下半年试产到1993年正式投产初期，1993年4月份后，开始进行中深孑L单位米孔装药量c值的测定，实践中通过理论近似值计算及多次实践归纳，最终确定170m中段的中孔单c值在3．65～3．8kg／m之间，此后位米孔装量160m中段的中孔爆破都采用排孔设计装药系数进行爆破药量计算，并且在生产中取得良好效果。据统计数据分析采用常规药量计算及设计排孔装药系数进行计算，两者吨矿炸药消耗情况比较见表l。表1常规药量与装药系数药量吨矿炸药消耗情况比较排孔设计装药系数计算药量的应用，自1993年5月份开始至1997年160～170m中段中孔共回采矿石17．6万t，按我矿炸药调拨单价3．2元／kg计算，则采用新方法进行药量计算，仅爆破一项共节约炸药成本。176×000(0．63—0．58)×3．2=28元160从我矿井下中孔落矿生产的实践证明，采用排孔设计装药系数进行药量计算，在爆破应用中有如下优点：(1)中孔设计施工后，按爆破范围药量分配原则，进行排孔中各孔装药量的设计，有利于保证炮孔的爆破量质。(2)按设计装药系数进行药量计算，把爆破范围药量分配及排孔合理总装药量有机结合起来，能使爆破工在装药过程中对各孔装药量心中有数，从而取得合理装药的目的。(3)我矿目前中孔爆破仍采用导爆管孔口引爆，爆破范围炸药量合理分配受到一定程度的限制。若今后生产中