[發(fā)明專利]一種提高堆石壩過渡料細顆粒徑料含量的水耦合裝藥及其起爆方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310621046.0
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103591860A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 盧文波;冷振東;周俊汝;陳明;嚴鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學
• 主分類號: F42D1/08
• 分類號: F42D1/08;F42D3/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 溫珊姍;沈林華

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種提高堆石壩過渡料細顆粒徑料含量的水耦合裝藥及其起爆方法，適用于巖石堅硬和巖體完整性好的料場，需要直接提供上壩過渡料的深孔臺階爆破開采施工。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)外普遍采用爆破開采直接提供上壩堆石料的施工方法，以滿足堆石壩快速高效的施工。堆石壩過渡料的級配要求是相當嚴格的，集中表現(xiàn)在對粒徑小于5mm的顆粒含量的限制。爆破法開采過渡料級配宜連續(xù)良好，小于5mm的顆粒含量不大于30%，不小于10%，D₁₅?≤?8mm。

在某些工程中，巖性如含鐵砂巖、含石英的花崗巖等，巖石強度高，在這些巖體中進行堆石壩級配料的開采，存在的主要問題是細顆粒徑料含量不夠，導致開采料級配不良。爆破塊度級配不良是級配料所不允許的，它將增大壩體孔隙率和減小填筑料容量。過渡料粒徑小于等于5mm的細粒含量對保證堆石壩填筑料的密實度、抗?jié)B性能和減小壩體壓縮沉降具有舉足輕重的作用。

堆石壩級配料中的細顆粒徑料源于炮孔內(nèi)炸藥爆炸后周圍巖體的壓剪破壞形成的細小碎塊。一般而言，所采用的炸藥威力越大、裝藥不耦合系數(shù)越小，起爆后炮孔內(nèi)的爆壓越高，爆破后細顆粒碎塊含量越高。通常采用高威力的水膠炸藥或現(xiàn)場混裝乳化炸藥可滿足過渡料細顆粒徑料含量的要求。

然而在西南、西北部分地區(qū)，由于炸藥供應和選購方面的限制，只能選用筒裝炸藥。這種現(xiàn)有狀況決定了這些地區(qū)的裝藥只能采用不耦合結(jié)構(gòu)，使得爆轟波作用到巖壁上的壓力受到削減，因而減少了細顆粒徑料的獲取量，導致了巖石爆破破碎塊度的均勻化，這不僅極大地增加了二次機械破碎的成本，而且增加了施工周期，影響了施工效率。因此如何改進裝藥結(jié)構(gòu)或起爆方式，實現(xiàn)過渡料的爆破直接開采，是一個亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種提高堆石壩過渡料細顆粒徑料含量的水耦合裝藥及其起爆方法，通過水耦合裝藥結(jié)構(gòu)和合理的起爆方式來增大炮孔粉碎區(qū)的范圍，從而提高開采料中細顆粒料的含量，以保證爆破開采料的塊度級配，特別是細顆粒料達到設計要求，從而提供滿足級配要求的直供上壩料，對于工程快速施工有很大的應用價值。

一種提高堆石壩過渡料細顆粒徑料含量的水耦合裝藥及其起爆方法，包括如下步驟：

1、根據(jù)巖石條件和過渡料級配要求，選擇宜采用的不耦合裝藥系數(shù)，進而確定炸藥直徑；不耦合裝藥系數(shù)由下式確定：K_w=d_b/d_e?,式中d_b為炮孔直徑，d_e為炸藥直徑；K_w的優(yōu)選范圍值為1.2-2.0，對于巖石強度高或過渡料級配中要求獲得細顆粒含量較多（15%-30%）的情況，不耦合系數(shù)宜取小值，由于具體工程中一般鉆頭直徑已定，炮孔直徑d_b也就已經(jīng)確定，所以較小的不耦合系數(shù)只可以通過加大筒裝藥卷的直徑來實現(xiàn)；反之，對于巖石強度一般或過渡料級配中要求獲得細顆粒含量不高（10%-15%）的情況，則不耦合系數(shù)宜取大值，較大的不耦合系數(shù)可以通過減小筒裝藥卷的直徑來實現(xiàn)；

2、裝藥，設置起爆點：采用反向起爆方式，在靠近炮孔底部設置一個起爆點；

3、注水，堵塞：裝藥完成后，藥卷與炮孔之間用水填充，然后用炮泥堵塞孔口，檢查網(wǎng)路后起爆。

當需要較大幅度提高開采料細顆粒含量時，采用正、反兩向同時起爆方式，在靠近炮孔上端增設一個起爆點，上、下兩個起爆點宜采用電子雷管或高精度非電塑料導爆雷管，使兩端同時起爆。

反向起爆時，起爆點設置在距離底端（1/4-1/3）Le處，其中Le為裝藥長度。

正、反兩向同時起爆時，底部起爆點設置在距離孔底（1/4-1/3）Le處，上部起爆點設置在距離孔口（1/4-1/3）Le+?Ls處，其中Le為裝藥長度，Ls為堵塞段長度。

所述水不耦合裝藥系數(shù)K_w取值為1.2-2。

本發(fā)明適用于料場巖石堅硬、強度高和巖體完整性好，需要直接提供上壩過渡料的深孔臺階爆破開采施工。

本發(fā)明采用的炸藥為耐水筒裝炸藥，例如工程中廣泛使用的筒裝巖石乳化炸藥。

本發(fā)明是利用與空氣不耦合裝藥相比，水的不可壓縮性和較高的密度、較大的流動粘度，水中爆轟產(chǎn)物的膨脹速度要慢，傳遞給巖石的爆破能量較多，分布更加均勻、利用率高。而且在正、反兩向同時起爆時，同步爆轟使傳爆藥柱的沖擊波向在炮孔中部匯聚、疊加，從而大大增加局部沖擊波壓力，可以提高炮孔中部的粉碎區(qū)范圍。