[發(fā)明專利]一種露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610056280.7
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105651127B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉為洲;張西良;楊海濤;儀海豹;崔正榮;王銘;謝亮波;江東平
• 申請（專利權(quán)）人: 中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D3/04
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?4111
• 代理人: 常前發(fā),奚志鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于露天礦山爆破工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種爆破裝藥結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，適用于露天礦山臺階爆破時炮孔上口位置巖體的提前破碎，以有效減小爆破大塊率，明顯改善爆破效果，降低礦山開采成本。

背景技術(shù)

深孔爆破是露天礦山重要的生產(chǎn)工藝，在礦石成本構(gòu)成中，爆破成本約占礦山生產(chǎn)成本的15%~20%。爆破質(zhì)量的好壞，直接影響到采掘、鏟裝效率以及運輸作業(yè)環(huán)節(jié)。若爆破大塊率太高，將會增加二次破碎量，增大礦石開采成本。

深孔爆破中大塊率偏高是露天礦中普遍存在的問題，部分礦山的大塊率曾一度高達(dá)15%以上，嚴(yán)重影響礦山生產(chǎn)的正常運行。大量生產(chǎn)試驗表明，為了克服底盤抵抗線的阻力，炸藥主要置于炮孔的中下部，導(dǎo)致裝藥重心偏低、上部堵塞長度過大，使其沿炮孔軸線方向的炸藥能量分布不均，孔口部分能量不足，巖石破壞不均勻；由于裝藥結(jié)構(gòu)的問題，臺階上半部分（即炮孔上口部位，約占臺階高度的40%）炮孔內(nèi)無法裝填炸藥，這是導(dǎo)致采場產(chǎn)生不合格大塊的重要原因，其一般會占總爆破量的5%～20%。

礦山爆破大塊率的增加，直接引起企業(yè)的生產(chǎn)成本的增大，制約著礦山的安全經(jīng)濟(jì)高效回采。為了降低爆破大塊率，通常情況下采用分段裝藥或混合裝藥的裝藥結(jié)構(gòu)。例如，《礦冶》雜志2005年第1 期（2005 年3 月）發(fā)表的“露天深孔爆破中降低大塊率的技術(shù)措施”一文指出，露天深孔爆破中降低大塊率的技術(shù)措施有：（1）通過增大裝藥高度和減小填塞長度的方法來提高炸藥單耗, 可以改善臺階上部巖石的爆破塊度；（2）采用大孔距、小抵抗線爆破；（3）采用間隔裝藥結(jié)構(gòu)，采用密打孔、不耦合裝藥；（4）減小填塞長度；（5）采用多排孔微差爆破等。但其裝藥程序較復(fù)雜，實施難度大，影響生產(chǎn)效率的提高。另外，針對爆破后的大塊，通常采用液壓挖掘機(jī)配破碎錘進(jìn)行二次破碎，不僅破碎效率低，而且增大了礦石開采成本，直接影響著礦山的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)安全。

發(fā)明內(nèi)容

為了科學(xué)有效地控制露天爆破大塊率，尤其是臺階上部大塊率，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，本發(fā)明提出了一種能夠改善爆破質(zhì)量、降低臺階上部大塊率的露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)。

為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明一種露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)采用的技術(shù)方案為：

在預(yù)爆破露天臺階上，按照設(shè)計的炮孔孔網(wǎng)參數(shù)——炮孔孔距a、炮孔排距b布置炮孔，形成炮孔孔網(wǎng)。所述的炮孔的炮孔深度L按照以下公式設(shè)計：

L=H/ sin α＇ +h/sin α＇ +△h/sin α＇ （1），

式中：L—炮孔深度，m，

H—露天臺階高度，m，

h—炮孔超深，m，

△h—炮孔加深，m，根據(jù)巖體條件對△h進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，

α＇—炮孔傾角，即炮孔與水平方向的角度；

所述炮孔傾角α＇與臺階坡面角α的關(guān)系式為：

α＇=（1±5%）α（2）；

每個炮孔的裝藥結(jié)構(gòu)為：超前起爆藥卷、超前起爆雷管裝在炮孔底的炮孔加深位置，所述超前起爆雷管的下部位于超前起爆藥卷上部之（1±10%）*1/4處，超前起爆藥卷導(dǎo)爆管的下端與超前起爆雷管相連，超前起爆藥卷導(dǎo)爆管的上端伸出炮孔外；在所述炮孔的炮孔超深位置設(shè)置隔離段，隔離段采用鉆孔巖屑堵塞；在隔離段上部的炮孔內(nèi)按照設(shè)計的裝藥量、裝藥長度裝入主裝藥、主起爆雷管，所述主起爆雷管位于主裝藥下部之（1±10%）*1/4處，主裝藥導(dǎo)爆管的下端與主起爆雷管相連，主裝藥導(dǎo)爆管的上端伸出炮孔外；在主裝藥上部的炮孔內(nèi)填入炮泥進(jìn)行堵塞密實。

所述的超前起爆藥卷的長度為2.5m~3.0m，裝藥不耦合系數(shù)在1.5~2.5范圍；所述隔離段的長度為8cm~15cm。

所述的超前起爆雷管的下部位于超前起爆藥卷上部1/4處為佳，正向起爆方式；所述的主起爆雷管位于主裝藥下部1/4處，采用反向起爆方式。

所述的主裝藥導(dǎo)爆管的上端與主裝藥導(dǎo)爆管起爆器連接，所述的超前起爆藥卷導(dǎo)爆管的上端與超前起爆藥卷導(dǎo)爆管起爆器連接，從而形成完整的起爆網(wǎng)絡(luò)。

一般情況下，所述炮孔的傾角α＇與臺階坡面角α的大小相同。

本發(fā)明一種露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)采用“下部超前起爆藥卷先起爆、上部主裝藥后起爆”的孔內(nèi)微差起爆技術(shù)，采用微離合爆破工藝，實現(xiàn)下面臺階巖體的預(yù)先微弱裂紋損傷，同時避免上部主裝藥爆破作用對下部巖體的過度損傷破壞，為下部臺階的順利開采創(chuàng)造良好條件。