聚能爆破技術在會寶嶺鐵礦大塊礦石二次爆破中的應用

葛程 顧新宇 劉繼發

（臨沂會寶嶺鐵礦有限公司，山東臨沂 277712）

聚能爆破技術在會寶嶺鐵礦大塊礦石二次爆破中的應用

葛程 顧新宇 劉繼發

（臨沂會寶嶺鐵礦有限公司，山東臨沂 277712）

在大塊礦石二次爆破破碎過程中，引入聚能爆破技術，通過聚能藥包的使用，大大減少了單次爆破的炸藥使用量，節約了爆破成本和作業時間，對于提高出礦效率有明顯的效果。本文介紹了該技術在會寶嶺鐵礦的應用。

聚能爆破；大塊礦石；二次破碎

1 引言

會寶嶺鐵礦是一個資源儲量大、品位較低的大型鐵礦，目前控制、推斷和深部推斷的資源總量約1.73億噸，礦石平均品位TFe31.34%，mFe18.81%，資源儲量可靠。鐵礦設計生產能力為300Mt/a，是山東省內冶金行業第一個300Mt/a的礦山，設計服務50年。

在會寶嶺鐵礦礦石開采爆破中，由于地質構造影響、爆破參數不當及炸藥性能不良等原因，不可避免地會產生一定量的大塊礦石，這些大塊進入溜破系統前必須進行二次破碎處理[2]。

2 現有大塊處理方法

普遍采用普通裸露藥包爆破法，此法炸藥用量大、單耗高、爆能利用率低，特別是對巷道等底部結構工程的破壞性大。與此同時裸露爆破過程中產生的沖擊波和碎石飛濺等問題也給現場安全管理帶來了一定的困難[1]。

3 聚能藥包設計

聚能爆破主要利用炸藥爆破的聚能效應，柱形藥包爆炸后，爆轟產物沿近似垂直于藥柱表面方向向四周飛散，作用在物體上的僅僅是藥柱一端的爆轟產物。爆轟產物先向空穴軸線位置聚集，形成聚能氣流，由于聚能氣流的高能量密度，使其做功能力加大[3]。

3.1 炸藥的選擇

炸藥是聚能爆破的能源，因此其性能是影響聚能威力的基本因素。按照流體力學理論，炸藥的爆轟壓力PCJ是爆速D和裝藥密度ρ0的函數，即

由此可知，炸藥的爆速對爆轟壓力大小的影響要比裝藥密度大得多。為此，為提高藥包的聚能，必須用爆速高、猛度大的炸藥。

3.2 藥包形狀設計和幾何參數計算

在確定藥包的結構形狀時，既要使裝藥重量最輕，又要使破巖效果好，這就要求選擇合適的裝藥形狀和結構。在整個的聚能藥包中，參與形成聚能射流的炸藥，僅僅是靠近藥罩的一定厚度的炸藥層，即有效炸藥層[4][5]。

聚能藥包的破巖深度與裝藥直徑和高度有關，一般不大于3倍的裝藥直徑，根據具體幾何參數可根據表1計算：

表1 圓柱形聚能裝藥幾何參數表

3.3 大塊礦石聚能藥包設計

聚能藥包破碎大塊巖石的特點是：不需要鉆孔，施工簡單，施工進度比淺孔爆破法快，安全性比裸露藥包法好，勞動強度比淺孔爆破法低。由于二次破碎藥包使用數量較大，金屬藥型罩的加工費工、費時，一般不采用。

經測定，會寶嶺鐵礦的礦石堅固系數f=7～12，結合表1，設計制作了500g和800g兩種聚能藥包，具體參數如下：

表2 兩種聚能藥包的規格和性能

4 結論

通過現場試驗證明，使用聚能藥包與普通裸露放糊炮相比，單次爆破可降低炸藥使用量達50%以上。從現場破碎效果來看，使用聚能藥包時，大塊礦石全部能夠達到預期破碎效果，爆破過程中幾乎無飛石產生。較普通裸露爆破法大大提高了出礦效率。

聚能爆破較普通打眼爆破方法，每次爆破所用時間減少約80%，在爆破時將藥包上面覆蓋特制的注滿水的塑料袋，爆破時可在大塊周圍形成水霧，起到了降塵的作用，可大大減少粉塵的危害。

[1]謝源，劉慶林等．聚能藥包進行巖石二次破碎的實驗研究[J]．有色金屬（礦山部分），2001（2）：21～23.

[2]《采礦手冊》編委會．采礦手冊[M]．北京：冶金工業出版社，1990.

[3]袁節平，徐建平．聚能藥包破碎大塊的實驗研究[J]．礦業研究與開發，2002（3）：47～48.

[4]汪旭光等．爆破設計與施工[M]．北京：冶金工業出版社. 2012.11:548～550.

[5]陳開翔．聚能爆破在某露天礦的應用與研究[J]．化工礦物與加工，2008（8）：30.

葛程,畢業于江西理工大學安全技術及工程專業，注冊安全工程師,爆破工程師,主要從事礦山地下開采安全管理工作。

TD235

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1003-5168(2014)04-0057-01