現場混裝炸藥與傳統商品炸藥爆破效果對比

郭 靖，石 翠，黃應平

(1.湖北凱龍工程爆破有限公司，湖北荊門448032;2.湖北凱龍化工集團股份有限公司，湖北荊門448032;3.江西省贛華安全科技有限公司，江西南昌330024)

0 引言

現場混裝炸藥爆破施工服務模式是國家提倡和積極推廣的一種“一體化”爆破服務模式。 2018年工業和信息化部印發的《關于推進民爆行業高質量發展的意見》明確提出,企業(集團)現場混裝炸藥許可產能占比應達到本企業工業炸藥生產許可產能總量的30%。 伴隨著國家爆破服務一體化進程的不斷加快,現場混裝炸藥產能比例將進一步提升[1]。 因此,采用現場混裝炸藥開展爆破服務的模式也將進一步得到重視和應用。 通過采用現場混裝炸藥與傳統商品炸藥分別進行爆破試驗,在爆破效果上進行對比,分析兩種爆破服務模式的優劣勢,并提出相應的應用條件[2]。

1 兩種爆破模式對比試驗

1.1 試驗背景

本次試驗在某礦山同一片采區的不同臺階進行。 該礦山主要產品為石灰石,年采剝總量約600萬t,爆破采場主要生產平臺在+52 m 和+64 m 水平,部分區域處于水位線以下,爆破時水孔較多。原礦山爆破主要使用商品乳化炸藥爆破,效率較低,爆破效果不理想,主要表現為炸藥不易裝至孔底,孔口堵塞不嚴,炮孔利用率和炸藥能量有效利用率均較低,導致爆破作業后根底率、大塊率較高,嚴重影響后續鏟裝、運輸及破碎效率。 為降低根底率、大塊率,有序推進礦山規范化開采,礦山工作人員根據現場工作實際,并結合工作經驗,采取了加大炮孔超深、竹竿輔助裝藥等措施,但這些措施并未有效解決傳統商品炸藥裝藥效率較低和爆破效果不理想的問題,在一定程度上還加大了穿孔工作量,降低了炮孔利用率,增加了裝藥難度。 同時,為保證炸藥單耗不超標,需相應地加大堵塞長度,反而導致臺階孔口大塊率升高。 水孔裝藥難,裝藥效率低,爆破后大塊率和根底率高及鏟裝作業效率低等成為采礦生產亟待解決的問題。

1.2 爆破方案的選擇與確定

根據采區巖石結構特點,在采區選定兩個平臺進行對比試驗。 平臺臺階高度均為12 m,鉆孔設備采用露天履帶式潛孔鉆機,鉆鑿?115 mm 垂直炮孔,采用高精度數碼電子雷管配合起爆具進行起爆。 對比試驗采用傳統商品炸藥和現場混裝炸藥分別進行4 次爆破作業,根據8 次爆破的實際效果進行了對比分析[3]。

1.3 爆破參數對比

1.3.1 4 次傳統商品炸藥爆破施工參數對比

4 次傳統商品炸藥爆破施工,炮孔均采用商品粉狀大包炸藥進行裝填,但有水的炮孔,需配合?90 mm乳化炸藥輔助裝填,采用單發高精度數碼電子雷管下入炮孔內,距孔底1 m 的位置。 爆破參數見表1。

表1 4 次傳統商品炸藥爆破參數統計

1.3.2 4 次現場混裝炸藥爆破施工參數對比

4 次現場混裝炸藥爆破施工均采用現場混裝銨油炸藥裝填爆破,對有水的炮孔均提前進行了吹孔,再采用少量商品乳化炸藥墊底,4 次現場混裝炸藥爆破參數見表2。

表2 4 次現場混裝炸藥爆破參數統計

1.4 起爆網路設計

起爆網路采用數碼電子雷管逐孔起爆網路,孔內延期時間為400 ms,孔間延期時間為17 ms,排間延期時間為42 ms[4]。 爆破網路如圖1 所示。

圖1 爆破施工網路(單位:ms)

1.5 傳統商品炸藥與現場混裝炸藥爆破數據對比分析

結合上述數據,將傳統商品炸藥與現場混裝炸藥爆破效果進行對比,如圖2 所示。

圖2 兩種爆破模式爆破效果對比

1)兩種爆破施工模式下,現場混裝炸藥爆破炸藥單耗略高于傳統商品炸藥爆破,但兩者區別并不大,炸藥單耗不會出現明顯差別。 現場混裝炸藥因減少了產品包裝、轉運及存儲等對炸藥成本的影響,其生產成本會明顯低于傳統商品炸藥。 因此,采用現場混裝炸藥爆破施工能降低爆破施工直接成本。

2)采用現場混裝炸藥裝填炮孔,能夠實現炮孔全耦合裝藥,通過試驗數據對比發現,能有效降低爆破大塊率,改善爆破效果,同時提升礦山鏟裝效率,降低生產成本。

3)現場混裝炸藥爆破模式可實現機械化施工,減少危險場所作業面人數,提升爆破作業效率,改善爆破施工本質化安全。 但因現場混裝炸藥車對爆破作業面平臺的要求較高,對于部分沒有形成平整臺階或輪廓面的平臺,車輛無法到達炮孔處,不能實現機械化裝填作業,這也是今后需要解決的問題。 只有解決此問題,才能為實現礦山高質量發展提供技術支撐[5-8]。

2 爆后效果及結論

兩種爆破施工模式都必須考慮現場實際情況,針對大型固定礦山和具有平整臺階面的爆區,采用現場混裝炸藥進行爆破,在爆破成本、爆破效果、作業效率方面都優于傳統商品炸藥,而且現場作業人員較少,爆破施工安全的本質化水平得到提高[9]。因此,如果具備生產條件,應積極推行現場混裝炸藥爆破施工的服務模式,提升現場爆破施工的高質量發展[10]。 兩種爆破模式的爆破施工效果如圖3所示。

圖3 兩種爆破模式的爆破施工效果

3 結語

1)使用現場混裝炸藥爆破不但可以實現水孔裝藥施工,提升裝藥效率,而且機械化程度高、爆破效果好、有較高的安全性。 此外,隨著礦山開采深度的增加,越來越多的生產平臺高度將會處于水位線以下,水孔數量增加,現場混裝炸藥在解決水孔裝藥及改善爆破效果等問題方面,優勢愈加明顯。

2)對比試驗表明,與傳統商品炸藥相比,現場混裝炸藥爆破效果得到明顯改善。 適當增大炮孔密集系數后,單位巖石炸藥消耗量明顯降低,現場混裝炸藥與傳統商品炸藥爆破炸藥單耗差別不大。

3)當孔網密集系數適當加大后,同一爆區鉆孔數量減少,鉆孔成本也降低,總爆破成本進一步下降,但現場炮孔密集系數需根據具體工程地質條件確定。

4)露天礦山采用現場混裝炸藥爆破時,在排數不變的情況下,適當增大后排孔孔間微差間隔時間,可減弱臺階后拉裂隙的影響。