浅析混合装药结构在石灰石矿山上的应用

邓 敏

（中国葛洲坝集团易普力股份有限公司，重庆 404100）

装药结构是指炸药在装填时的状态。在露天深孔爆破中，分为连续装药结构，分段装药结构，孔底间隔装药结构和混合装药结构。所谓混合装药结构系指孔底装高威力炸药，上部装普通炸药的一种装药结构。目前，由于地质、环境等复杂原因，常常会出现孔内溶洞、堵孔、水孔及震动过大等爆破施工难题，对装药、爆破技术要求越来越高，新的施工手段和爆破技术亟待解决。通过生产实践论证，混合装药结构既解决了水孔积水问题，降低了根底和大块率，又达到降本增效和确保爆破质量的目的。

结合石灰石矿的生产实践,对现场混装铵油炸药和乳化炸药双层混合装药结构进行系统的分析和探讨。

1 矿山地质与爆破概况

东方希望重庆水泥有限公司位于丰都县湛普镇，2009年开始基本建设，计划2010年建设投产，设计5×5000 t/天熟料生产线，配套矿山有3个，分别是水泥灰岩矿山、砂岩矿山、页岩矿山。目前已全部投产，开采服务年限约20年。

根据规划设计，达产后年开采石灰石矿500万 m3，约1350万 t矿石，该工程量为暂定工程量，实际工程量可根据工程熟料投产进度的需要进行调整，最终以实测量为准。石灰石的普氏f=4～8。矿岩产状复杂,受其影响岩层节理,裂隙及结构面很发育。

东方希望石灰石矿主要的起爆方式为逐孔微差起爆网络。台阶高度为12 m,孔深一般在13.5～14.0 m，局部有适当调整。孔网参数多采用（矿石）7.0 m×4.0 m，岩石依据硬度不同分为6.5 m×4.5 m；7.0 m×4.0 m；7.5 m×4.5 m。多采用三角形布孔。爆破多采用多孔粒桉油炸药，遇到有水时采用乳胶基质，炸药单耗一般控制在0.17～0.18 kg/t左右。

2 爆破现状

2.1 地质条件复杂

东方希望石灰石的普氏f=4～8。矿岩产状复杂,受其影响岩层节理,裂隙及结构面很发育。地形比较复杂，影响中深孔爆破质量，矿山自上而下开采，石灰石裂隙发育比较完整，炮孔内积水比较严重，孔深为13.5 m的炮孔，部分孔内积水达到2~5 m，水孔在装药过程中容易堵塞，导致部分炸药未能以药包相连，爆破后效果不好。多孔粒铵油炸药不防水，导致爆破后根底严重，大块多，严重影响爆破工作和后续生产工作的正常开展。

2.2 爆破质量

由于受地质条件的影响，废孔率大大增加，填塞不到位，导致爆破后产生飞石，出现根底情况比较严重，爆破质量不理想。

2.3 改进方法

采用炮孔底部装少量乳胶基质炸药和炮孔上部装多孔粒铵油炸药二者相结合的装药结构，以达到底部防水，减少根底，又达到降本增效和确保爆破质量的目的。

3 连续装药结构与混合装药结构对比分析

采用用多孔粒铵油炸药和乳化炸药混合装药结构，孔径150 mm，台阶高度为12 m,超深1.5~2.0m，孔网参数7.0m×4.0 m，单孔装药量为159kg，装药单耗0.175 kg/t左右。同等条件采用下乳胶基质炸药连续装药结构，单孔装药量为189 kg，装药单耗0.208 kg/t左右，两者相比较采用乳胶基质炸药连续装药结构，爆破炸药单耗严重偏高。

现将东方希望石灰石矿山792爆破平台作为实验样本，孔数30个，梅花形布孔，孔径150 mm，台阶高度H12 m，超深1.5 m，孔深13.5 m，孔间距7 m，孔排距4 m，前排抵抗线W3.0 m，堵塞段

4.5 m。通过实验进行对比。

3.1 装药量对比结果（见表1）

表1 装药量对比表

3.2 装药结构对比

连续装药结构说明：正常装药段9.0 m位置装乳化炸药，堵塞段为4.5 m，见图1。

图1 连续装药结构图

混合装药结构说明：底部3 m位置装乳胶基质炸药，同时也是超深段，正常装药段6 m位置装多孔粒铵油炸药，堵塞段为4.5 m，见图2。

图2 混合装药结构图

3.3 总装药量及总单耗对比（见图3、图4）

图3 总装药量对比图

图4 总单耗对比图

3.4 经济效益分析

通过改变装药结构，估算东方希望矿石方量4500000 m3，单耗0.46 kg/m3和单耗0.57 kg/m3。混装药用量2115000 kg和2565000 kg。两者对比节约450000 kg。

①有效降低爆破单耗。在扩大孔网参数的前提下，采用二者相结合的装药结构下，从上述数据分析下，大大降低了爆破单耗，达到了降本增效的目的，为项目部带来了一定的经济效益。

②扩大单次爆破规模。从而减少台阶爆破频次，生产组织环节更加紧凑，效率更高，生产管理更高效。

③两种炸药相结合的装药结构，降低二次大块爆破量。

4混合装药结构的优势

①降低炸药单耗，减震防水，减少根底。

②降低炮孔内爆炸压力，减少甚至避免因连续装药而形成的矿岩冲击粉碎，扩大破裂去范围，提高炸药爆破能量的有效利用率，从而降低炸药单耗。

③破碎质量好，破碎块度符合工程要求，基本上无不合规格的大块，无根底，爆堆集中和具有一定松散度，能满足铲装设备高效率装载的和破碎要求。

4 结论

混合装药结构实施有利于加快施工速度和提高工程质量，且一次爆破量大，能减少炸药总用量，减少爆破震动和危害，降低了工程成本。因此在矿山、水利、公路、铁路、港口等领域广泛应用。混合装药结构爆破已是一门成熟的技术，但通过实践认为混合装药结构爆破工作应该满足以下几点：

①采用微差爆破，严格控制单响最大药量，控制起爆顺序和起爆间隔时间；

②在离民房距离较近的区域，控制台阶高度，实现单孔单响或一孔两响，确保单响药量小于最大单响药量；

③采用不耦合装药和空气间隔装药，或主爆孔底部加0.2~0.4 m垫层防止爆炸峰值直接作用到孔底，有一定降振效果；

④控制起爆方向，尽量避免保护建筑物背离起爆方向；

⑤爆破前及时清理好临空面，并严格控制爆区底盘抵抗线大小。

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