现场混装炸药与传统商品炸药爆破效果对比

郭 靖，石 翠，黄应平

(1.湖北凯龙工程爆破有限公司，湖北荆门448032;2.湖北凯龙化工集团股份有限公司，湖北荆门448032;3.江西省赣华安全科技有限公司，江西南昌330024)

0 引言

现场混装炸药爆破施工服务模式是国家提倡和积极推广的一种“一体化”爆破服务模式。 2018年工业和信息化部印发的《关于推进民爆行业高质量发展的意见》明确提出,企业(集团)现场混装炸药许可产能占比应达到本企业工业炸药生产许可产能总量的30%。 伴随着国家爆破服务一体化进程的不断加快,现场混装炸药产能比例将进一步提升[1]。 因此,采用现场混装炸药开展爆破服务的模式也将进一步得到重视和应用。 通过采用现场混装炸药与传统商品炸药分别进行爆破试验,在爆破效果上进行对比,分析两种爆破服务模式的优劣势,并提出相应的应用条件[2]。

1 两种爆破模式对比试验

1.1 试验背景

本次试验在某矿山同一片采区的不同台阶进行。 该矿山主要产品为石灰石,年采剥总量约600万t,爆破采场主要生产平台在+52 m 和+64 m 水平,部分区域处于水位线以下,爆破时水孔较多。原矿山爆破主要使用商品乳化炸药爆破,效率较低,爆破效果不理想,主要表现为炸药不易装至孔底,孔口堵塞不严,炮孔利用率和炸药能量有效利用率均较低,导致爆破作业后根底率、大块率较高,严重影响后续铲装、运输及破碎效率。 为降低根底率、大块率,有序推进矿山规范化开采,矿山工作人员根据现场工作实际,并结合工作经验,采取了加大炮孔超深、竹竿辅助装药等措施,但这些措施并未有效解决传统商品炸药装药效率较低和爆破效果不理想的问题,在一定程度上还加大了穿孔工作量,降低了炮孔利用率,增加了装药难度。 同时,为保证炸药单耗不超标,需相应地加大堵塞长度,反而导致台阶孔口大块率升高。 水孔装药难,装药效率低,爆破后大块率和根底率高及铲装作业效率低等成为采矿生产亟待解决的问题。

1.2 爆破方案的选择与确定

根据采区岩石结构特点,在采区选定两个平台进行对比试验。 平台台阶高度均为12 m,钻孔设备采用露天履带式潜孔钻机,钻凿ø115 mm 垂直炮孔,采用高精度数码电子雷管配合起爆具进行起爆。 对比试验采用传统商品炸药和现场混装炸药分别进行4 次爆破作业,根据8 次爆破的实际效果进行了对比分析[3]。

1.3 爆破参数对比

1.3.1 4 次传统商品炸药爆破施工参数对比

4 次传统商品炸药爆破施工,炮孔均采用商品粉状大包炸药进行装填,但有水的炮孔,需配合ø90 mm乳化炸药辅助装填,采用单发高精度数码电子雷管下入炮孔内,距孔底1 m 的位置。 爆破参数见表1。

表1 4 次传统商品炸药爆破参数统计

1.3.2 4 次现场混装炸药爆破施工参数对比

4 次现场混装炸药爆破施工均采用现场混装铵油炸药装填爆破,对有水的炮孔均提前进行了吹孔,再采用少量商品乳化炸药垫底,4 次现场混装炸药爆破参数见表2。

表2 4 次现场混装炸药爆破参数统计

1.4 起爆网路设计

起爆网路采用数码电子雷管逐孔起爆网路,孔内延期时间为400 ms,孔间延期时间为17 ms,排间延期时间为42 ms[4]。 爆破网路如图1 所示。

图1 爆破施工网路(单位:ms)

1.5 传统商品炸药与现场混装炸药爆破数据对比分析

结合上述数据,将传统商品炸药与现场混装炸药爆破效果进行对比,如图2 所示。

图2 两种爆破模式爆破效果对比

1)两种爆破施工模式下,现场混装炸药爆破炸药单耗略高于传统商品炸药爆破,但两者区别并不大,炸药单耗不会出现明显差别。 现场混装炸药因减少了产品包装、转运及存储等对炸药成本的影响,其生产成本会明显低于传统商品炸药。 因此,采用现场混装炸药爆破施工能降低爆破施工直接成本。

2)采用现场混装炸药装填炮孔,能够实现炮孔全耦合装药,通过试验数据对比发现,能有效降低爆破大块率,改善爆破效果,同时提升矿山铲装效率,降低生产成本。

3)现场混装炸药爆破模式可实现机械化施工,减少危险场所作业面人数,提升爆破作业效率,改善爆破施工本质化安全。 但因现场混装炸药车对爆破作业面平台的要求较高,对于部分没有形成平整台阶或轮廓面的平台,车辆无法到达炮孔处,不能实现机械化装填作业,这也是今后需要解决的问题。 只有解决此问题,才能为实现矿山高质量发展提供技术支撑[5-8]。

2 爆后效果及结论

两种爆破施工模式都必须考虑现场实际情况,针对大型固定矿山和具有平整台阶面的爆区,采用现场混装炸药进行爆破,在爆破成本、爆破效果、作业效率方面都优于传统商品炸药,而且现场作业人员较少,爆破施工安全的本质化水平得到提高[9]。因此,如果具备生产条件,应积极推行现场混装炸药爆破施工的服务模式,提升现场爆破施工的高质量发展[10]。 两种爆破模式的爆破施工效果如图3所示。

图3 两种爆破模式的爆破施工效果

3 结语

1)使用现场混装炸药爆破不但可以实现水孔装药施工,提升装药效率,而且机械化程度高、爆破效果好、有较高的安全性。 此外,随着矿山开采深度的增加,越来越多的生产平台高度将会处于水位线以下,水孔数量增加,现场混装炸药在解决水孔装药及改善爆破效果等问题方面,优势愈加明显。

2)对比试验表明,与传统商品炸药相比,现场混装炸药爆破效果得到明显改善。 适当增大炮孔密集系数后,单位岩石炸药消耗量明显降低,现场混装炸药与传统商品炸药爆破炸药单耗差别不大。

3)当孔网密集系数适当加大后,同一爆区钻孔数量减少,钻孔成本也降低,总爆破成本进一步下降,但现场炮孔密集系数需根据具体工程地质条件确定。

4)露天矿山采用现场混装炸药爆破时,在排数不变的情况下,适当增大后排孔孔间微差间隔时间,可减弱台阶后拉裂隙的影响。