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爆破技术在采矿工程建设项目中的应用研究

作者:刘林 来源:科学与财富 202021期 时间:2020-11-19

摘 要:在采矿工程施工中,环境保护以及成本控制至关重要,通过加强爆破成本控制能够有效提升采矿经济效益,同时,通过严格控制爆破规模,选择适宜的炸药类型等,可减少对周边...

  摘 要:在采矿工程施工中,环境保护以及成本控制至关重要,通过加强爆破成本控制能够有效提升采矿经济效益,同时,通过严格控制爆破规模,选择适宜的炸药类型等,可减少对周边环境所造成的不良影响。在采礦工程施工中,可应用控制爆破技术,选择适宜的炸药类型,优化装药结构,提升爆破施工效果。基于此,本篇文章对爆破技术在采矿工程建设项目中的应用进行研究,以供参考。

  关键词:爆破技术;采矿工程;建设项目;应用

  引言

  近年来,随着我国经济水平的快速发展,社会各行各业对资源的需求量越来越大,采矿业开始呈现蓬勃向上的发展势头。采矿工程中的建设项目从设计到施工都不可避免地要受到地形地貌的影响,从而使整个建设过程异常复杂和困难。为了在合同规定的工期内高质量地完成矿井工程建设项目,需要选用合适的爆破技术以克服特殊地貌的影响。

  一、爆破技术概述

  爆破技术是利用炸药等爆炸物在有限空间内瞬时起爆,释放出巨大的能量,从而破坏障碍物的原始结构,达到特定的工程目的。爆破技术涉及物理与化学变化过程,使用过程中需要根据不同的地质条件、地貌环境以及作用目的选择合适的炸药物和起爆方法。据测算,1t 普通工业炸药爆炸时瞬间温度可达3500℃、气压可达10000MPa,释放的能量可达3.67×106J,平均功率约4.86×108kW,在这种高温高压冲击下,岩石会瞬间变为流体或弹塑性体状态。因此,爆破技术在特殊地质环境的施工中获得了广泛的应用,比如,采矿工程、矿井建设、隧道修建、水渠挖掘等。目前,我国广泛采用的爆破技术中,以硝铵类炸药的应用最为广泛,其他常用的炸药有硝酸甘油、水胶炸药等;常用的起爆器材有导爆管、导爆索、电雷管等。

  二、采矿工程中的常用爆破技术

  (一)预裂爆破技术

  在预裂爆破技术的实际应用中,应注意以下几点:①孔径。对于孔径大小,应根据台阶高度选择,一般需控制在50~120mm 之间。布孔间距为2~6m,孔深在6~15m 之间。②对装药结构以及数量进行控制。在炸药分装过程中,必须保证其在炮孔中分布均匀,炮孔底部夹制性比较大,很难产生预裂缝。对此,对于孔低一段线,应适当增加装药密度,通常情况下, 对于底部装药量,可适当增加2~3倍。③炮孔填塞控制。在炮孔中,如果部分位置没有装药,可能会造成炮孔顶部发生龟裂。对此,在炮孔填塞处理中,应注意结合实际情况预留较大炮孔。对于孔深20%的位置,需做好填塞处理。④延时时间以及起爆顺序控制。在预裂孔起爆中,要求在主爆破孔周边60-80ms 范围内进行起爆,在起爆过程中,可采用一根导爆索进行起爆,另外,还应注意根据预留孔数量进行起爆,如果预留孔数量较多, 则可采用分开起爆方式。

  (二)地下采场爆破技术

  地下采场爆破技术在当前矿山开采事业应用中也受到了较多的限制,但和井巷掘进爆破技术有所不同。该技术在爆破过程中拥有两个或两个以上的自由面,爆破造成的炮孔数量关系较多,爆破面积也比井巷掘进爆破技术大。现阶段,矿山开采事业中使用地下采场爆破技术要提前准备大量的炸药,且爆破开始前爆破工程师应实地考察矿山状况选取最为合适的爆破方案。应用地下采场爆破技术前爆破工程师要展开全方位的规划工作,且爆破为了保障爆破达到预期爆破工程师应当考虑到爆破所产生的碎石堆放方法,进而保障工程爆破技术符合标准。按照地下采场爆破技术的深度和直径可以将爆破技术划分成浅孔、深孔、中深孔和洞室爆破。

  (三)雷管爆破技术

  雷管爆破技术是使用最广泛、操作最简单的一种爆破技术,有普通雷管起爆和电子雷管起爆2种方式。普通雷管起爆是利用化学导索的燃烧来控制起爆时间,电子雷管起爆是利用电子计时电路控制起爆时间,这是二者最主要的区别。相比于普通雷管起爆,电子雷管起爆具有起爆时间易于控制、较易实现连续爆破且爆破效果好等优点,但是电子电路设计较为复杂,需要采取滤波技术防止电流噪声对起爆电路的干扰,无形中增加了使用成本。

  (四)井巷掘进爆破技术

  井巷掘进爆破技术应用时施工人员要对隧道、竖井、平巷等区域展开爆破工作,同时要保障这些区域展开爆破前处于单自由面的状态中。通过深入研究发现,井巷挖掘爆破技术的应用会受到掘进断面的约束,最终致使该技术爆破只能控制在1~3m 范围内。为进一步推动井巷掘进爆破技术正常进行,爆破工程师应该遵循施工流程展开爆破工作,这样才能够满足破碎之后的石块和爆堆集中的要求。目前,研究人员对井巷掘进爆破技术展开研究可以从下列几个技术指标开始,例如:炮孔直径、炮孔深度、炮孔数量等。该技术在很久之前就已经在中国矿山开采事业中应用,随着不断的发展和进步该种爆破技术也进行了革新。先前,该技术运用分段爆破的方法展开矿山开采,这种方法要将矿井分成几个不同的爆破段,最终根据流程依次爆破。

  三、矿山开采工程爆破的安全管理

  (一)设计科学合理的爆破参数

  爆破之前,需要确定科学、合理的爆破参数,根据岩体硬度、爆破广度和深度等计算炸药装药量;根据连续爆破时间要求设计起爆电路;对于不同的爆破岩体,需要根据计算出来的孔距、排距、孔深等数据布置加密孔; 对于爆破区域内有夹层、裂隙、软弱面的情况,需要结合这些层、缝、面的空间分布设计合适的空位等。每次爆破之后,要做好数据记录,并根据爆破效果分析参数设置得是否合理、是否达到了预期目的,总结经验,以便于下次爆破时设计出最优的参数、取得最理想的效果。

  (二)制定合理的爆破方案

  科学合理的控制爆破施工方案是保证采矿工程控制爆破施工能够顺利进行的关键,在制定控制爆破施工方案时,必须严格遵循安全第一的原则。为了保障爆破方案科学合理,需根据矿山地质地形勘测结果,对爆破方案进行优化处理。对于采矿爆破施工区域,可将其分为主爆破区以及其他爆破区两种类型,在主爆破区,可适当增加炸药使用量。需要注意,主爆所产生的震动比较强,因此,对于主爆破区,应选择地质硬度较大的区域, 尽量减少爆破震动对于地质结构稳定性所造成的不良影响。

  (三)注意爆破过程中的安全防护

  进行采矿工程建设项目施工时,既要将施工成本控制在预算范围之内,更要保证施工质量和安全。在爆破方案设计时,需要计算爆破半径,根据计算数据划定安全区域;在爆破实施过程中,需要及时疏散相关人员,确保所有人都在安全区域内后再开始爆破,同时,要安排经验丰富的工程技术人员实施爆破;爆破之后,要等待有毒有害气体完全扩散、明火和电火花等不会再次引发爆炸事故后,再安排清扫现场,清扫时要注意尽量减少震动,以防引发山体崩塌、塌陷等自然灾害。

  结束语

  在煤矿开采过程中,煤矿生产技术发挥着重要作用,影响着开采工作的顺利进行。其中爆破安全技术是采掘工作顺利进行的保障。为降低爆破工作中安全事故的发生,需在爆破中严格遵守相关规定,提高工作人员的安全意识,保障爆破工作的安全性,进而保证煤矿采掘工作有序、顺利进行。

  参考文献:

  [1] 王玉强.爆破技术在采矿工程中的应用研究[J].内蒙古煤炭经济,2019(16):20-21.

  [2] 杜晓诗.露天采矿生产中对深孔爆破技术的应用分析[J].世界有色金属,2018(24):43+45.

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