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露天礦塑質(zhì)袋裝藥工藝的應(yīng)用研究

  一、項(xiàng)目背景

  自2017年下半年以來,某露天礦爆破作業(yè)受到馬關(guān)河水系影響,水孔數(shù)量大幅度增加,部分鉆孔出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,滲水速度較快,尤以礦坑中下部低洼地勢為甚(經(jīng)實(shí)際測孔查驗(yàn),滲水最快的區(qū)域經(jīng)24小時鉆孔內(nèi)積水高度可達(dá)2m)。此類鉆孔以往只能采用裝填乳化炸藥的方法進(jìn)行爆破,但現(xiàn)在公司乳化炸藥日產(chǎn)能無法水孔激增后爆破工程的需要,導(dǎo)致有時已計(jì)劃好的爆破時間不得不進(jìn)行推遲,影響了電鏟的正常采裝。且乳化炸藥密度大,單價高,大面積使用會造成爆破成本的急劇增加。

  圖1 滲水鉆孔爆破作業(yè)現(xiàn)場

  二、研究內(nèi)容

  1.基本原理

  滲水鉆孔的成因一般為受到周圍壓力的擠迫,周邊的承壓水通過地層的間隙、裂隙、孔洞等向孔內(nèi)流動和滲透,此類鉆孔無法用硝銨炸藥進(jìn)行裝藥,尤其是預(yù)裝藥,(10℃溫度下,硝酸銨溶解度為140g,所以硝銨炸藥在水中的溶解量非常大),所以對于此類鉆孔,原先只能采用全部裝填乳化炸藥的方法進(jìn)行爆破。

  采用塑質(zhì)袋裝藥,利用塑質(zhì)袋良好的隔水性能,將硝銨炸藥放置在袋中,即使孔壁滲水,也不會對袋內(nèi)的炸藥產(chǎn)生影響,這樣就可以用硝銨炸藥代替乳化炸藥進(jìn)行爆破。硝銨炸藥制作簡單,產(chǎn)能大供應(yīng)充足,因此炮區(qū)的裝藥時間和爆破時間受到乳化炸藥產(chǎn)能的限制就會大大減少。

  2.關(guān)鍵技術(shù)

  礦選用塑質(zhì)袋時進(jìn)行了多種樣品的對比,最終采用的塑質(zhì)袋有良好的隔水性能和耐拉伸、耐磨擦性能,經(jīng)過一段時間的試用,取得了良好的效果。

  圖2 礦選用的塑質(zhì)袋

  3.工藝流程

  裝藥時先將起爆彈放入專用的塑質(zhì)袋中,利用其重力將之連同塑質(zhì)袋深入鉆孔底部,然后進(jìn)行后續(xù)裝藥、填充(圖4-7)作業(yè)。

  圖3 裝藥示意圖

  三、應(yīng)用效果

  該工藝較好的解決了淺水鉆孔尤其是滲水鉆孔的爆破延遲問題。緩解了乳化炸藥產(chǎn)能不足造成的炮區(qū)裝藥時間和爆破時間被迫延后的窘境,減少了電鏟因欠量造成停工的現(xiàn)象,保證了生產(chǎn)的接續(xù)。同時,間接地減少了乳化炸藥的總用量,降低了炸藥單耗,大幅降低了爆破成本。

  以孔徑250mm、孔深17m鉆孔為例,鉆孔內(nèi)裝藥10m,填充7m,采用以下計(jì)算數(shù)據(jù):

  孔徑r=125mm;

  藥柱高度h=10m;

  乳化炸藥:密度ρ1=1.25*103kg/m3,單價a1=4325元/噸。

  硝銨炸藥:密度ρ2=0.825*103kg/m3,單價a2=3775元/噸。

  1.成果使用前:裝乳化炸藥每孔成本:s1=πr2hρ1a1=2653.79元。

  2.成果應(yīng)用后:裝硝銨炸藥每孔成本:s2=πr2hρ2a2=1528.77元。

  塑質(zhì)袋采購價為1.95元/米,現(xiàn)采購每孔用塑質(zhì)袋每卷21m,即每孔塑質(zhì)袋成本40.95元。

  綜上所述,采用新工藝后每孔成本節(jié)省1084.07元,每年可節(jié)省費(fèi)用1084.07*1500=162.61萬元。

  四、推廣前景

  該裝藥工藝在試驗(yàn)之后,經(jīng)過多次的觀測與統(tǒng)計(jì)分析,爆破質(zhì)量與傳統(tǒng)工藝相比并無明顯下降,符合礦上的爆破效果預(yù)期,同時節(jié)省了一定的爆破成本,目前已經(jīng)在礦內(nèi)普遍、持續(xù)應(yīng)用。

  該裝藥工藝主要針對礦坑的滲水鉆孔爆破提出,經(jīng)過一段時間對爆破效果的跟蹤和分析,只要鉆孔內(nèi)水柱高度低于鉆孔總深度1/3的鉆孔,無論是否滲水,都可以應(yīng)用這一裝藥工藝,它廣泛適用于露天礦水孔的爆破作業(yè)。

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