简单的爆破知识
随着全液压钻机、高压和中压钻机等深孔钻机的出现和不断完善,装载设备的不断改进,爆破技术的迅速提高和爆破器材的日益发展,深孔爆破在改善和控制爆破质量、提高大型机械设备装载效率和经济效益方面的优势已被人们清楚地认识和重视。露天深孔爆破的技术要求主要有:(1)安全控制;(2)降低一次总付率;(3)降低综合爆破成本。
2露天深孔爆破安全控制技术与设计
爆破的有害影响包括地震波、飞石、冲击波、有毒气体、噪音和灰尘。作为露天深孔爆破,需要分别计算地震波、飞石和冲击波的安全距离,确保满足要求,起爆网络的可靠起爆也是安全控制的重点。
2.1地震安全距离计算及防护技术
(1)地震波安全距离的计算
V=K (Qm/R)α
式中:k和α系数与地形和地质条件有关;Q ——最大一次炸药量,kg;r指电荷中心到被保护物体的水平距离,m。
计算的地震波速度应满足国家安全规范的要求。注意:①爆破地震波与计算公式中的参数和爆破区域与保护点的相对高度有关。当爆破面积在保护点以上时,计算值过大;反之,则太小;②爆破地震波的大小还与保护区的方位有关。当保护区位于爆破区前方时,地震波最小,侧向次之,后方最大。③在特殊建筑物附近或爆破条件复杂的地区进行爆破时,必须进行必要的监测或特殊试验,以确保防护对象的安全。
(2)地震波安全防护技术
露天深孔爆破的实践表明,降低爆破振动最经济有效的方法是增加分段数,降低最大单次装药量。理论上,在露天深孔爆破中,不导电起爆网络可以实现无限段。当分段不超过30段时,可通过孔内不导电导爆管毫秒延时和孔内电雷管延时来实现。超过30段后,需要非电雷管延时。如果通过减少单次起爆次数不能保证爆破振动安全,应采用预裂爆破方法,在最后一排与未爆区之间形成一条裂缝,可有效阻挡40%的振动波能量向外传播。也可采用其他方法,如:选择低威力、低爆速的炸药;限制一次爆破的最大药量;选择合适的炸药单耗;选择适当的费用结构;调整爆破方向;改变与保护对象的方位关系;充分利用河流、渠道、断层等地形条件,隔离效果明显。
2.2飞石安全距离计算及防护技术
(1)飞石安全距离的计算露天深孔爆破单个飞石的计算公式为:Rf=(40/2.54)×D,其中:D——孔径,cm;Rf——单个飞石的最小距离,m .但在实际设计中,有些工程技术人员用公式Rf=20K×n2×W进行硐室爆破,这是不正确的。对于计算的Rf,还应考虑爆破点的位置。如果安全保护区低于爆破点,应加大距离,否则应减小距离。注:无论计算结果如何,该距离不得小于国家安全规程规定的最小安全距离200米。
(2)飞石安全防护技术
露天深孔爆破飞石主要产生在孔口和前排。孔口飞石的原因有两个:一个是封堵不严,导致爆破,孔口石头松动;二是装药量太多,堵塞长度不够,使石子飞出孔口。前排飞石产生的主要原因是前排自由面不平整,最小抵抗线差异大,结构面切割,甚至裂缝、孔洞的贯通。对于孔口飞石,防护措施可以是孔口加压砂袋,既能消除爆破隐患,又能限制孔口松动石块的飞散,同时有效降低大块率。因此,孔口加压砂袋是防止飞石的有效方法,操作方便,效果显著。一方面可以采用多排微差爆破保护前排飞石,减少前排出现的次数;另一方面,根据前排抵抗线和结构面的变化,可以在抵抗线过细的位置阻挡岩粉进行间隔装药。如果使用ANFO炸药,需要防止过量炸药流入前排缝隙,否则会造成大量飞石,发生重大事故。一旦发现孔洞与贯通裂缝或空洞相连,应分阶段封堵并装药。如果发现过量铵油流入裂缝,必须注水溶解,然后回填石沫封堵裂缝渗透段。单个飞石的飞行距离与爆破方法、爆破参数特别是最小抵抗线的大小、堵塞长度和质量、孔间或排间毫秒延时、地形地质构造(如节理、裂隙、软弱夹层等)有关。)和气象条。因此,为了防止飞石的发生,工程技术人员必须根据爆破条件的变化,合理确定单位炸药单耗和爆破参数,保证炮孔堵塞长度和质量,并采取上述措施。
2.3爆破冲击波安全距离的计算及防护技术
(1)爆破冲击波安全距离的计算
R=K×Q1/3
其中:r为冲击波的安全距离,m;K——系数,有料仓,15,无料仓,30;Q——指最大初始充电量,kg。
(2)爆破冲击波的安全防护技术
为了降低爆破冲击波的破坏作用,可以从两个方面采取措施:一是防止强空气冲击波的产生;二是利用各种条件削弱已经产生的空气冲击波。通过合理确定爆破参数,避免最小抵抗线过大,防止空气炮的产生;选择合理的毫秒起爆方案和毫秒间隔时间,保证岩石能充分松动,消除夹爆条件;保证封堵质量,采用反向起爆,防止高压气体冲出孔口;提倡使用导爆管或电雷管起爆,尽量不使用高能导爆索起爆。这些措施可以提高爆破过程中爆炸能量的利用率,有效防止强烈空气冲击波的产生。另外,尽量避免爆炸区域的正面朝向被保护对象。如果无法避免,应打开建筑物的门窗,必要时设置防护架,也能有效减少冲击波的危害。
2.4有毒有害气体的防护
对于露天深孔爆破,前苏联学者建议露天爆破有毒气体确定为R=K×W1/3,但这个公式没有充分考虑气象和地形因素。为防止枪支烟雾中毒,应采取以下防护措施:(1)不要使用过期、变质的炸药;(2)加强炸药质量管理,定期检查炸药质量;(3)加强炸药的防水防潮,保证质量,避免炸药发生不完全爆炸反应;(4)人员应处于上风方向;(5)所有人员必须等到有毒气体稀释到《爆破安全规程》允许的浓度以下,才能返回工作面。
2.5起爆网络安全起爆技术
如果采用电爆网路,要综合考虑爆炸区域的气象水文条件、爆破要求、成本等方面,选用普通瞬发、秒发、毫秒延期电雷管,以及抗噪声电雷管、BJ-1安全电雷管、无起爆药雷管,防止杂散电流、射频电、雷电的影响,提高电爆网路的安全性和可靠性,防止早期爆炸事故的发生。非导爆管网路因其操作简单、不受外界来电(雷电除外)影响、成本低、等间隔毫秒起爆、起爆段数和炮眼数不受雷管段数限制而被广泛使用。缺点是引爆前无法用仪器检查;如果爆破面积太大或延期段数太多,孔外延期网络容易被空气冲击波或地震波及飞石破坏。塑料管的硬化会恶化导爆管在寒冷地区的传爆性能。推荐使用新型四通多密闭起爆网络进行导爆管发射。该网络具有以下特点:(1)整个起爆网络呈网格状多通道,传播方向四通八达,单个雷管或导爆管的缺陷不影响整个起爆网络的准爆;(2)对于每个雷管,爆轰波至少在两个方向传播,起到双重安全作用,可以替代或减少复合导爆管起爆网络形式,节省起爆器材;(3)只要引爆整个引爆网络中的一个节点,就可以引爆整个网络;(4)网络连接操作简单,易于检查;(5)起爆雷管不限,闭合网络可无限扩展后单点或多次点击起爆全网。
3降低包干率的技术措施
3.1大块率的主要原因(见图1、图2、图3)。
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