非煤矿山露天开采矿山安全监管.ppt

露天开采矿山安全监管要点及先进适用技术 东北大学屠晓利 1 简介 深孔爆破是露天采矿的主要方式主要以台阶式爆破相应的参数比地下深孔爆破都大孔径 80 310mm孔深 10 20m每次爆破量大 几十吨至几百吨爆破效率高 块度也大受天气影响 2 露天台阶爆破主要参数H 台阶高度h 超深d 孔径Wd 底盘抵抗线W 抵抗线c 安全距离l 最大填塞长度a 孔间距b 排间距 3 斜孔和变径炮孔 由于超深的作用 使得炸药重心下移 容易使下台阶提前遭到破坏 为了减少超深或不用超深 采用斜孔或变径炮孔斜孔 炮孔与台阶坡面角相等 可以减少超深 还不会留下根低变径炮孔 由于下部孔径大 可以装更多的药 可以减少超深 4 主要爆破参数 炮孔直径d大直径炮孔每米爆破量大 生产效率高 单位炸药消耗量小 钻孔数量少一般为 80 310mm潜孔钻机 80 200mm牙轮钻机 250 420mm 常用250 310mm孔径要与后续工艺相匹配大孔径爆破块度大 铲装运设备要配套造价高可选余地不大 底盘抵抗线Wd最重要的参数 最小抵抗线很少用Wd c Htg Htg 台阶坡面是斜的 至少要后退这么多才到坡顶线c 安全距离 一般2 5 3 0m 与钻机大小有关一般取 0 6 0 9 倍台阶高度 H 与钻孔直径有关 孔径大取大值我国冶金矿山常按下表取值 底盘抵抗线取值范围 孔间距第一排的排间距已定 根据炸药单耗和每孔最大装药量就能确定该孔的爆破矿岩量 除以底盘抵抗线就是孔间距 注 这里将斜面当直面算 以保证第一排爆破效果a 0 5 0 6 Lq qHWd L 孔深q 每米炮孔装药量 q 炸药单耗H 台阶高度Wd 底盘抵抗线 炮孔密集系数m a Wda 孔间距炮孔密集系数通常大于1 有继续增大的趋势一般前排密集系数小 后排密集系数大 大型露天矿常取相同值后排参数孔间距比前排大排间距比前排小 超深h为了保证孔底爆破效果 希望在孔底多装药 额外在孔底加超深 达到多装药目的超深小了可能留根底 给后续装运带来困难超深大了药量没变 药的重心下移 下部过度破碎 使下水平顶部破碎 而且上部爆破效果不好超深小了底部可能留根底 后续工艺铲装困难 有时需要二次破碎 超深确定方法h 10 15 dmH 0 15 0 35 Wdm根底和大块是露天矿的主要矛盾超深大了 钻孔量增加 上部大块 下水平顶部破碎 产生大块超深小了 底部留要底 给后续铲装工艺带来困难合理确定露天矿超深是主要爆破技术工作之一只要能满足不留根底 尽量减小超深 充填高度充填的作用增加炸药爆炸的有效作用时间调节炮孔中爆炸气体的压力以提高炸药的能量利用率减少飞石 减小空气冲击波和爆破噪音充填长度以炮孔直径算 20 30 d以底盘抵抗线算 0 5 0 75 Wd按爆堆集中要求 0 8 1 0 Wd 炮孔装药量炮孔承担的爆破量所需的药量Q1 qWdaH炮孔能装下的药量Q2 q L l q 每米炮孔装药量炮孔能装下的药量要不小于需要的药量Q2 Q1后排药量适当比前排大些 因为前面有爆破下的岩堆 约为前排孔药量的1 1 1 3倍 5 深孔布置方式和起爆顺序 露天深孔爆破爆破量大 很少单排孔爆破多排深孔爆破的布孔方式单排孔爆破不存在此问题三种布孔方式正方形矩形三角形 正方形布置 矩形布置 正方形布置 三角形布置 起爆方式顺序起爆从台阶边上第一排孔起爆 逐排向后起爆爆堆较散 碰撞作用差常用波浪式起爆楔形起爆斜线起爆 顺序起爆示意图 波浪式起爆示意图 楔形起爆示意图 斜线起爆示意图 周边孔预裂起爆示意图 6 提高露天深孔爆破质量 露天深孔爆破要求爆破块度要合格大块需要二次爆破粉矿易流失不留根底 不产生后冲破坏爆堆要合理每次爆破量要足够大 以便后续工艺连续减轻爆破地震 冲击波和飞石 斜孔爆破抵抗线相等 块度均匀 超深小合理装药结构使药在孔中均匀分布间隔装药 空气或其它材质间隔混合装药 不同部位装不同药高台阶爆破炮孔有效部分多 底部和填塞长度不变 不效装药部分比例大多排孔微差爆破改善爆破效果 二次破碎作用 爆堆集中 7 靠帮爆破 临近边帮 概念露天矿边帮的稳定性是露天矿安全的主要问题之一 特别是深凹露天矿 今年我国各地已经发生多起边帮滑坡重大事故 滑坡事故往往是恶性事故影响因素 边帮参数 如帮坡角 台阶高度 台阶坡面角岩体构造 如构造带 岩体产状爆破破坏 爆破震动 对爆破的要求减少爆破对边坡原岩的破坏减小对边帮岩体的震动技术思路减少爆破药量 地震效应减轻切断爆破与被保护边帮之间的联系 预裂爆破在边帮与爆区间形成裂缝 使爆区与保护边帮间的作用中断先爆预裂孔 后爆破主爆孔预裂孔中装药量只够形成裂缝 不会产生更多的破坏作用在斜孔和垂直孔两种方案大量应用于大型露天矿和水利水电工程 斜孔预裂爆破方案 用于矿山掘沟爆破 1 预裂孔2 辅助孔3 缓冲孔4 主爆爆孔 各孔的作用预裂孔用于形成裂缝孔径150mm 孔深15 16m 药卷直径35 45mm 不耦合系数3 3 4 3 孔间距1 2m 孔深不小于其它孔用铵油炸药或岩石炸药 威力要小在主爆孔之前50 150ms起爆 形成裂缝辅助孔用于缓冲主爆孔的爆破作用在坚硬岩石中用 一般不用与预裂孔的排距2 5 3m 孔间距3 4m 孔深7 8m在主爆孔后起爆主爆孔是正常掘沟炮孔 1 预裂孔2 缓冲孔3 主爆孔4 边坡境界 垂直孔预裂爆破方案 各孔的作用预裂孔用于形成裂缝孔径250mm 孔深不小于其它孔 药卷直径60 80mm 不耦合系数3 9 孔间距4m 用铵油炸药或岩石炸药 威力要小在主爆孔之前50 100ms起爆 形成裂缝预裂孔布置在边界前10 12m保证预裂孔起爆要准确同时起爆 辅助孔用于缓冲主爆孔的爆破作用在坚硬岩石中用 一般不用与预裂孔的排距2 5 3m 孔间距3 4m 孔深7 8m在主爆孔后起爆缓冲孔 炸药量比正常孔稍小 起缓冲作用主爆孔是正常炮孔 8 挤压爆破 也称压碴爆破思路前次爆破后的矿岩不全部清理 留下一些在边帮上 下次爆破是在前面在碴堆的条件下进行 产生挤压作用能改善爆破质量 块度均匀参数碎石宽度10 20m每次爆破的排数4排以上炸药的单耗要比正常爆破多15 30 7 机械化装药 装药车使装药机械化效率高劳动强度低装药密度高 混装车连生产炸药都在现场不用药库 齐大山装药现场