鬆動爆破

鬆動爆破

鬆動爆破技術是指充分利用爆破能量,使爆破對象成為裂隙發育體,不產生拋擲現象的一種爆破技術。它的裝藥量只有標準拋擲爆破的40%~50%。鬆動爆破又分普通鬆動及加強鬆動爆破。鬆動爆破後岩石只呈現破裂和鬆動狀態,可以形成鬆動爆破漏斗,爆破作用指數n≤0.75。 該項技術已廣泛套用於各類工程爆破之中,並取得了顯著的經濟效益。在煤炭開採中,鬆動爆破為多種採煤方法的套用起助采作用,屬於助采工藝,特別是在煤層中含有夾研帶的開採中。因此,研究鬆動爆破技術對於提高煤炭開採效果具有重要意義。

基本介紹

  • 中文名:鬆動爆破
  • 外文名:loosening blasting
  • 裝藥量:標準爆破的40%~50%
  • 類型:爆破技術
  • 領域:能源
  • 學科:礦業
爆破特點,爆破分類,爆破機理,技術要點,安全要求,鑿岩,裝藥,起爆,警戒,技術研究,

爆破特點

鬆動爆破(looseningblasting)是炸藥爆炸時,岩體被破碎鬆動但不拋擲。它的裝藥量只有標準拋擲爆破的40%一50%。鬆動爆破的爆堆比較集中,對爆區周圍未爆部分的破壞範圍較小。
鬆動爆破鬆動爆破

爆破分類

鬆動爆破又分普通鬆動、加強鬆動爆破。
鬆動爆破後岩石只呈現破裂和鬆動狀態,可以形成鬆動爆破漏斗。加強鬆動爆破形成可見的爆破漏斗並產生少量拋擲作用。
鬆動爆破是廣泛套用的一種爆破方式,它常用於採礦、土方開挖等工程。

爆破機理

煤岩體鬆動爆破的機理

由鑽孔爆破學可知,鑽孔中的藥卷(包)起爆後,爆轟波就以一定的速度向各個方向傳播。爆轟後的瞬間,爆炸氣體就已充滿整個鑽孔。爆炸氣體的超壓同時作用在孔壁上,壓力將達幾千到幾萬MPa。爆源附近的煤岩體因受高溫高壓的作用而壓實。強大的壓力作用結果,使爆破孔周圍形成壓應力場。壓應力的作用使周圍煤體產生壓縮變形,使壓應力場內的煤岩體產生徑向位移,在切向方向上將受到拉應力作用,產生拉伸變形。由於煤岩的抗拉伸能力遠遠低於抗壓能力,故當拉應變超過破壞應變值時,就會首先在徑向方向上產生裂隙。在徑向方向上,由於質點位移不同,其阻力也不同,因此,必然產生剪應力。如果剪應力超過煤岩的抗剪強度,則產生剪下破壞,產生徑向剪下裂隙。此外,爆炸是一個高溫高壓的過程,隨著溫度的降低,原來由壓縮作用而引起的單元徑向位移,必然在冷卻作用下使該單元產生向心運動,於是單元徑向呈拉伸狀態,產生拉應力。當拉應力大於煤岩體的抗拉強度時,煤岩體將呈現拉伸破壞,從而在切向方向上形成拉伸裂隙,鑽孔附近形成了破碎帶和裂隙帶。
另外,由於鑽孔附近的破碎帶和裂隙帶的影響,破壞了煤岩體的整體性,使周圍的煤岩體由原來的三向受力狀態變為雙向受力狀態,靠近工作而時又變為單向受力狀態,從而使煤岩體的抗壓強度大為降低,在頂板超前支承壓力作用下,增大了煤岩的破碎程度,採煤機的切割阻力減小,加快了割煤速度,從而起到了鬆動煤體的作用。
不耦合裝藥的機理

利用不禍合裝藥(即藥包和孔壁間有環狀空隙),空隙的存在削減了作用在孔壁上的爆壓峰值,並為孔間提供了聚能的臨空而。削減後的爆壓峰值不致使孔壁產生明顯的壓縮破壞,只切向拉力使炮孔四周產生徑向裂紋,加之臨空而聚能作用使孔間連線產生應力集中,孔間裂紋發展,而滯後的高壓氣體沿縫產生“氣刀”劈裂作用,使周邊孔間連線上裂紋全部貫通。

技術要點

裝藥結構
在放好邊坡樣、做好保護樁後,先挖出開挖周邊線,再挖除較松的土石方形成第一個平台,在永久邊坡預裂線上測量放樣,定出孔位並編號,用24型風鑽鑽預裂孔,其孔徑42mm、孔深5m,鑽孔精度要求最大偏離不超過±20cm、利用特製角鋼架來固定鑽機。根據控爆的不同類型岩石,選用不同炮孔參數。 
單孔裝藥量計算
鬆動爆破參數試選,每米裝藥密度以下式作參考,通過試爆加以適當調整,但試爆決不能破壞邊坡的穩定性。
A=20.32[δ]0.63a0.63
式中: A-每米裝藥密度(g/m)
[δ]-岩體抗壓強度(Kg/cm )
a-鑽孔間距(cm)
裝藥堵塞及起爆
採用乳化炸藥及非電塑膠導爆管微差配雷管,用電雷管引爆,炮孔內用粘性土等堵塞。

安全要求

鑿岩

1、鑿岩前清除石方頂上的余渣,按設計位置清出炮孔位;
鬆動爆破
2、鑿岩人員應戴好安全帽,穿好膠鞋;
3、鑿岩應按本方案設計,對掏槽眼(輔助眼)、周邊眼應根據孔距、排距、孔眼深和孔眼傾斜角進行操作;
4、孔眼鑽鑿完畢後,應清除岩漿,並用堵塞物臨時封口,以防碎石等雜物掉入孔內。

裝藥

a、本工程採用乳化裝藥,各單孔採用非電毫秒微差雷管,集中後由微差電雷管引爆;
b、單孔藥量和分藥量,分段情況應按本設計方案進行,裝藥後應認真做好堵塞工作,留足堵塞長度,保證堵塞質量。

起爆

1、各單孔內分段和各單孔間分段應嚴格按設計施工,嚴禁混裝和亂裝;
鬆動爆破鬆動爆破
2、孔外電雷管均為串聯聯接,電雷管應使用同廠同批產品,聯接前套用爆破歐姆表量測每隻電雷管電阻值,並保證在±0.2的偏差內;
3、起爆電雷管套用膠布紮緊,並將其短路後置於孔邊,待覆蓋完成後再次導通,並進行全網聯接;
4、網路聯接後,應測出網路總電阻,並與計算值相比較,若差值不相符合,應查明原因,排除故障,防止錯接、漏接;
5、起爆電源若為直流電,則通過每隻電雷管的電流不得小於2.5A,若為交流電則不少於4A;
6、起爆前,網路連線好的爆破組線應短路並派專人看管,待警戒好後指揮起爆人員下達命令後方可接上起爆電源,下達起爆指令後方可充電起爆。若發生拒爆,應立即切斷電源,並將組線短路;若使用延期雷管,應在短路不少於15分鐘方可進入現場,待查出原因,排除故障後再次起爆。

警戒

做好安全警戒工作是保證安全生產的重要措施,所有警戒人員應聽從警戒指導小組下達的指令,做好各警點的警戒工作。
鬆動爆破鬆動爆破
具體的安全警戒措施如下:
1、做好安民告示,向周圍單位和居民送發爆破通知書,說明爆破及有關注意事項,並在明顯地段張貼公安局、業主、施工單位聯合發布的《爆破通知》;
2、當爆破作業開始警戒時:應吹哨,各警戒人員各就各位,通知工地所有人員撤離到爆破現場以外安全區;
3、當起爆指揮員接到警戒員已做好警戒工作的通知,起爆員接到指令,應為吹三聲長哨,開始充電,後再次吹三聲短哨起爆;
4、起爆後,應過5分鐘後,爆破作業員方可進入爆區檢查爆破情況確認安全起爆無險情後,吹一聲長哨解除警戒放行。

技術研究

由中國企業自主研發的數碼電子雷管在位於內蒙古準格爾旗的中國最大露天煤礦成功實施鬆動爆破。
此次爆破採用智慧型型數碼電子雷管1020餘枚,爆破作業面達3萬平方米,鬆動岩土5.2萬立方米,裝藥總量30萬公斤,爆破規模之大在中國同類爆破中尚屬首次。

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