炮孔布置應(yīng)用

星型炮孔布置在豎井掘進(jìn)中的應(yīng)用

我國井巷工程掘進(jìn)爆破作業(yè)中，爆破參數(shù)的設(shè)計多為半經(jīng)驗、半理論。圓形斷面豎井掘進(jìn)爆破炮孔布置一般按經(jīng)驗采用同心圓圓形炮孔布置方式，第一排輔助眼爆破后，掏槽腔內(nèi)充滿松動的巖石，對下一排炮孔靠近底部部分巖石的破碎效果有很大影響，鉆孔底部破碎質(zhì)量效果較差，并未真正實現(xiàn)破碎，只是以產(chǎn)生裂隙的形式破碎而已，造成人工清底時間較長、爆破進(jìn)尺深度不理想。由于工程爆破的研究和實踐存在條件和對象的多樣化、復(fù)雜化，其理論研究與實際應(yīng)用尚有較大的差距，加強(qiáng)理論與實踐相結(jié)合仍是國內(nèi)爆破界的當(dāng)務(wù)之急 。

炮孔布置的計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)

在礦山生產(chǎn)中，采礦方法確定以后，每個工藝過程所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)和圖表就需要在地測部門的配合下完成，并由技術(shù)人員提取相關(guān)數(shù)據(jù)、繪制相關(guān)圖表，提供給在現(xiàn)場工作的工人，進(jìn)一步進(jìn)行具體的諸如鉆孔、裝藥、爆破等工作。但各個工藝流程在時間和空間上都是密切相關(guān)的，又由于采礦工作在不確定性非常強(qiáng)的巖石中進(jìn)行，所進(jìn)行的爆破開采等工作又是極不精密的，很多作業(yè)結(jié)果并不能和設(shè)計初衷相符合，從而為后續(xù)的設(shè)計和開采工作帶來困難，進(jìn)而降低了采礦工作效率。而采礦方法計算機(jī)輔助設(shè)計，正是為了克服這種由于不確定性和不可預(yù)料性而發(fā)生的方案細(xì)節(jié)變動而進(jìn)行的工作，因此，我們需要取得某些具體設(shè)計方案的相關(guān)數(shù)據(jù)，這是在具體分析采礦方法和現(xiàn)場條件的工作中完成的。

長期以來，采礦工程技術(shù)人員和爆破研究人員開發(fā)了一些爆破系統(tǒng)軟件。此外，近些年出現(xiàn)的一些巷道掘進(jìn)支護(hù)決策系統(tǒng)中也有相應(yīng)的爆破方面的子系統(tǒng)。這些系統(tǒng)不僅使設(shè)計周期大大縮短，設(shè)計精度提高，而且由于數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)保存了大量有用的數(shù)據(jù)和圖形，既能隨時對方案進(jìn)行快速修改和補(bǔ)充，又能為后續(xù)測震和爆破效果分析評價提供資料。不過，這些軟件大都沒有針對炮孔設(shè)計進(jìn)行開發(fā)。

事實上，無論是開采還是巷道掘進(jìn)過程中，每次爆破時均需進(jìn)行炮孔布置圖設(shè)計和藥量計算等，而這種設(shè)計與巷道驗收、測量等是密切相關(guān)的。影響設(shè)計結(jié)果的往往只有幾個參數(shù)，但每次設(shè)計均要進(jìn)行大量的重復(fù)工作。為減少設(shè)計的重復(fù)工作，提高工作效率，在生產(chǎn)統(tǒng)計系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了計算機(jī)輔助炮孔設(shè)計系統(tǒng)，作為支持巷道掘進(jìn)和支護(hù)系統(tǒng)作業(yè)的一部分 。

根據(jù)巖石條件對炮孔布置進(jìn)行優(yōu)化，以提高一次爆破進(jìn)尺及縮短出渣時間。豎井掘進(jìn)不同于水平巷道和傾斜巷道掘進(jìn)，豎井掘進(jìn)爆破后出渣的第二階段要進(jìn)行清底，為下一次掘進(jìn)爆破創(chuàng)造條件，爆破后清底質(zhì)量要求較為嚴(yán)格，直接關(guān)系到下一班爆破質(zhì)量。根據(jù)施工期間統(tǒng)計結(jié)果顯示，清底出渣量占出渣總量的7% 左右，由

于基本靠人工清底，清底時間占出渣總時間的20%左右。這樣看來要想加快掘進(jìn)速度，需要從清底時間及提高爆破進(jìn)尺2 個方面進(jìn)行優(yōu)化。

造成一次爆破進(jìn)尺較小、人工清底時間較長的原因是按同心圓炮孔布置爆破作業(yè)后，第一排輔助眼爆破后，掏槽腔內(nèi)充滿松動的巖石，對下一排炮孔靠近底部部分巖石的破碎效果有很大影響，鉆孔底部破碎效果較差，并未真正實現(xiàn)破碎，通過調(diào)整第二排輔助眼布置形式來提高鉆孔底部巖石的破碎效果。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)及本工程參數(shù)制定了炮孔布置優(yōu)化試驗方案: 第一排輔助孔仍按圓形進(jìn)行布置裝藥，而在擠壓條件下爆破的下一排輔助眼采用星型布置，即在第二排輔助孔中每隔一個從圓圈上向掏槽中心移動200mm，考慮到由于向掏槽中心移動孔位而需要補(bǔ)償加大了的這段距離，下一排炮孔用同一段延期雷管起爆。本方法盡量降低了第一排輔助眼爆破后的松散巖石堆對下一排炮孔爆破質(zhì)量的影響 。

采用第一排輔助眼按圓形布置，而在擠壓條件下爆破的下一排輔助眼采用星型布置，改善了工作面的爆破破碎質(zhì)量，縮短了清理巖渣的時間，加大了一次爆破的進(jìn)尺深度，提高了爆破效率，降低了材料消耗。

該項目雖總體獲得成功，但在實施過程中仍發(fā)現(xiàn)了問題，最主要的是在擠壓條件下爆破的下一排輔助眼間隔向中心移動距離未經(jīng)過周密計算，只是參考值，不同的巖石條件、掘進(jìn)斷面會有不同的取值，需對其將進(jìn)行專門研究，探索出最為合理的移動距離 。2100433B

第一章　特種爆破工業(yè)爆破器材

第一節(jié)　特種工業(yè)炸藥

第二節(jié)　起爆器材及起爆系統(tǒng)

第三節(jié)　非電導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)絡(luò)

第二章　拆除爆破原理與設(shè)計、施工

第一節(jié)　概述

第二節(jié)　拆除爆破基本原理

第三節(jié)　拆除爆破設(shè)計方法

第四節(jié)　拆除爆破設(shè)計參數(shù)的選擇

第五節(jié)　拆除爆破裝藥量計算

第六節(jié)　炮孔布置與分層裝藥

第七節(jié)　拆除爆破施工

第三章　大型塊體、基礎(chǔ)與地坪的拆除爆破

第一節(jié)　大型塊體和基礎(chǔ)的分類及特點(diǎn)

第二節(jié)　大型塊體和基礎(chǔ)拆除爆破

第三節(jié)　工程實例

第四章　建筑物拆除爆破

第一節(jié)　建筑物的分類與組成

第二節(jié)　爆破方案選擇

第三節(jié)　爆破技術(shù)設(shè)計

第四節(jié)　爆破施工和安全防護(hù)

第五節(jié)　工程實例

第五章　煙囪與水塔的拆除爆破

第一節(jié)　概述

第二節(jié)　爆破方案的確定及其設(shè)計原理

第三節(jié)　爆破技術(shù)設(shè)計

第四節(jié)　工程實例

第六章　水壓爆破

第一節(jié)　概述

第二節(jié)　水壓爆破設(shè)計

第三節(jié)　裝藥量的計算

第四節(jié)　水壓爆破的施工技術(shù)

第五節(jié)　工程實例

第七章　橋梁爆破

第一節(jié)　橋梁基本組成與分類

第二節(jié)　橋梁爆破

第三節(jié)　工程實例

第八章　礦用火箭彈處理溜井堵塞

第一節(jié)　概述

第二節(jié)　礦用火箭彈

第三節(jié)　礦用火箭彈處理溜井堵塞工藝

第九章　水下爆破

第一節(jié)　概述

第二節(jié)　水下裸露藥包爆破

第三節(jié)　水下鉆孔爆破

第四節(jié)　水下硐室爆破

第五節(jié)　水下爆夯

第六節(jié)　爆炸排淤填石處理水下淤泥軟基

第七節(jié)　水下巖塞爆破

第十章　聚能爆破

第一節(jié)　炸藥爆炸的聚能原理

第二節(jié)　影響聚能爆破威力的因素

第三節(jié)　聚能爆破的應(yīng)用

第十一章　金屬爆炸加工

第一節(jié)　概述

第二節(jié)　爆炸成形

第三節(jié)　爆炸復(fù)合

第四節(jié)　爆炸強(qiáng)化

第五節(jié)　其他加工

參考文獻(xiàn) 2100433B