钙结砾岩空气间隔装药爆破试验及应用
发布时间：2021-12-02 01:42
为改善钙结砾岩爆后大块情况,以纳米比亚湖山铀矿爆破开采为工程背景,在施工现场进行空气间隔装药爆破试验。对相同炸药单耗下三种不同孔径的合理空气间隔长度进行研究,综合考虑大块率和块度级配情况。结果表明:直径165 mm的炮孔,空气间隔装药爆破间隔长度宜为1.5 m;直径251 mm的炮孔,空气间隔宜为2 m;孔径311 mm的炮孔,空气间隔宜为2.5 m;且当炮孔孔径251 mm时空气间隔2 m是最合理的装药结构。对试验得到的合理空气间隔结构进行工程应用,并从爆后效果、块度分布和经济效益三个方面与连续装药结构进行对比研究,实践表明:两者爆后的级配情况均符合铲装要求,采用间隔装药后没有出现1 m以上大块,大块率及级配情况略好于连续装药;空气间隔装药单孔可节省炸药量81.15 kg,节约炸药成本43.01美元。
【文章来源】：爆破. 2020,37(04)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
空气间隔袋
湖山铀矿位于西南非洲纳米比亚境内的西部沙漠地区,其铀资源储量位列世界第三,年开采剥离量约1.4亿吨。以白岗岩型铀矿和钙结型铀矿为主。钙结砾岩主要分布在爆破区域表层,钙质或硅质胶结,砾岩成分以花岗岩砾石为主。由于钙结砾岩孔隙丰富,造成了爆破能量的损失,因此经常在爆堆表层形成大量的大块如图1所示。爆后产生的钙结砾岩大块不仅尺寸大,而且数量多。爆破块度过大则需要进行二次破碎,增加成本的同时还会产生粉尘和有毒气体,污染工作环境。但是依靠单纯地增加改变炸药单耗虽可以缓解表面大块率,却会造成爆破冲孔能量浪费。随着开采工作强度不断加大,穿孔成本增加,急需在钙结砾岩爆破装药结构上进行研究。控制钙结砾岩的爆破块度,不仅可为工程爆破开采控制岩石块度提供技术参考,同时对保证湖山铀矿爆破质量以及成本控制有着重大意义。不同矿山工程对矿石的规格要求不一,而这些不同规格的矿石主要依靠爆破开采获得并有一定的级配要求。这要求在爆破开采中既要控制大块率,又要降低粉矿率,为此国内外学者对空气间隔装药技术改善块度问题进行了深入研究。早在19世纪40年代,前苏联学者 Melnioko提出采用空气间隔装药结构控制爆破效果[1]。空气间隔装药通过延长爆压作用时间,增加爆破冲量,提高爆破的有效能量利用率[2]。在露天矿深孔台阶空气间隔装药爆破中,影响爆破效果的重要参数有空气间隔长度与装填炸药长度之比,对于不同岩石岩体结构对应不同的值[3,4]。为了保证钻孔的利用率和避免大块产生[5-9],空气间隔长度一般不超过3.0 m,每个装药段都设起爆体来起爆各装药段。
在爆破现场进行了炮孔直径165 mm、251 mm、311 mm三组不同空气间隔装药爆破试验,试验结果采用图像分析法统计爆后块度,即每次爆破后用篮球作为参照物拍摄爆堆,利用软件Split-Desktop3.0对图片进行处理,块度分析图如图3所示,所得各组试验爆破块度分析结果见表2。表 2 各组试验爆破块度分布结果Table 2 Distribution results of blasting fragmentation in each group tests 孔径/mm 间隔长度/m ≤1200 mm块度占比% ≤1000 mm块度占比% ≤600 mm块度占比% ≤500 mm块度占比% ≤400 mm块度占比% 1.0 99.59 98.30 92.08 82.21 82.72 165 1.5 100.00 100.00 98.11 93.32 84.31 2.0 100.00 99.97 92.19 87.22 80.72 1.5 97.33 96.33 92.59 92.24 80.53 251 2.0 100.00 97.72 95.29 94.10 83.68 2.5 93.39 91.56 90.35 87.60 78.56 2.0 94.12 92.11 87.20 82.11 77.02 311 2.5 100.00 95.07 90.46 83.61 81.58 3.0 91.22 90.02 83.51 80.12 75.31
【参考文献】：
期刊论文
[1]某铁矿大孔径中深孔爆破装药结构对比试验[J]. 李斌,马元军,胡劲松,余伟. 现代矿业. 2019(12)
[2]层状岩体爆破装药结构试验研究[J]. 陈辉,史秀志,管伟明. 新疆大学学报(自然科学版). 2019(03)
[3]Micro Trap孔内爆速测试系统在铁矿山中的应用[J]. 吴国群. 露天采矿技术. 2017(06)
[4]约束条件对乳化炸药殉爆距离影响的研究[J]. 陈庆凯,夏亚伟,刘占富,王爱锋,李春勇,颜丙欣. 矿业研究与开发. 2017(01)
[5]对影响现场混装乳化炸药孔内爆速因素的探究[J]. 朱宽,曹进军,郝亚飞,李晓虎,秦锦鸿,周桂松,杜华善. 爆破. 2016(04)
[6]混装乳化炸药水孔装药数值模拟及试验研究[J]. 叶海旺,农冬灵,赵明生,闫振雄. 爆破. 2011(04)
[7]空气间隔装药在铜绿山矿深孔爆破中的应用[J]. 刘颖歆. 爆破. 1998(02)
博士论文
[1]空气间隔装药爆破机理及应用研究[D]. 朱红兵.武汉大学 2006
本文编号：3527472
【文章来源】：爆破. 2020,37(04)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
空气间隔袋
湖山铀矿位于西南非洲纳米比亚境内的西部沙漠地区,其铀资源储量位列世界第三,年开采剥离量约1.4亿吨。以白岗岩型铀矿和钙结型铀矿为主。钙结砾岩主要分布在爆破区域表层,钙质或硅质胶结,砾岩成分以花岗岩砾石为主。由于钙结砾岩孔隙丰富,造成了爆破能量的损失,因此经常在爆堆表层形成大量的大块如图1所示。爆后产生的钙结砾岩大块不仅尺寸大,而且数量多。爆破块度过大则需要进行二次破碎,增加成本的同时还会产生粉尘和有毒气体,污染工作环境。但是依靠单纯地增加改变炸药单耗虽可以缓解表面大块率,却会造成爆破冲孔能量浪费。随着开采工作强度不断加大,穿孔成本增加,急需在钙结砾岩爆破装药结构上进行研究。控制钙结砾岩的爆破块度,不仅可为工程爆破开采控制岩石块度提供技术参考,同时对保证湖山铀矿爆破质量以及成本控制有着重大意义。不同矿山工程对矿石的规格要求不一,而这些不同规格的矿石主要依靠爆破开采获得并有一定的级配要求。这要求在爆破开采中既要控制大块率,又要降低粉矿率,为此国内外学者对空气间隔装药技术改善块度问题进行了深入研究。早在19世纪40年代,前苏联学者 Melnioko提出采用空气间隔装药结构控制爆破效果[1]。空气间隔装药通过延长爆压作用时间,增加爆破冲量,提高爆破的有效能量利用率[2]。在露天矿深孔台阶空气间隔装药爆破中,影响爆破效果的重要参数有空气间隔长度与装填炸药长度之比,对于不同岩石岩体结构对应不同的值[3,4]。为了保证钻孔的利用率和避免大块产生[5-9],空气间隔长度一般不超过3.0 m,每个装药段都设起爆体来起爆各装药段。
在爆破现场进行了炮孔直径165 mm、251 mm、311 mm三组不同空气间隔装药爆破试验,试验结果采用图像分析法统计爆后块度,即每次爆破后用篮球作为参照物拍摄爆堆,利用软件Split-Desktop3.0对图片进行处理,块度分析图如图3所示,所得各组试验爆破块度分析结果见表2。表 2 各组试验爆破块度分布结果Table 2 Distribution results of blasting fragmentation in each group tests 孔径/mm 间隔长度/m ≤1200 mm块度占比% ≤1000 mm块度占比% ≤600 mm块度占比% ≤500 mm块度占比% ≤400 mm块度占比% 1.0 99.59 98.30 92.08 82.21 82.72 165 1.5 100.00 100.00 98.11 93.32 84.31 2.0 100.00 99.97 92.19 87.22 80.72 1.5 97.33 96.33 92.59 92.24 80.53 251 2.0 100.00 97.72 95.29 94.10 83.68 2.5 93.39 91.56 90.35 87.60 78.56 2.0 94.12 92.11 87.20 82.11 77.02 311 2.5 100.00 95.07 90.46 83.61 81.58 3.0 91.22 90.02 83.51 80.12 75.31
【参考文献】：
期刊论文
[1]某铁矿大孔径中深孔爆破装药结构对比试验[J]. 李斌,马元军,胡劲松,余伟. 现代矿业. 2019(12)
[2]层状岩体爆破装药结构试验研究[J]. 陈辉,史秀志,管伟明. 新疆大学学报(自然科学版). 2019(03)
[3]Micro Trap孔内爆速测试系统在铁矿山中的应用[J]. 吴国群. 露天采矿技术. 2017(06)
[4]约束条件对乳化炸药殉爆距离影响的研究[J]. 陈庆凯,夏亚伟,刘占富,王爱锋,李春勇,颜丙欣. 矿业研究与开发. 2017(01)
[5]对影响现场混装乳化炸药孔内爆速因素的探究[J]. 朱宽,曹进军,郝亚飞,李晓虎,秦锦鸿,周桂松,杜华善. 爆破. 2016(04)
[6]混装乳化炸药水孔装药数值模拟及试验研究[J]. 叶海旺,农冬灵,赵明生,闫振雄. 爆破. 2011(04)
[7]空气间隔装药在铜绿山矿深孔爆破中的应用[J]. 刘颖歆. 爆破. 1998(02)
博士论文
[1]空气间隔装药爆破机理及应用研究[D]. 朱红兵.武汉大学 2006
本文编号：3527472
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