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 n深孔爆破是露天采矿的主要方式 n主要以台阶式爆破 n相应的参数比地下深孔爆破都大 n孔径：80310mm n孔深：1020m n每次爆破量大：几十吨至几百吨 n爆破效率高，块度也大 n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 n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 n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 n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 n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：80310 mm 潜孔钻机：80200mm 牙轮钻机：250420mm，常用250310mm 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 n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2.53.0m，与钻机大小 有关 一般取（0.60.9）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 爆破方式炮孔直径mm底盘抵抗线mm 清碴爆破 200610 250712 3101113 压碴爆破 2004.57.5 250511 310712 底盘抵抗线取值范围 n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=(0.50.6)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 n炮孔密集系数m=a/Wd a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 n后排参数 孔间距比前排大 排间距比前排小 n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=(1015)d m H=(0.150.35)Wd m 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 n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 (2030)d 以底盘抵抗线算 (0.50.75)Wd 按爆堆集中要求 (0.81.0)Wd n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 Q2Q1 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1.11.3倍 5、深孔布置方式和起爆顺序 n露天深孔爆破爆破量大，很少单排孔爆破 n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 n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 n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 n斜孔爆破 抵抗线相等，块度均匀，超深小 n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 n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 n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） n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 n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 n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 n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 n各孔的作用 预裂孔用于形成裂缝 孔径150mm，孔深1516m，药卷直径3545mm ，不耦合系数3.34.3，孔间距12m，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50150ms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2.53m，孔间距34m，孔深 78m 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 n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 6080mm，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50100ms起爆，形成裂缝 预裂孔布置在边界前1012m 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2.53m，孔间距34m，孔深 78m 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 n也称压碴爆破 n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