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擠壓爆破

鎖定
擠壓爆破是指不留足夠補償空間的爆破。擠壓爆破可以提高炸藥能量的利用率,改善礦巖破碎質量。在地下深孔採礦中,常採用多排孔微差擠壓爆破露天礦中,在台階前保留一定的爆堆,採用多排孔微差擠壓爆破。 [1] 
中文名
擠壓爆破
外文名
squeezing blasting
別    名
留渣擠壓爆破
優    點
減少岩石的拋擲運動等
缺    點
擠壓爆破一般要進行能量補償等
學    科
礦業術語

擠壓爆破簡述

擠壓爆破又稱留渣擠壓爆破,是在露天梯段爆破中,利用預留渣堆對爆區的擠壓約束作用,控制爆堆的前衝距離,運用得當可以改善爆破質量。
露天採礦或採石的深孔爆破,過去常用清渣爆破,這是台階下出渣和台階上鑽孔爆破的常有矛盾。而採用擠壓爆破,使爆破和鏟裝的順序作業變為平行作業,工作效率提高,工作面擴大,可實現不拆道爆破,且鑽車可沿原爆堆體上下運行,給施工道路的佈置帶來方便。
與清渣爆破相比,擠壓爆破漏斗範圍內的岩石受到前方留渣的阻擋,不能在爆破作用下自由運動,從而增加了巖塊間的擠壓碰撞,並延緩了爆炸生成的高壓氣體向大氣的逸出時間,提高了炸藥能量利用率。 [2] 

擠壓爆破原理

擠壓爆破時,自由面前方留有一定厚度的爆堆,岩石破碎受到限制。
第一排炮孔爆破時,前面沒有補償空間,自由面前面是鬆散的爆堆,岩石破碎受到定限制。岩石破碎的同時對前面的爆堆有一個擠壓作用。根據應力波入射理論,當
時,應力波能量既有透射又有反射。一部分能量透射到爆堆中,使得爆堆中的岩石受到衝擊擠壓作用和補充破碎的作用。
第二排孔爆破時,由於第一排孔向前有個衝擊擠壓作用,在自由面前方擠出了一個補償空間,所以第二排孔爆破時已經有了補償空間,岩石破碎基本不受限制,破碎下來的岩石對爆堆同樣有一個衝擊擠壓作用,使已經爆下來的岩石又一次補充破碎。擠壓爆破前方的爆堆阻礙了巖塊的拋擲,將爆破時巖塊的動能轉化成為有用功,並對前方爆堆起到補充破碎的作用。所以減少了飛石等危害,使得爆堆更加集中。擠壓爆破由於第一排前面沒有補償空間,岩石破碎受到限制,因而要求前方的爆堆不能太厚和密實,應有一定的鬆散性。隨着排數增加,前方鬆散爆堆越來越密實,很難再擠出空間,故擠壓爆破一次爆破層厚度不能太大。 [3] 

擠壓爆破特點

擠壓爆破的主要優缺點如下:
(1)主要優點
減少岩石的拋擲運動和空氣衝擊波的能量損失,使等量的爆破由“一爆兩採”變為“一爆一採”,不存在補償空間限制,一次爆破面積大,數目多;增加破碎巖塊的相互碰撞和擠壓補充破碎,提高了爆炸能量的利用率,增加了破碎岩石的有效能量;可提高質量,避免出現硬幫,與齊發爆破比較,大塊率可降低20%~50%;減少鈷機移動行走時間,相應地提高了鑽機效率;鑿巖爆破和挖裝可以各自形成一個獨立的施工作業區,進行平行作業,大大提高了工作效率
(2)主要缺點
擠壓爆破一般要進行能量補償。需要適當增加單位炸藥消耗量,否則,後繼各孔排爆破時,留給爆渣的空間會越來越小,最後造成渣堆的升高和後翻或者僅僅發生隆起。 [4] 

擠壓爆破參數

1、留碴厚度
由於礦巖的具體條件不同,加之影響的因素較,尚無一個公認的計算留碴厚度的公式。根據實踐經驗,單純從不埋道的觀點出發,在減少炸藥單耗的前提下,留碴厚度為2~4m即可;若同時為減少第一排孔的大塊率,則應增大至4~6m;為全面提高技術經濟效果,留碴厚度以10~20m為宜。理論研究與實踐表明,留碴厚度與鬆散係數、台階高度、抵抗線、炸藥單耗、礦巖堅固性以及波阻抗等因素有關。一般應在現場做實驗以確定合理的留碴厚度。
2、一次爆破的排數
次爆破的排數一般以不少於3~4排,不大於7排為宜。排數過多,勢必增大炸藥單耗爆破效果變差。
3、第一排炮孔的抵抗線
第一炮孔的抵抗線應適當減小,並相應增大超深值,以裝入較多藥量。實踐證明,由於留碴的存在,第一排炮孔爆破效果的好壞很關鍵。
4、微差間隔時間
擠壓爆破的微差間隔時間一般要比自由空間爆破(清碴爆破)的微差間隔時間增加30%~60%
5、各排孔藥量遞增係數的問題
由於前面留碴的存在,爆炸應力波入射後將有一部分能量被碴堆吸收而損耗,因此必然用增加藥量加以彌補。有些礦山採用第一排以後各排炮孔依次遞增藥量的方法。如果一次爆破46排,則最後一排炮孔的藥量將增加30%~50%。藥量偏高,必將影響爆破的技術經濟效果。通常,第一排炮孔對比普通微差爆破可增加藥量10%~20%,起到將留碴向前推移,為後排炮孔創造新自由面的作用。中間各排可不必依次增加藥量,最後一排可增加藥量10%~20%。 [5] 

擠壓爆破注意事項

(1)留磧厚度要適當。一般為2~6m,但也有的露天礦達到10~25m,需用實驗確定
(2)適宜的一次爆破排數多為3~7排,不宜用單排,更多的排數會增大藥耗,效果難以保證。
(3)第一排孔十分關鍵,應適當增大其藥量,減小W,增加超深值。
(4)藥量要適當。通常應比非擠壓爆破時增加10%~15%左右,藥量過多則效果適得其反。
(5)微差時間間隔應較常規爆破時增大30%~60%為宜,當岩石堅硬且碴堆(擠壓材料)較密時應取上限數值。
(6)補償係數(即補償空間體積與崩巖體的原體積之比)應取10%~30%為宜。
(7)壓碴密度過大時效果不良,可通過先出部分礦(碴)的辦法人為地使碴堆密度降低至合適程度,然後再進行擠壓爆破 [5] 
參考資料
  • 1.    崔克清主編.安全工程大辭典:化學工業出版社,1995年11月
  • 2.    顏事龍主編.現代工程爆破理論與技術:中國礦業大學出版社,2007.6
  • 3.    張雲鵬編.爆破工程:冶金工業出版社,2011.08
  • 4.    席正明主編.爆破員與安全管理員讀本:西南師範大學出版社,2008.7
  • 5.    翁春林,葉加冕主編.工程爆破 (第二版):冶金工業出版社,2008.5