爆破技術(shù)在采礦工程建設(shè)項目的運用

時間:2022-05-14 04:00:30

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爆破技術(shù)在采礦工程建設(shè)項目的運用

【摘要】采礦業(yè)近年來發(fā)展迅速,大量的礦井項目建設(shè)過程中需要綜合運用各種爆破技術(shù)。論文在分析爆破技術(shù)的原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合作者的工程實踐經(jīng)驗,總結(jié)了采礦工程中常用爆破技術(shù)的特點,指出了選擇和實施爆破時應注意的事項。

【關(guān)鍵詞】爆破技術(shù);采礦工程建設(shè)項目;注意事項

1引言

近年來,隨著我國經(jīng)濟水平的快速發(fā)展,社會各行各業(yè)對資源的需求量越來越大,采礦業(yè)開始呈現(xiàn)蓬勃向上的發(fā)展勢頭。采礦工程中的建設(shè)項目從設(shè)計到施工都不可避免地要受到地形地貌的影響,從而使整個建設(shè)過程異常復雜和困難。為了在合同規(guī)定的工期內(nèi)高質(zhì)量地完成礦井工程建設(shè)項目,需要選用合適的爆破技術(shù)以克服特殊地貌的影響。關(guān)于爆破技術(shù)在采礦工程建設(shè)項目中的應用,國內(nèi)外很多學者結(jié)合不同的地質(zhì)環(huán)境進行了深入的研究,取得了一些成果。本文在這些研究成果的技術(shù)上,結(jié)合作者自己的采礦工程建設(shè)項目管理經(jīng)驗,在介紹爆破技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,分析了我國當前采礦工程中常用爆破技術(shù)的各種特點及適用范圍,指出在采礦工程中應用爆破技術(shù)時,需要考慮當?shù)氐牡刭|(zhì)水文條件和地形地貌等的影響,并采用科學合理的爆破參數(shù),還需要做好各種安全防護措施。通過本文的闡述,希望能為工程實踐提供理論指導。

2爆破技術(shù)概述

爆破技術(shù)是利用炸藥等爆炸物在有限空間內(nèi)瞬時起爆,釋放出巨大的能量,從而破壞障礙物的原始結(jié)構(gòu),達到特定的工程目的[1]。爆破技術(shù)涉及物理與化學變化過程,使用過程中需要根據(jù)不同的地質(zhì)條件、地貌環(huán)境以及作用目的選擇合適的炸藥物和起爆方法。據(jù)測算,1t普通工業(yè)炸藥爆炸時瞬間溫度可達3500℃、氣壓可達10000MPa,釋放的能量可達3.67×106J,平均功率約4.86×108kW,在這種高溫高壓沖擊下,巖石會瞬間變?yōu)榱黧w或彈塑性體狀態(tài)。因此,爆破技術(shù)在特殊地質(zhì)環(huán)境的施工中獲得了廣泛的應用,比如,采礦工程、礦井建設(shè)、隧道修建、水渠挖掘等。目前,我國廣泛采用的爆破技術(shù)中,以硝銨類炸藥的應用最為廣泛,其他常用的炸藥有硝酸甘油、水膠炸藥等;常用的起爆器材有導爆管、導爆索、電雷管等。爆破技術(shù)在各類工程項目建設(shè)過程中應用時具有一定的危險性,因此,在操作過程中,需要指派具有相關(guān)工程經(jīng)驗的技術(shù)人員嚴格按照標準和規(guī)范組織實施,并要做好安全防護措施。

3采礦工程中的常用爆破技術(shù)

3.1雷管爆破技術(shù)。雷管爆破技術(shù)是使用最廣泛、操作最簡單的一種爆破技術(shù),有普通雷管起爆和電子雷管起爆2種方式[2]。普通雷管起爆是利用化學導索的燃燒來控制起爆時間,電子雷管起爆是利用電子計時電路控制起爆時間,這是二者最主要的區(qū)別。相比于普通雷管起爆,電子雷管起爆具有起爆時間易于控制、較易實現(xiàn)連續(xù)爆破且爆破效果好等優(yōu)點,但是電子電路設(shè)計較為復雜,需要采取濾波技術(shù)防止電流噪聲對起爆電路的干擾,無形中增加了使用成本。3.2精確爆破技術(shù)。精確爆破技術(shù)可以分為預裂縫爆破和光面爆破2種方式。預裂縫爆破是在主爆區(qū)爆破之前,先依照地質(zhì)和巖體特點,爆破出一條具有一定寬度的貫穿裂縫,起到緩沖、阻隔爆炸波的作用,減少對主爆區(qū)的副影響;光面爆破是在主爆區(qū)爆破之前,先爆破出一排爆炸孔,同樣起到緩沖和阻隔的作用,然后再對主爆區(qū)巖石進行大面積爆破。精確爆破技術(shù)更多地應用在地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)固的山體工程建設(shè)項目中,實現(xiàn)起來較為復雜,對技術(shù)水平要求比較高。3.3分段爆破技術(shù)。分段爆破技術(shù)主要應用在多點爆破的場合,實施過程中需要在炮孔外設(shè)置非電導爆破網(wǎng)絡(luò),在該爆破網(wǎng)絡(luò)起爆后,利用炮孔內(nèi)外結(jié)合延時技術(shù)實現(xiàn)大面積爆破。這種爆破技術(shù)爆破面積較大,如果非電導爆破網(wǎng)絡(luò)時間控制電路設(shè)計得較為科學的話爆破延時時間可以精確控制,爆破質(zhì)量較高,且產(chǎn)生的安全隱患較小。3.4等離子爆破技術(shù)。前3種爆破技術(shù)主要是利用火藥類炸藥,爆破面積不利于控制,且會對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染。等離子爆破技術(shù)是利用蓄能電容器代替炸藥,提前將高電壓的電能儲存在電容器中,需要起爆時利用遙控器觸發(fā)電路控制電容器瞬間釋放出高電壓的電能,將電能通過電-等離子體轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成等離子體,同時釋放出高壓氣體,等離子體和高壓氣體在有限空間內(nèi)迅速膨脹從而產(chǎn)生巨大的破壞作用,最終破壞巖石等障礙物。這種爆破技術(shù)不會對環(huán)境產(chǎn)生污染,同時對周圍巖體的副作用較小,有利于維護爆破空間圍巖的穩(wěn)定性,但是蓄能電容器、電-等離子體轉(zhuǎn)換裝置等價格昂貴,會增加整個工程項目的建設(shè)成本。

4采礦工程中進行爆破的注意事項

4.1考慮當?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境和地形地貌。在爆破前,需要對礦產(chǎn)分布區(qū)的地質(zhì)環(huán)境進行準確的勘探,研究清楚巖石類型及分布、地下水流向、溶洞分布等地質(zhì)水文信息,還要研究當?shù)氐牡匦蔚孛惨约帮L向等有可能影響爆破效果的自然因素。統(tǒng)籌考慮這些因素后,結(jié)合礦床分布、爆堆分布、爆破方向等技術(shù)要求,設(shè)計科學合理的爆破方案,確保爆破達到理想的效果。4.2設(shè)計科學合理的爆破參數(shù)。爆破之前,需要確定科學、合理的爆破參數(shù),根據(jù)巖體硬度、爆破廣度和深度等計算炸藥裝藥量;根據(jù)連續(xù)爆破時間要求設(shè)計起爆電路;對于不同的爆破巖體,需要根據(jù)計算出來的孔距、排距、孔深等數(shù)據(jù)布置加密孔;對于爆破區(qū)域內(nèi)有夾層、裂隙、軟弱面的情況,需要結(jié)合這些層、縫、面的空間分布設(shè)計合適的空位等。每次爆破之后,要做好數(shù)據(jù)記錄,并根據(jù)爆破效果分析參數(shù)設(shè)置得是否合理、是否達到了預期目的,總結(jié)經(jīng)驗,以便于下次爆破時設(shè)計出最優(yōu)的參數(shù)、取得最理想的效果。4.3注意爆破過程中的安全防護進行采礦工程建設(shè)項目施工時,既要將施工成本控制在預算范圍之內(nèi),更要保證施工質(zhì)量和安全。在爆破方案設(shè)計時,需要計算爆破半徑,根據(jù)計算數(shù)據(jù)劃定安全區(qū)域;在爆破實施過程中,需要及時疏散相關(guān)人員,確保所有人都在安全區(qū)域內(nèi)后再開始爆破,同時,要安排經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)人員實施爆破;爆破之后,要等待有毒有害氣體完全擴散、明火和電火花等不會再次引發(fā)爆炸事故后,再安排清掃現(xiàn)場,清掃時要注意盡量減少震動,以防引發(fā)山體崩塌、塌陷等自然災害。

5結(jié)論

采用爆破技術(shù)能夠極大地促進施工進度和質(zhì)量,但是又給施工安全帶來了很大的安全隱患。因此,需要統(tǒng)籌考慮,在做好各種安全防護措施之后再采用爆破技術(shù)。本文結(jié)合作者的工作經(jīng)驗,在簡單介紹爆破技術(shù)的原理和各種炸藥及起爆器的基礎(chǔ)上,分析了采礦工程建設(shè)項目中常用爆破技術(shù)的特點及適用范圍,指出需要在施工時根據(jù)具體工程特點合理選用。在采礦工程中應用爆破技術(shù),還應考慮當?shù)氐牡刭|(zhì)水文環(huán)境和地形地貌等對爆破的影響,同時,要綜合以上因素設(shè)計科學合理的爆破參數(shù),以求達到理想的爆破效果。最重要的是,要做好各種安全防護措施,避免出現(xiàn)人員傷亡事故。在采礦工程建設(shè)項目中應用爆破技術(shù),需要考慮將施工成本控制在施工預算內(nèi),通過建立成本核算機制,避免因為爆破技術(shù)給施工增加額外的成本負擔,可以作為今后的一個研究方向。

【參考文獻】

【1】田程.現(xiàn)代爆破技術(shù)在采礦工程中的應用[J].山東工業(yè)技術(shù),2017(20):59.

【2】孫喜鵬.爆破技術(shù)在采礦工程的應用探討[J].陜西煤炭,2019(5):163-165.

作者:趙清全 單位:華能云南滇東能源有限責任公司礦業(yè)分公司