一种不耦合装药结构、方法、应用及爆破方法技术

技术编号:31504784 阅读:20 留言:0更新日期:2021-12-22 23:33
本发明专利技术提供了一种不耦合装药结构、方法、应用及爆破方法,所述不耦合装药方法包括:装药准备阶段:准备炸药药卷和安置装置;不耦合装药阶段:通过间隔罗德参数及间隔尺度参数对装药结构中的间隔位置及长度进行限定;其中,对于间隔罗德参数:当台阶爆破间隔装药时,间隔罗德参数用于对抵抗线和/或孔深及间隔中心位置进行限定;当隧道爆破间隔装药时,间隔罗德参数用于孔深及间隔中心位置进行限定;对于间隔尺度参数:用于对间隔率和/或间隔长度进行限定。本发明专利技术通过提出间隔罗德参数及间隔尺度参数,精确描述露天矿台阶爆破间隔装药结构间隔位置及长度,指导爆破设计与施工。指导爆破设计与施工。指导爆破设计与施工。

【技术实现步骤摘要】
一种不耦合装药结构、方法、应用及爆破方法


[0001]本专利技术涉及岩体爆破
,尤其涉及一种不耦合装药结构、方法、应用及爆破方法。

技术介绍

[0002]十九世纪四十年代原苏联的Melnikov和Marchenkov首先提出了一种新的特种爆破技术——空气间隔装药爆破技术,这项技术通过在炮孔中采用空气间隔装药的方式来控制炮孔近区岩体的过度粉碎,从而提高炸药能量的利用率。大量的研究及工程实践表明:使用空气间隔装药技术可以得到更为均匀的爆破块石,可以减少单位体积耗药量,据实际应用测算,与常规装药方式相比可以节省10%~30%的开挖成本,同时还可节省10%~30%的爆破碎渣装运成本。
[0003]经Melniokov等人的室内、外实验和大量的工程实践发现:当取空气层为炮孔体积的11~35%时,可取得到与耦合装药相近的爆破效果;同时他们推论空气层居中时爆破效果比空气层置于孔底或孔顶的装药效果要好。
[0004]1950年以后,我国开始采用空气间隔装药在矿山开采中的应用。1956年4月新疆可可托海矿务局研制成功微差起爆器,具备了分段间隔装药技术突破。同时,分段间隔装药结构在地下矿山的深孔爆破掘进天井以及在地下采场等方面,开始得到应用。张晶瑶使用深孔底部空气垫层装药结构首次在平庄矿务局西露天煤矿岩石台阶进行爆破试并取得爆破块度均匀,不留根底,爆堆规整,经济效益显著的效果。刘鹏程在铜录山矿的大孔径深孔采矿中使用了空气间隔装药技术,并试验得出了空气间隔长度存在一个最佳范围。张国建应用底部间隔装药爆破技术提高了石灰石矿块矿率,爆破采用铵油和钱松腊炸药,应用非电塑料导爆管起爆系统实现微差爆破,炮孔排数l~3排,空气间隔率20%~25%。吴敏等在露天开采的台阶爆破中进行了空气间隔装药结构的应用研究,经过几十个孔的爆破试验,探索了适合于煤矿层的空气层装药比例,提高了爆破效果,降低了炸药单耗,获得了显著的经济效益。陆守香、林玉印研究了间隔聚能装药爆破技术及其在煤矿开采中的应用。王禹等在露天矿也采用了空气间隔装药结构,得到了块度更为均质的矿石,有利于机械一次装卸运输,取得明显的经济效益。
[0005]李继一在土城子矿开采中应用空气间隔装药结构,中间炮孔分层装药量25~35kg,空气间隔长度1.2m,崩矿高度10~15m。刘小均在三峡工程下岸溪料场露天开挖和清江水布垭坝肩开挖中均使用料空气间隔装药技术,取得了很好的开挖效果和经济效益。傅国龙在本钢矿业公司南芬露天铁矿采用充气式空气间隔器在露天矿深孔爆破中的应用得出结论:一般间隔长度为连续柱状装药的11%~35%,以20%~30%为宜。刘振东在本钢南芬露天铁矿中深孔干孔中进行底部和中间两种空气间隔装药,取得较好的技术经济效果。毛晖在铜山口露天矿台阶爆破采用了空气间隔装药技术。朱红兵等在工程和实验室中均对空气间隔装药结构进行了研究,孔底装药60%~70%,同时进行孔间与孔内复合微差爆破,效果较好。李顺波通过理论和现场试验分析顶部空气间隔对岩石破碎块度的影响,现场试
验表明,空气间隔比例10%时平均块度和无空气间隔的平均块度接近,空气间隔比例25%时产生最大平均块度。得到的合理空气间隔比例为10%~15%。不同学者对间隔装药技术的研究和应用见表1。
[0006]表1不同学者对间隔装药技术的研究和应用
[0007][0008]总的来说目前国内外对这一技术的认识大多停留在定性描述阶段,一般将空气间隔位置概述为顶部间隔、中部间隔、底部间隔。而当前这种定性描述不能精确描述工程爆破间隔装药结构间隔位置,不便于指导爆破设计与施工;为了实现低能耗、高效率、安全可靠的爆破破碎岩体的目的,并有效地控制爆破产生的孔壁压力分布,需要精确描述间隔装药结构位置及长度,精确控制爆破产生的各种危害。
[0009]因此,有必要研究一种不耦合装药结构、方法、应用及爆破方法来应对现有技术的不足,以解决或减轻上述一个或多个问题。

技术实现思路

[0010]有鉴于此,本专利技术提供了一种不耦合装药结构、方法、应用及爆破方法,通过提出间隔罗德参数及间隔尺度参数,精确描述露天矿台阶爆破间隔装药结构间隔位置及长度,指导爆破设计与施工。
[0011]一方面,本专利技术提供一种不耦合装药方法,所述不耦合装药方法包括:
[0012]装药准备阶段:准备炸药药卷和安置装置;
[0013]不耦合装药阶段:通过间隔罗德参数及间隔尺度参数对装药结构中的间隔位置及长度进行限定;其中,
[0014]对于间隔罗德参数:
[0015]当台阶爆破间隔装药时,间隔罗德参数用于对抵抗线和/或孔深及间隔中心位置进行限定;
[0016]当隧道爆破间隔装药时,间隔罗德参数用于孔深及间隔中心位置进行限定;
[0017]对于间隔尺度参数:
[0018]用于对间隔率和/或间隔长度进行限定。
[0019]如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述间隔罗德参数用于对抵抗线和/或孔深及间隔中心位置进行限定具体为:
[0020]对于台阶爆破间隔装药,用抵抗线表示间隔罗德参数为:
[0021][0022]其中,w1为装药段最小抵抗线、w2为空气间隔段中心抵抗线、w3为装药段最大抵抗线,μ
j
为间隔罗德参数。
[0023]如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述抵抗线的计算方式如下:
[0024][0025]其中,h1为炮孔深度、h2为空气间隔中心距离孔口距离、h3为堵孔深度、w1为装药段最小抵抗线、w2为空气间隔段中心抵抗线、w3为装药段最大抵抗线、a为坡顶抵抗线距离,α为台阶坡面角。
[0026]如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述间隔罗德参数用于孔深及间隔中心位置进行限定具体为:
[0027][0028]h1为炮孔深度、h2为空气间隔中心距离孔口距离、h3为堵孔深度。
[0029]如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述用于孔深及间隔中心位置进行限定的间隔罗德参数满足

1<μ
j
<1,当隧道爆破间隔装药时,当μ
j


0.5时为下部间隔装药,μ
j
=0时为中间间隔装药,μ
j
=0.5时为上部间隔装药,任意不同位置间隔可直接用μ
j
量化。
[0030]如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述间隔尺度参数用于对间隔率和/或间隔长度进行限定具体为:
[0031][0032]其中,η表示间隔尺度参数,h1为炮孔深度、h2为空气间隔中心距离孔口距离,b为间隔长度。
[0033]如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种不耦合装药方法的应用,通过所述的不耦合装药方法实现,所述应用具体为:通过不同的间隔罗德参数值表示不同间隔位置,不同的间隔尺度本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不耦合装药方法,其特征在于,所述不耦合装药方法包括:装药准备阶段:准备炸药药卷和安置装置;不耦合装药阶段:通过间隔罗德参数及间隔尺度参数对装药结构中的间隔位置及长度进行限定;其中,对于间隔罗德参数:当台阶爆破间隔装药时,间隔罗德参数用于对抵抗线和/或孔深及间隔中心位置进行限定;当隧道爆破间隔装药时,间隔罗德参数用于孔深及间隔中心位置进行限定;对于间隔尺度参数:用于对间隔率和/或间隔长度进行限定。2.根据权利要求1所述的不耦合装药方法,其特征在于,所述间隔罗德参数用于对抵抗线和/或孔深及间隔中心位置进行限定具体为:对于台阶爆破间隔装药,用抵抗线表示间隔罗德参数为:其中,w1为装药段最小抵抗线、w2为空气间隔段中心抵抗线、w3为装药段最大抵抗线,μ
j
为间隔罗德参数。3.根据权利要求1所述的不耦合装药方法,其特征在于,所述抵抗线的计算方式如下:其中,h1为炮孔深度、h2为空气间隔中心距离孔口距离、h3为堵孔深度、w1为装药段最小抵抗线、w2为空气间隔段中心抵抗线、w3为装药段最大抵抗线、a为坡顶抵抗线距离,α为台阶坡面角。4.根据权利要求1所述的不耦合装药方法,其特征在于,所述间隔罗德参数用于孔深及间隔中心位置进行限定具体为:h1为炮孔深度、h2为空气间隔中心距离孔口距离、h3为堵孔深度。5.根据权利要求4所述的不耦合装药方法,其特征在于,所述用于孔深及间隔中心位置进行限定的间隔罗德参数满足

1<μ
j
<1,间隔装药时,当μ
j


0.5时为下部间隔装药,μ
j
=0时为中间间隔装药,μ
j
=0.5时为上部间隔装药,任意不同位置间隔可直接用μ
j
量化。6.根据权利要求1所述的不耦合装药...

【专利技术属性】
技术研发人员:尹作明王德胜付明宇
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:

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