一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法技术

本发明专利技术提供一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法，涉及露天矿开采技术领域。本发明专利技术中的液态二氧化碳爆破方法，是对二氧化碳的一种资源化利用，其克服了液态二氧化碳破岩能力弱的缺点，突破了台阶爆破二氧化碳破岩的应用瓶颈（6m），能够在露天高台阶（7

【技术实现步骤摘要】
一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法


[0001]本专利技术涉及露天矿开采
，特别是涉及一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法。

技术介绍

[0002]二氧化碳爆破是利用一定压力和温度状态下的液态二氧化碳，通过吸收发热药剂迅速释放的热量，瞬间转变为超临界态，最后快速膨胀为气态，产生较大的物理压力，形成冲击波，并主要依靠高压二氧化碳的准静态作用，达到致裂岩体的作用。与炸药爆破相比，安全性高，环境友好，成本低，但威力小，作用时间长，破岩能力有限。现已广泛应用与城市近地隧道掘进、地铁站基坑开挖、小型采石场开采、煤层增透等领域。受限于相变破岩能力与现场施工工艺，且现场二氧化碳孔网参数设计标准并未达成一致，液态二氧化碳无法进一步应用到更多的爆破场景，尤其缺乏露天高台阶爆破的生产实际。目前，使用液态二氧化碳爆破的台阶高度较小，岩石硬度较低，有煤矿露天开采的应用实例，但未见在金属矿露天台阶使用，已知最高台阶在6m左右，且效果一般，无法满足矿石开采的实际需求。
[0003]中国专利技术专利“一种基于二氧化碳的煤炭开采方法”（申请号202011165250.2），“二氧化碳水下爆破施工方法”（申请号202010351353 .1），“一种二氧化碳破岩装置及方法”（申请号202011624695.2），“一种基坑土石方开挖爆破方法”（申请号202111664193.7），“一种控制基岩损伤和振动效应的二氧化碳爆破施工方法”（申请号202011165250.2），“一种矿用二氧化碳爆破装置”（申请号202010349416.X），提出了在不同场景中应用液态二氧化碳的爆破方法，但不能满足露天金属矿（非金属矿）深孔爆破的要求，无法与其生产进行衔接。露天台阶高度与其穿孔设备有关，参数变更困难，如何设计二氧化碳深孔爆破孔网参数，实现露天台阶二氧化碳深孔爆破，成为有待解决的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法，用于解决
技术介绍
中的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法，包括：S1：确定爆区的矿岩可爆性，对选择的爆区的现场地质情况进行观察，确定岩石完整性级别及爆破破碎性级别；S2：在采场中对选择的液态二氧化碳致裂器进行破岩能力试验，测试模拟出当量的爆破效果，选择液态二氧化碳致裂器，并根据现场施工条件选择液态二氧化碳致裂器的型号；S3：根据爆区现场露天高台阶的高度和宽度在矿体位置设置主爆破孔和辅助爆破孔，主爆破孔和辅助爆破孔长短结合交替布置，且主爆破孔的深度大于辅助爆破孔的深度；S4：对液态二氧化碳致裂器进行液态二氧化碳充装，将液态二氧化碳致裂器吊装
至主爆破孔和辅助爆破孔中，并在主爆破孔和辅助爆破孔中加入填塞物，之后起爆液态二氧化碳致裂器；S5：观察爆区内的液态二氧化碳致裂器的起爆情况并将矿石进行铲装运输。
[0006]可选的，主爆破孔深度为辅助爆破孔深度的两倍。
[0007]可选的，露天高台阶的高度范围为7~20米。
[0008]可选的，对液态二氧化碳致裂器进行破岩能力试验得到对应的参数包括最小抵抗线,爆破漏斗半径，爆破作用半径，爆破漏斗深度，爆破漏斗可见深度，爆破漏斗张开角。
[0009]可选的，对主爆破孔和辅助爆破孔的布置参数涉及主爆破孔之间的孔距和排距、辅助爆破孔之间的孔距和排距、主爆破孔填塞高度、辅助爆破孔填塞高度、主爆破孔中的液态二氧化碳致裂器数目、主爆破孔内的液态二氧化碳致裂器间隔、主爆破孔的孔数、辅助爆破孔的孔数、最小抵抗线、钻孔角度、主爆破孔负担面积。
[0010]可选的，对液态二氧化碳致裂器充装液态二氧化碳时，确定液态二氧化碳的充装量大于等于液态二氧化碳致裂器允许充装量的98%。
[0011]可选的，将液态二氧化碳致裂器吊装至主爆破孔和辅助爆破孔中并加入填充物之后，对主爆炮孔和辅助爆破孔的孔口处进行封孔处理，防止液态二氧化碳致裂器意外飞出。
[0012]可选的，将所有的主爆破孔和辅助爆破孔中的液态二氧化碳致裂器通过导线连接发爆器，保证所有的液态二氧化碳致裂器同时起爆。
[0013]可选的，启动发爆器之前检查爆破网格的电阻大小，在网格电阻检验合格之后再启动发爆器。
[0014]可选的，S5中需观察爆区内的液态二氧化碳致裂器是否完全正常起爆，若液态二氧化碳致裂器未全部正常起爆，则在爆区的后方位置通过炸药起爆的方式将未起爆的液态二氧化碳致裂器推出爆区；若液态二氧化碳致裂器全部正常起爆，则将液态二氧化碳致裂器进行回收。如上所述，本专利技术的一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法，至少具有以下有益效果：本专利技术的中的液态二氧化碳爆破方法，实现了是对二氧化碳的一种资源化利用，其克服了液态二氧化碳破岩能力弱的缺点，突破了台阶爆破二氧化碳破岩的应用瓶颈（6m），能够在露天高台阶（7
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20 m）中对坚硬矿石进行爆破破岩开采，解决了台阶开采方式单一并实现了对高陡边坡的控制低扰动控制爆破，突破了炸药爆破开采管控严格等影响生产的问题的瓶颈；本专利技术进一步扩展了液态二氧化碳爆破的应用场景，不仅能更好地应用在小型采石场开挖、公路边坡开挖，而且还能应用在露天挂帮矿回收，高陡边坡保护等更紧迫的区域；与现有液态二氧化碳爆破方法相比，既提升了液态二氧化碳爆破时的能量利用率，并又提高拓宽了液态二氧化碳爆破的深度与广度。
附图说明
[0015]图1显示为本专利技术中露天高台阶液态二氧化碳爆破爆区的正视方向剖面示意图；图2显示为本专利技术中露天高台阶液态二氧化碳爆破爆区的侧视方向剖面示意图；图3显示为本专利技术中露天高台阶液态二氧化碳爆破爆区的俯视示意图；图4显示为本专利技术中液态二氧化碳致裂器破岩能力试验示意图。
实施方式
[0016]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0017]请参阅图1至图4。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。
[0018]以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。
[0019]请参阅图1
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图4，本专利技术提供一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法，包括：S1：确定爆区的矿岩可爆性，对选择的爆区的现场地质情况进行观察本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法，其特征在于，包括：S1：确定爆区的矿岩可爆性，对选择的爆区的现场地质情况进行观察，确定岩石完整性级别及爆破破碎性级别；S2：在采场中对选择的液态二氧化碳致裂器进行破岩能力试验，测试模拟出当量的爆破效果，选择液态二氧化碳致裂器，并根据现场施工条件选择液态二氧化碳致裂器的型号；S3：根据爆区现场露天高台阶的高度和宽度在矿体位置设置主爆破孔和辅助爆破孔，主爆破孔和辅助爆破孔长短结合交替布置，且主爆破孔的深度大于辅助爆破孔的深度；S4：对液态二氧化碳致裂器进行液态二氧化碳充装，将液态二氧化碳致裂器吊装至主爆破孔和辅助爆破孔中，并在主爆破孔和辅助爆破孔中加入填塞物，之后起爆液态二氧化碳致裂器；S5：观察爆区内的液态二氧化碳致裂器的起爆情况并将矿石进行铲装运输。2.根据权利要求1所述的一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法，其特征在于：主爆破孔深度为辅助爆破孔深度的两倍。3.根据权利要求1所述的一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法，其特征在于：露天高台阶的高度范围为7~20米。4.根据权利要求1所述的一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法，其特征在于：对液态二氧化碳致裂器进行破岩能力试验得到对应的参数包括最小抵抗线,爆破漏斗半径，爆破作用半径,爆破漏斗深度，爆破漏斗可见深度，爆破漏斗张开角。5.根据权利要求1所述的一种适用于露天高台阶的液态二氧化碳爆破方法，其特征在于：对主爆破孔和辅助爆破孔的布置参数涉及主爆破孔之间的孔距和排距、辅助...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，王志杰，王渝，马涛，马中建，陈树林，
申请(专利权)人：攀钢集团矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：