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爆破技术在采矿工程建设项目的运用

【摘要】采矿业近年来发展迅速,大量的矿井项目建设过程中需要综合运用各种爆破技术。论文在分析爆破技术的原理的基础上,结合作者的工程实践经验,总结了采矿工程中常用爆破技术的特点,指出了选择和实施爆破时应注意的事项。

【关键词】爆破技术;采矿工程建设项目;注意事项

1引言

近年来,随着我国经济水平的快速发展,社会各行各业对资源的需求量越来越大,采矿业开始呈现蓬勃向上的发展势头。采矿工程中的建设项目从设计到施工都不可避免地要受到地形地貌的影响,从而使整个建设过程异常复杂和困难。为了在合同规定的工期内高质量地完成矿井工程建设项目,需要选用合适的爆破技术以克服特殊地貌的影响。关于爆破技术在采矿工程建设项目中的应用,国内外很多学者结合不同的地质环境进行了深入的研究,取得了一些成果。本文在这些研究成果的技术上,结合作者自己的采矿工程建设项目管理经验,在介绍爆破技术原理的基础上,分析了我国当前采矿工程中常用爆破技术的各种特点及适用范围,指出在采矿工程中应用爆破技术时,需要考虑当地的地质水文条件和地形地貌等的影响,并采用科学合理的爆破参数,还需要做好各种安全防护措施。通过本文的阐述,希望能为工程实践提供理论指导。

2爆破技术概述

爆破技术是利用炸药等爆炸物在有限空间内瞬时起爆,释放出巨大的能量,从而破坏障碍物的原始结构,达到特定的工程目的[1]。爆破技术涉及物理与化学变化过程,使用过程中需要根据不同的地质条件、地貌环境以及作用目的选择合适的炸药物和起爆方法。据测算,1t普通工业炸药爆炸时瞬间温度可达3500℃、气压可达10000MPa,释放的能量可达3.67×106J,平均功率约4.86×108kW,在这种高温高压冲击下,岩石会瞬间变为流体或弹塑性体状态。因此,爆破技术在特殊地质环境的施工中获得了广泛的应用,比如,采矿工程、矿井建设、隧道修建、水渠挖掘等。目前,我国广泛采用的爆破技术中,以硝铵类炸药的应用最为广泛,其他常用的炸药有硝酸甘油、水胶炸药等;常用的起爆器材有导爆管、导爆索、电雷管等。爆破技术在各类工程项目建设过程中应用时具有一定的危险性,因此,在操作过程中,需要指派具有相关工程经验的技术人员严格按照标准和规范组织实施,并要做好安全防护措施。

3采矿工程中的常用爆破技术

3.1雷管爆破技术。雷管爆破技术是使用最广泛、操作最简单的一种爆破技术,有普通雷管起爆和电子雷管起爆2种方式[2]。普通雷管起爆是利用化学导索的燃烧来控制起爆时间,电子雷管起爆是利用电子计时电路控制起爆时间,这是二者最主要的区别。相比于普通雷管起爆,电子雷管起爆具有起爆时间易于控制、较易实现连续爆破且爆破效果好等优点,但是电子电路设计较为复杂,需要采取滤波技术防止电流噪声对起爆电路的干扰,无形中增加了使用成本。3.2精确爆破技术。精确爆破技术可以分为预裂缝爆破和光面爆破2种方式。预裂缝爆破是在主爆区爆破之前,先依照地质和岩体特点,爆破出一条具有一定宽度的贯穿裂缝,起到缓冲、阻隔爆炸波的作用,减少对主爆区的副影响;光面爆破是在主爆区爆破之前,先爆破出一排爆炸孔,同样起到缓冲和阻隔的作用,然后再对主爆区岩石进行大面积爆破。精确爆破技术更多地应用在地质结构不稳固的山体工程建设项目中,实现起来较为复杂,对技术水平要求比较高。3.3分段爆破技术。分段爆破技术主要应用在多点爆破的场合,实施过程中需要在炮孔外设置非电导爆破网络,在该爆破网络起爆后,利用炮孔内外结合延时技术实现大面积爆破。这种爆破技术爆破面积较大,如果非电导爆破网络时间控制电路设计得较为科学的话爆破延时时间可以精确控制,爆破质量较高,且产生的安全隐患较小。3.4等离子爆破技术。前3种爆破技术主要是利用火药类炸药,爆破面积不利于控制,且会对环境产生一定的污染。等离子爆破技术是利用蓄能电容器代替炸药,提前将高电压的电能储存在电容器中,需要起爆时利用遥控器触发电路控制电容器瞬间释放出高电压的电能,将电能通过电-等离子体转换装置转换成等离子体,同时释放出高压气体,等离子体和高压气体在有限空间内迅速膨胀从而产生巨大的破坏作用,最终破坏岩石等障碍物。这种爆破技术不会对环境产生污染,同时对周围岩体的副作用较小,有利于维护爆破空间围岩的稳定性,但是蓄能电容器、电-等离子体转换装置等价格昂贵,会增加整个工程项目的建设成本。

4采矿工程中进行爆破的注意事项

4.1考虑当地的地质环境和地形地貌。在爆破前,需要对矿产分布区的地质环境进行准确的勘探,研究清楚岩石类型及分布、地下水流向、溶洞分布等地质水文信息,还要研究当地的地形地貌以及风向等有可能影响爆破效果的自然因素。统筹考虑这些因素后,结合矿床分布、爆堆分布、爆破方向等技术要求,设计科学合理的爆破方案,确保爆破达到理想的效果。4.2设计科学合理的爆破参数。爆破之前,需要确定科学、合理的爆破参数,根据岩体硬度、爆破广度和深度等计算炸药装药量;根据连续爆破时间要求设计起爆电路;对于不同的爆破岩体,需要根据计算出来的孔距、排距、孔深等数据布置加密孔;对于爆破区域内有夹层、裂隙、软弱面的情况,需要结合这些层、缝、面的空间分布设计合适的空位等。每次爆破之后,要做好数据记录,并根据爆破效果分析参数设置得是否合理、是否达到了预期目的,总结经验,以便于下次爆破时设计出最优的参数、取得最理想的效果。4.3注意爆破过程中的安全防护进行采矿工程建设项目施工时,既要将施工成本控制在预算范围之内,更要保证施工质量和安全。在爆破方案设计时,需要计算爆破半径,根据计算数据划定安全区域;在爆破实施过程中,需要及时疏散相关人员,确保所有人都在安全区域内后再开始爆破,同时,要安排经验丰富的工程技术人员实施爆破;爆破之后,要等待有毒有害气体完全扩散、明火和电火花等不会再次引发爆炸事故后,再安排清扫现场,清扫时要注意尽量减少震动,以防引发山体崩塌、塌陷等自然灾害。

5结论

采用爆破技术能够极大地促进施工进度和质量,但是又给施工安全带来了很大的安全隐患。因此,需要统筹考虑,在做好各种安全防护措施之后再采用爆破技术。本文结合作者的工作经验,在简单介绍爆破技术的原理和各种炸药及起爆器的基础上,分析了采矿工程建设项目中常用爆破技术的特点及适用范围,指出需要在施工时根据具体工程特点合理选用。在采矿工程中应用爆破技术,还应考虑当地的地质水文环境和地形地貌等对爆破的影响,同时,要综合以上因素设计科学合理的爆破参数,以求达到理想的爆破效果。最重要的是,要做好各种安全防护措施,避免出现人员伤亡事故。在采矿工程建设项目中应用爆破技术,需要考虑将施工成本控制在施工预算内,通过建立成本核算机制,避免因为爆破技术给施工增加额外的成本负担,可以作为今后的一个研究方向。

【参考文献】

【1】田程.现代爆破技术在采矿工程中的应用[J].山东工业技术,2017(20):59.

【2】孙喜鹏.爆破技术在采矿工程的应用探讨[J].陕西煤炭,2019(5):163-165.

作者:赵清全 单位:华能云南滇东能源有限责任公司矿业分公司

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