ORICA雷管在油页岩矿中深孔爆破的应用
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摘要：通过研究油页岩矿的合理孔间及排间微差时间间隔，并利用orica高精度雷管实现逐孔起爆，可有效地控制爆堆形状和破碎块度，改善爆破效果，提高挖装效率，降低采矿综合成本。
关键词：ORICA雷管；油页岩；中深孔爆破；微差时间；爆破效果
Abstract: Through the study of reasonable time interval of Oil shale mine, ORICA high precision detonator is used by hole blasting, can effectively control blasting heap shape and broken pieces, improve the blasting effect, improve the digging efficiency, reduce the comprehensive cost of the mining.
Key words: ORICA detonator; Oil shale; In deep hole blasting; Differential time; Blasting effect
中图分类号： P633.2 文献标识码： A
引言
穿孔爆破工作是露天采矿生产过程中的一个至关重要的环节，穿爆成本在矿山生产成本中占30%左右。爆破效果好坏对采、装、运、破碎等后续工序的生产效率和成本也具有较大的影响。评价爆破质量有5大方面、8个指标，较为重要的指标是大块率、平均块度、根底率和挖装效率，良好的爆破质量是采矿工作者一贯追求的工作目标。影响爆破质量的因素较多，但概括来讲，主要有炸药、岩石、爆破技术等因素。由于爆破具有复杂性、瞬时性的特点，时间因素始终贯穿于3个因素之中，爆破技术参数中，炮孔孔间及排间微差时间都是以ms来计的，可见时间因素对爆破质量具有十分重要的影响，在其它影响因素不变的条件下，合理的微差时间间隔及炮孔起爆顺序对提高爆破质量具有十分重要的意义。
1 合理微差间隔时间
确定合理的微差间隔时间对改善爆破质量和降低地震效应具有十分重要的作用，确定微差时间间隔主要应考虑岩性、孔网参数、岩体破碎块度及要求抛掷或松动等因素。微差时间过长相当于单孔爆破漏斗独自发挥作用，在时间选取不对时甚至破坏爆破网路，造成盲炮；微差时间过短，前一个炮孔尚未为下一个炮孔创造自由面，起不到微差爆破的作用。合理的微差间隔时间，即前一个炮孔为下一个炮孔形成自由面的时间，亦即炮孔前方岩石前移和回弹的时间加上岩块脱离岩体的时间，此时孔与孔之间的碰撞作用明显，爆破块度较好。
2 微差间隔的影响
微差间隔时间分为两部分，同一排炮孔之间的延期时间称孔间延期，排与排之间延期时间称排间延期。
2.1 孔间延期决定爆堆破碎块度
对于硬而脆的岩石，由于岩体中动态反应时间短，孔间延期时间必须缩短；对于孔隙多塑性大的软岩，孔间延期必需加大。如果孔间延期太短，裂隙将首先在炮孔间产生，岩体被推向较远的位置；而孔间延期太长，炮孔单独发挥作用，块度变差。因此，根据实际经验，一般岩石的合理孔间延期为3~8ms/m。
2.2 排间延期决定爆堆抛掷距离
当采用多排孔爆破作业时，为取得最佳抛掷效果，排与排之间的延期时间必须合理，这样，可以使先爆岩石完全脱离原来位置，为后爆岩石创造自由面，且不会阻挡后面将爆岩石的移动。如果排间延期时间低于某一临界值，爆破后，前排已爆岩石阻碍后排岩石向前，使爆破后冲加重，爆堆变高，而爆堆底部由于夹制作用大，松散度较差，易产生根底，不利于挖装。由于不同岩石的动态反应时间不一，这一临界值变化较大，但低于8ms/m抵抗线会发生爆后岩体阻塞现象。增加排间延期不会对爆破效果产生较大影响，但过大的排间延期会使先爆岩石抛下来后停止，阻挡了后排岩石的移动，同样不能发挥微差爆破排间炮孔应力波叠加及碎石相互挤压碰撞而改善爆破效果的作用，根据实际情况，最大排间延期不应超过15ms/m抵抗线。
2.3 新疆宝明油页岩不同岩种合理微差间隔时间
由上所述，我们采取单因素变化法来进行试验，在装药方式、段高、充填等因素不变的条件下，孔间延期取3~8ms/m，排间延期取8~15ms/m抵抗线，可取得较好的爆堆形状及破碎块度，并且降低了大块根底率，提高了挖装效率。我们选取了有代表性的试验，其结果如表1。
3逐孔起爆技术
基于对微差时间影响爆堆破碎块度及效果的认识，从2013年3月起，我们使用ORICA高精度雷管进行合理微差时间的研究及逐孔起爆技术的应用。
3.1 ORICA雷管主要性能参数
地表延期/ms:9、17、25、42、65、100
孔内延期/ms:400
抗拉强度/kg:40工作温度/℃: -30~80
相对误差率(%):1~2拒爆概率(%): 0.0001
3.2 逐孔起爆技术
在爆区第一排自由面多且适合爆堆整体移动的位置选择一个炮孔为起爆点，沿第一排炮孔为控制排，这个控制排为爆破建立孔间延期顺序，往后的起爆顺序由后返式雁行线上的地表延期控制。逐孔起爆微差爆破技术是单孔延时起爆，实现爆区内每一个爆孔在空间和时间上都按设计好的顺序逐孔起爆，这样为爆区内每个炮孔提供更多的自由面。
3.3 与原排间起爆技术比较逐孔起爆技术优点
排间起爆采用普通非电管，地表延期段少且延期时间越长误差越大，绝对误差10 ~ 20 ms，相对误差20% ~40%，无法精确控制孔间、排间延期，
图1 普通导爆管雷管逐孔起爆
图2 ORICA高精度雷管逐孔起爆
从ORICA试验软件可以看出，岩石移动方向紊乱，而采用ORICA高精度雷管，岩石移动方向均匀一致，如图1、图2。
逐孔起爆技术采用地表单管联结，保证每一个先爆孔为后爆孔创造一个自由面，爆炸能量在炮孔间分布均匀、爆堆破碎效果好。同原来的排间起爆技术相比较，逐孔起爆技术保证先爆孔为后爆孔创造一个自由面，各炮孔之间爆炸能量分布均匀，由于高精度管延期精度高，可以根据岩性及地质条件设计孔间及排间微差时间，有效地控制破碎块度和爆堆形状。并且该雷管性能好、强度高，可避免因火工材料质量而产生的拒爆。爆破网络简单，且地表管连接块的人性化设计，使连线操作十分简单、可靠，节省了网络连接时间，极大地降低了工人的劳动强度，特别是北方寒冷的冬天，工人无须像联接普通导爆管那么繁琐，人人可操作，节省了人力成本。
4结语
逐孔起爆微差爆破技术具有很多的优点：爆破网络连接简单方便，降低了工人的劳动强度,提高了工作效率，安全可靠；爆破效果好、爆破震动小、噪音小、大块率也大大降低，挖装效率提高，总体采矿成本降低。在目前工程领域追求安全高效的大前提下，从技术和经济的角度来看，高精度雷管逐孔起爆技术取代传统的普通非电雷管排间微差爆破技术将是采矿技术发展的必然趋势。
参考文献
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[2]郑炳旭.王永庆.李萍丰.建设工程台阶爆破.北京：冶金工业出版社.2004
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