露天矿飞石产生的原因及控制措施

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2017年01月30日

露天矿爆破事故主要有爆破飞石、早爆、迟爆、拒爆。而在露天开采中,30%以上的爆破伤人事故是由于爆破飞石所造成的。飞石是露天采矿场的爆破的重要危害之一。如何控制露天矿山飞石,保证人员安全呢?
    1.飞石事故产生原因
    露天采矿场的爆破过程中,炸药在岩土中爆炸后,产生巨大的能量,其中部分能量用于岩土的破碎,其余的能量将产生热、振动、声音和飞石。大量事实表明,爆破飞石的产生,主要是炸药爆炸使岩土破碎后过多的余能在炮孔孔口,最小抵抗线方向的效应。因此,在露天矿的台阶深孔根底处理、大的二次破碎,以及刷坡等爆破作业中,能否提高炸药能量对岩土破碎的利用,最大限度地减少其对岩土的抛掷,从而少产生或不产生飞石。此外,爆破飞石产生后,飞石抛掷距离的大小,则是能否造成飞石危害的关键。但是,影响飞石抛掷距离的因素很多,主要的有:爆破作用指数n值越大,飞得越远;爆破参数越不合理,飞得越远;堵塞质量越差,飞得越远;顺风时风速越大,飞得越远;主体抛掷方向的飞石,比其它方向飞得远。根据上述分析,为了达到控制飞石的目的,我们查阅了有关资料,深入现场,结合实际,在生产中围绕这一问题进行探索与研究,采取了相应的措施。
    2.飞石事故控制与防护
    (1)爆破方法的选择
    根据药包在岩土中爆破形成漏斗坑的大小,可分为松动、加强松动,标准抛掷和加强抛掷四种类型的药包。当爆破作用指数n≤0.75时,爆破后不会有破碎的岩土抛到漏斗边缘以外而形成可见的漏斗轮廓,只有破碎后因体积增加而隆起的现象,这就是松动药包,即松动爆破。这样的松动爆破没有飞石,无疑是符合大顶露天矿特定条件下的爆破方法。当我们在爆破作业中,将炸药单耗取得很低时,实现了松动爆破,但爆堆太紧,大块较多,挖掘机挖掘确有一定困难,作业率低,生产效率不高,一线员工反映强烈。针对这一情况,我们又采取逐渐加大药量的措施,成为略带抛掷的加强松动爆破。爆破结果,虽有少量抛掷高度不大,也未出矿坑的飞石,而爆堆较松软,大块率极低,提高了生产效率。以后的爆破实践表明,这种以飞石不出矿坑为限的加强松动爆破,是更适合大顶露天铁矿特定条件的爆破方法。
    (2)台阶深孔爆破参数的优选
    炸药单耗。炸药单耗过大或过少,必然改变爆破方法,增加飞石的数量及抛掷距离或挖掘困难,效率不高。但影响炸药单耗的因素很多,目前又没有可靠的计算公式,也无条件在现场进行一系列爆破漏斗试验。为了满足所选爆破方法的要求,我们查阅了有关资料,根据矿坑上部岩石情况,将炸药单耗取得很低,用2#岩石炸药0.48kg/m3进行爆破,结果颇具典型的松动爆破特征,便逐渐加大炸药单耗,终于达到了所选爆破方的要求。通过生产性试验表明,能够满足所选爆破方法的炸药单耗为0.55-0.65 kg/m3。但在每次爆破之前,按炮孔所在部位、岩性及结构等情况,其炸药单耗在上述范围内进行选用。
    抵抗线。教科书及有关资料介绍,露天深孔爆破药量的计算公式如下:Q(kg)=qaHW底 [1]
    式中:q——单位炸药消耗量,kg/m3
             a——炮孔间距,m。
             H——台阶高度,m。
             W底——底板抵抗线,m。
    不管是垂直孔或倾斜孔布置,爆破后都存在着程度不同的后冲,如果岩体是均质的,爆破剖面应是平行四边形,即“HW底”是平行四边形,“aHW底”则是炮孔要爆开的岩体体积,此公式的体积原则是完全正确的。我们采用垂直深孔布置,在实际爆破中测得挖掘后的台阶坡面角,小于55°和大于85°角是少数,大多数在60°-80°之间。同时还观察到同一排炮孔,各孔的后冲不一样,前后两次爆破的后冲也不一不样,分析认为爆破剖面并非平行四边形,多数是梯形。为尽量使爆破体积与药量相匹配,防止炸药过量而产生飞石,故在药量计算中采用了平均抵抗线。
    对第二排以后的各炮孔,则以排距为抵抗线来计算药量。在多排孔爆破中,排距实质上是底板抵抗线,计算出的药量偏大,但考虑到前排炮孔的阻力,在微差爆破中应增加15%的药量,为了防止孔口产生飞石的有害效应,没有再增加药量。
    (3)对爆破设计体积进行实测
    当炮孔钻完后,对爆区进行实测,绘出1:100的炮孔平面图,并到现场进行核对,看是否符合实际。检查炮孔深度,不够深的用钻机补钻到设计要求,超过设计深度部分要进行填孔。量出第一排炮孔的孔边距及台阶坡面角;对坡角突变者要分段测量,记录其变化情况。量出排距和孔距。对同排炮孔之两端炮孔的孔距;如果在炮孔心连线方向没有自由面,则以相邻两孔距离为孔距;如果有自由面,则按该自由面坡角计算出外侧平均距离来确定孔距。但要注意,这种情况多了一个自由面,其炸药单耗应适当降低。此项工作,目的在于做到爆破体积的准确性,以便利用等能原理保证所选爆破方法的实现。
    (4)药包位置及充填长度
    在施工过程中特别强调第一排孔,临装药前再次检查孔深、孔况,必须使药包装到孔底,使炸药能得到充分的利用,避免抵抗线方向产生强烈的飞石,同时减少根底的产生,减少根底处易产生飞石机遇;但有时遇到软夹层,破碎带将台阶底部挖成负角,使抵抗线变得较小,如药包位置不能变动,此时应根据实际情况,减少底部药包的药量或实行不偶合装药,才能避免产生强烈的飞石。当分段装药时,对上部药包位置的设计,必须按事前观察或测量的情况避开软夹层、破碎带以及台阶坡面的凹陷处;避不开时,减少药量或取消这一药包。
    为了不让爆破气体喷出孔口而产生飞石,对孔口充填作了必要的规定。不分段装药时充填长度不少于4m;分段装药时,充填长度为3.5m。充填材料,孔内无水时用岩粉,孔内有水时要吹出,吹不出时用沙土混合物。不管什么充填材料,都不允许夹有石块。
    4.防护
    在控制的同时,还必须有一定的防护措施,这对确保安全是不可少的。用宽4-5cm,厚2-3cm的胶带,编织成2×2m,重约200kg的胶带帘,象被子一样盖在炮口上,即所谓用“爆破被”对飞石进行防护。以下炮孔需用“爆破被”覆盖:(1)深孔不分段装药充填少于4m,分段装药充填少于3.5m;孔内有水,充填质量不佳;孔深小于4m,尤其是更浅的炮孔;邻近系数小于1易产生飞石。(2)抵抗线过小,充填质量不能保证。(3)离高压输电线、民房较近的炮孔。
    此外,还可以根据现场条件,施工质量,对可能产生飞石灾害的炮孔,也用“爆破被”加以覆盖。
   

网友评论 more
安全管理论坛新帖

论坛数据加载中...
东方创想 |  网站简介 |  会员服务 |  广告服务 |  业务合作 | 提交需求 |  会员中心 | 在线投稿 | 版权声明 | 友情链接 | 联系我们 
北京东方创想科技有限公司 ©2007-2017 
联系电话:   
E-mail:safehoo@163.com   关注安全管理网  微博     关注安全管理网  微信
京ICP备11001792号    京公网安备110105014886