《临界深孔控制爆破数值计算模拟与控制爆破技术应用》
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摘要：义海公司大煤沟露天矿位于柴达木盆地北缘东部,达肯大板山东南,行政区属青海省海西州大柴旦镇管辖.采用井工和露天联合开采F1、F2煤层,受地形影响影响,露天矿爆破时在临近井工矿工业广场时,需要采用控制爆破技术,以保护工业广场内的建筑物及井筒,因此考虑安全经济效益,对爆破参数进行计算数值模拟,并通过现场施工进行验证.
关键词：露天开采;控制爆破;孔深;单孔装药量
大煤沟煤田位于柴达木盆地北缘东部,达肯大板山东南,行政区属青海省海西州大柴旦镇管辖.井田面积3.75平方公里,开采侏罗纪大煤沟组F1、F2煤,所采煤炭资源是自1958年以来小煤矿土法采过的残存资源.井工矿为三条斜井双翼片盘开拓,走向长壁后退式采煤法,综采放顶煤生产工艺.露天开采为一深凹小型露天矿,采用单斗挖掘机-汽车运输开采工艺.露天采场紧邻井工矿三条斜井.为保证井工矿工业广场及三条斜井安全,在临近井筒附近位置爆破时,需采用控制爆破技术,并对爆破参数进行科学计算数值模拟.
一、根据公式及爆破安全距离确定单段爆破最大装药量（以70m位置为例）
式中：R-为爆破点至副井井筒的距离,取70m; V-为一般砖房的安全振动速度,取2.3cm/s;α-为爆破地震波随距离衰减系数,取近距离系数2.0;K-为与岩石性质、地势高低、爆破方法和爆破条件有关的系数,取250.
计算的单段爆破最大药量为302.675kg.
二、根据单段爆破最大药量计算爆破规模（以4m×4m间排距为例）
单孔爆破岩石体积为：abH等于4×4×10等于160m3
单段爆破孔数：N等于302.675÷56等于5.405≈5个孔
单段爆破总装药量：Q等于56×5等于280kg
单段爆破规模：160×5等于800m3
根据实际情况,选用毫秒爆破,每段起爆不超过5个孔,单孔装药量不超过56kg,每段装药量不超过280kg,孔外毫秒延期起爆.为防止爆破震动对工业广场建筑物造成破坏,爆破采用掘沟预裂爆破来控制爆破震动效果.
在爆破施工前,预先在距离建筑物一定距离轮廓线上开掘一道缓冲沟,缓冲沟深度5m以上,在坡脚轮廓线上预先打一排预裂孔,距预裂孔2.5m位置打一排缓冲孔,距缓冲孔4m位置开始打主爆孔,与普通爆破相比,掘沟爆破能较小爆破震動50%以上,减少爆破震动对井筒造成的损害,减小对建筑物破坏影响,有利于控制爆破影响,掘沟预裂爆破炮孔布置示意图如图1所示.
图1掘沟预裂爆破炮孔布置示意图
三、数值模拟及其效果
根据深孔爆破计算数值模拟,以爆破安全距离确定单段爆破最大装药量,进而计算出单段爆破规模,防止爆破震动造成紧邻建筑物损坏,以科学合理方式设计爆破参数,控制爆破规模,减小爆破对被保护对象有害效应,严格控制单段起爆的装药量,控制好起爆顺序,做好必要的安全防护措施,使爆破的声响、震动、飞散物、冲击波等有害效应、被爆体倾倒方向、破坏区域以及破碎物的散坍范围在允许范围以内,在露天矿控制爆破技术值得推广应用.
作者简介：姬超1988-）,男,河南汝州人,工程师,现工作于义海公司大煤沟煤矿从事技术管理工作.
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