摘要：介紹了一種簡例、廉價(jià)的采用空氣柱間陋桿實(shí)現(xiàn)空氣柱間陋裝藥的爆破方法，并在采用鐵路運(yùn)輸工藝的露天礦得到成功的應(yīng)用。該方法可降低炸藥單耗15.6%，在改善爆破質(zhì)量，提高爆破效率上有顯著的效果，具有明顯、直接的經(jīng)濟(jì)效益。可以在露天煤礦爆破工程中廣泛應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：爆破；爆堆；空氣柱；炸藥

　　公烏素露天煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力120萬t/a，采用單斗—鐵道運(yùn)輸工藝進(jìn)行開采。針對該礦爆破工作中存在的問題，采用了空氣柱間隔裝藥的方法進(jìn)行了多次試驗(yàn)。

　　1、爆破工作中存在的問題

　　正常的采后掌子面，臺階應(yīng)具有一定的坡面角（設(shè)計(jì)為70度）才能保證合理的抵抗距離，在采用普通的連續(xù)裝藥時(shí)才能既克服根底又能使上部岸石得到合理的破碎。但電鏟挖掘時(shí)，采后幾笠測有留碴，臺階坡面角接近90度，有些甚至于大于90度，使抵抗線變小。

　　C-前排孔至披肩距離（3-6m）；W-目前臺階抵抗（3-6.5m）W0—設(shè)計(jì)臺階抵抗

　　△W=W0—W=10cot70°=3.6m.

　　此外，在東1220水平的南部及中部地段，由于12#煤層正好位于臺階下部、中部，因此，在臺階的中、下部易形成一個軟弱的夾層，當(dāng)這一夾層正處于藥柱部位時(shí)，極易過早沖出。

　　因此，如果僅從克服根底考慮惻只需要很小的炸藥量即能達(dá)到要求，但上部的巖石的破碎和拋擲，的破碎和拋擲。如果兼顧上部巖石的破碎和拋擲，則必須增加炸藥量，這就可能使下部巖石過早沖出掩埋鐵道，而填寒物旁邊的大部分巖石實(shí)際上受重力作用自然下塌不能形成令人滿意的破碎。這一現(xiàn)象從以往多次埋道事故中得到了證實(shí)。

　　為了解決這一問題，我們改進(jìn)了現(xiàn)有的爆破方法。

　　2、空氣柱間陋裝藥原理淺析

　　爆破理論和實(shí)踐表明，比較軟弱的沉積巖抗壓強(qiáng)度低，使用低密度炸藥就能產(chǎn)生足夠的應(yīng)變使巖石充分破碎。如果炸藥輸出的初始爆轟壓力過高，超過岸石的動抗壓破壞應(yīng)變，則在裝藥孔周圍立即形成一個強(qiáng)烈的壓碎巖石帶。在體積壓縮過程中，由于晶粒間或顆粒間的結(jié)構(gòu)破壞而產(chǎn)生破碎，在壓碎帶中，過度破碎作用與應(yīng)變能的急聚衰減有關(guān)。在多孔巖石中2倍炮孔直徑距離之內(nèi)可吸收的能量不小于0.8倍的應(yīng)變能，所以如果巖石在所需的壓力下能夠破壞，硬要按該壓力的峰值應(yīng)力裝藥就毫無意義了，這樣把大量的能量消耗在壓碎區(qū)內(nèi)是不合理的。因此，通過裝藥結(jié)構(gòu)的變化，使炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的最初沖量不立即用于周圍巖石的破碎，延長瀑能作用時(shí)間，使裂隙得以充分發(fā)展，將炮孔周圍壓碎區(qū)多余消耗的能量轉(zhuǎn)化為更遠(yuǎn)范圍內(nèi)巖石的破碎能是合理的。這是空氣柱裝藥提高能量利用和提高破碎效果的原因之一。

　　采用這樣的結(jié)構(gòu)，中間空氣柱L3 將把連續(xù)裝藥時(shí)的藥柱L0分為上下2段L1與L2，這樣上下藥柱在爆炸瞬間炸藥的動態(tài)密度變得疏松，較大部分能量一開始就留在了空氣段中，應(yīng)變能消耗而氣體壓縮的貯能增加，而氣體的增加對沉積巖的破碎是十分有利的。實(shí)際藥柱的長度由原來的L0 =L1 +L2 ，增加到L =L0 +L3 ，這樣就使孔壁的能量比變小，只有很少的能量直接浪費(fèi)在炮孔周圍的過破碎區(qū)內(nèi)。

　　同時(shí)，經(jīng)過這樣的改變，既能保證上底部巖石不留根底，又能將底部過分集中的能量轉(zhuǎn)變?yōu)樯喜繋r石的破碎能，而不出現(xiàn)埋道事故，控制了爆堆形狀，使炸藥的能量得到合理的分布。這是空氣柱間隔裝藥提高爆破效果的又一原因。

　　3、試驗(yàn)情況及結(jié)果

　　起初，我們只是做了些嘗試性試驗(yàn)。在取得出較明顯的效果后，開始了正式試驗(yàn)。為了實(shí)現(xiàn)藥柱之間的空氣柱間隔，我們設(shè)計(jì)了空氣柱間隔桿，桿的長度等于空氣柱的長度。其長度根據(jù)巖石性質(zhì)而定。在不同的巖性條件下，合理確定桿即空氣柱的長度是需要探索的問題。根據(jù)該礦巖石性質(zhì)，取空氣柱長度為1.5-2.1m。

　　間隔桿用廢、次木材制作。木桿的斷面規(guī)格為：3cm×3cm，桿兩頭廢炸藥包裝箱紙片剪成尺寸略小于炮孔直徑的方塊（或圓塊），用釘子在一起即可。一般1m3樺木可制桿300根左右。

　　我們先后在東1230南部和東1220進(jìn)行了多次試驗(yàn)，從未出現(xiàn)埋道事故，取得了滿意的結(jié)果。

　　因現(xiàn)場現(xiàn)有的技術(shù)條件有限，無法對爆破效果進(jìn)行定量勞述，但定性的結(jié)果表明，這種方法非常適合該礦生產(chǎn)使用。它具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）爆堆得到了控制，爆堆均控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。為了安全起見，起初幾次試驗(yàn)時(shí)，拆除了危險(xiǎn)地段的鐵道，但爆后物料均沒拋上路基。說明該方法控制后可以不必拆道進(jìn)行爆破，減淡季了不必要的拆道貌岸然工作，減輕了勞動量。幾次試驗(yàn)的爆堆均呈比較理想的拋物線形狀，爆堆整體前移，落差在0.5m之間，沒有過早沖出的部分。

　�。�2）提高了電鏟效率，降低了大塊率。從采后的情況看，大塊較普通連續(xù)裝藥方法減少很多。上部不再出現(xiàn)未被震動破碎的大塊，塊度比較均勻。層間距達(dá)1m的巖層用普通方法極易產(chǎn)生大塊，而采用此卻只有極少量的大塊產(chǎn)生。同時(shí)電鏟的故障率降低，電鏟裝車時(shí)間可縮短3-4min/列，提高了電鏟效率。

　�。�3）降低了炸藥單耗。由于改變了裝藥結(jié)構(gòu)，提高了藥柱高度，使能量得到了有效、合理的利用，從而使得單耗降低15.62%.

　�。�4）工藝簡單，操作方便，便于推廣使用。因?yàn)橹辉谘b藥結(jié)構(gòu)上做了改變，因此，按《露天礦爆破作業(yè)規(guī)程》的規(guī)定作業(yè)即可。間隔桿投放方便，同時(shí)，本方法是在生產(chǎn)的同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)的，工人已經(jīng)熟練的掌握，便于大面積推廣使用。

　　4、經(jīng)濟(jì)效益分析及存在的問題

　　雖然試驗(yàn)的次數(shù)和孔數(shù)較少，但已取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益；平均每孔可節(jié)紅爆破費(fèi)11.83元。

　　隨著開拓延深，由于巖性基本相似，此法應(yīng)用的范圍會越來越廣。在煤臺階上應(yīng)用，除具有上面的一些優(yōu)點(diǎn)之外，還可以提高煤的大塊率，減少粉煤含量，從而提高煤的售價(jià)，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　采用此法單就炸藥消耗一項(xiàng)就可取得明顯的直接經(jīng)濟(jì)效益。以80%的掌子面應(yīng)用此法計(jì)算。每月消耗炸藥平均為65.14t（1-9月份平均消耗），全年為781.68t.一年可節(jié)約炸藥97.66t，價(jià)值12.7萬元。新增加的材料費(fèi)卻只有2.3萬元。這是在目前年產(chǎn)量為47萬t的情況下所創(chuàng)造的價(jià)值，如果產(chǎn)量再大些，效益將非�？捎^。

　　該方法存在的問題是：雖然從實(shí)用的角度改善了爆破效果，提高了經(jīng)濟(jì)效益，但不一定是最佳的效果，最佳的空氣柱間隔長度還需要在實(shí)踐中進(jìn)一步探索、總結(jié)。