③采用气体间隔器进行中间间隔装药,底部装药高度6.2m,上部装药4m,中间间隔2.3m。这样可以降低炸药爆炸时产生的峰值压力,从而进一步降低爆破振动。
④合理布置采场工作线方向。爆破时,抵抗线的方向与工作线方向垂直或斜交。抵抗线方向产生的爆破振动最小,相反方向产生的振动最大,而两侧产生的振动居中。但由于抵抗线方向易产生飞石,不该直接对着保护对象。所以,布置工作线时,应使民宅处于工作线的端部,即爆区的侧面,以降低爆破振动对其产生的影响。 设计10:
总体方案:露天深孔台阶松动爆破。 (1)爆破方案
已知石灰石的松散系数Ks=1.5,年产量30万m3(实方); 每天爆破方量V天=30万m3/Ks/300d=1000m3/d;(实方)
每次爆破量满足5-10昼夜铲装要求,取7.5天,则一次爆破规模为V7.5=7500m3;
每次爆破岩石量Q次:设石灰石的密度为ρ岩=2.6t/m3,则有:Q次=V次×ρ岩=7500×2.6=19500t;年产量Q年=30万m3×ρ岩=78万t>50万t,属于中型矿山。
由于岩石是石灰石,f=8-10,属于中硬岩石,炸药单耗q=0.4-0.5kg/m3左右,根据爆破参数计算得炸药单耗q=0.46kg/m3。选取台阶高度H=10m,
每次爆破所需总药量Q总=qV次=0.46×7500=3450kg
每次爆破所需总孔数n总=V次/(a×b×H)=7500/(4.0×3.5×10)=54个; 每次爆破所需总延米数L总=n总×L=54×11=594m; 潜孔钻机所需数量N钻: N钻?次
=V天×
L班p(11-e)
式中 L班-每班需钻孔米数,m;L班=V天(/a×b×H)×L/2=1000/(4.0×3.5×10) ×11/2=39.3m;
p1-钻机台班效率,m/(台班);p1=30 m/(台班); e-废孔率,一般为3%-6%,取5%。 将数据代入上式,得N钻=1.38台,取2台。
根据矿山的规模,选用2m3的单斗挖掘机用于铲装,其生产效率可用下式计算:
V挖?V?n?Kc/Ks
式中,V挖——挖掘机生产率,m3/h;
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V——铲斗容积,m3,取值为2 m3;
n——挖掘机每小时循环次数,取值为160次;
Kc——铲斗充满系数,对于岩石取0.5-0.9,取值为0.7; Ks——松散系数,1.5。
将数据代入上式,计算得V挖=149 m3/h。
挖掘机的台班效率,按下式计算:
VB?V挖T?
V挖?挖掘机技术生产能力,m3/h; T?班工作时间,h,取值为8;
式中,VB?挖掘机台班实际生产能力,m3/(台·班);
??班工作时间利用系数,即铲装时间占班工作时间的比例,取值60%。
将数据代入上式得,Vb=715.2 m3/(台·班).
所需挖掘机的数量N挖=V天/2/ Vb=1000/2/715.2=0.7台,取1台。
选用自卸汽车进行运输,车箱的容积与铲斗的容积比选为5,得车箱的容积为5×2=10m3,所以,选用载重量为20t的汽车。自卸汽车的需求量可用下式计算:
N?Qyk2mNbQBk3 (1)
式中 N——自卸汽车需求台数,台;
Qy——露天矿年运输量,t/a,Qy=30万m3×2.6t/m3=78万t; QB——自卸汽车的台班生产能力,t/(台班); NB——每日工作班数,NB=2; m——矿山工作日总数,d;m=300d;
k2——自卸汽车不均衡系数,k2=1.1-1.15;取1.1; k3——自卸汽车的出车率;取0.75。 QB用下式计算:
QB?60qTk1? (2) t式在 q——自卸汽车载重量,t;20t;
T——自卸汽车的班工作时间,h;取8h; k1——自卸汽车的载重系数,取0.85;
η——自卸汽车的班工作时间利用系数,取0.75
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t——自卸汽车的运输周期,min;该值对汽车需求量影响很大,主要取决于装车时间,行驶时间,卸车时间,等待装车时间;行驶时间取决于运输距离和行车速度。假设运输距离为3km,汽车平均运行速度为30km/h,则t=15-20min,取t=18min。
将数据代入公式(1),计算得:QB=340t/(台班)。再将数据代入公式(1),计算得:N=5.6台,取N=6台。
(2)爆破参数 孔径:d=100mm;
超深:h=(10-12)d,取10d,得h=1m; 孔深:L=H+h=10+1=11m;
填塞长度:Lt=(20-30)d,取28d,得Lt=2.8m; 装药长度:Lc=L-Lt=11-2.8=8.2m
无水的条件下可以采用铵油炸药,装药密度ρ药=0.8/cm3,则每米长炮孔可装药7.85kg; 单孔装药量Q=7.85×Lc=7.85×8.2=64.37kg; 排距b=w=(25-45)d,取35d,则b=3.5m; 采用三角形布置炮孔,a=m×b=1.15×3.5=4.0m; 单位炸药消耗量q=Q/(a×b×H)=0.46kg/m3; (3)起爆网路设计
每个爆区包括54个炮孔,分3排,每排18个炮孔,采用孔内、外毫秒微差斜线起爆(大孔距、小抵抗线),起爆网路如下图所示。
采用高精度导爆管雷管起爆。孔内采用400ms延期的导爆管雷管。孔外相邻孔之间统一使用25ms延期雷管连接,连接方法如上图所示。图中每个孔口位置的数字表示地表延期到该孔时所用的时间,单位为ms。
(4)飞石安全距离
按照《爆破安全规程》的规定,露天深孔爆破时,个别飞散物对人员的最小安全距离为200m。露天爆破个别飞石安全距离可以参考硐室爆破个别飞石的安全距离计算公式:
RF=20KFn2W
式中 KF——安全系数,一般取1.0-1.5;取KF=1.25;
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n——爆破作用指数;该露天爆破是松动爆破,n值应小于1,但由于起爆时采用的是宽孔距、小抵抗线方式,所以n值应适当增大,取n=1; W——最小抵抗线,m;W=3.5m。
将数据代入公式,计算得:RF=87.5m<200m。所以安全警戒距离可确定为200m,飞石不会超出该范围。
(5)爆破振动影响分析
从起爆网路图可以看出,最大同段孔数有3个,最大同段药量为Qmax=64.37×3=193kg。考虑石灰石矿岩性属于中等硬度,所以爆破振动公式中的k和α取值分别为200和1.65,警戒线位置距爆区的距离为R=200m,代入公式V?K(3Qmax?),计算得V=0.577cm/s。计R算结果表明,在警戒范围以外任何位置所产生的爆破振动都小于0.6cm/s,而安全规程规定一般民宅最小的允许振动速度也在1.0cm/s,所以该矿山的爆破不会对周围的民宅及其他建(构)筑物产生破坏性影响,距离稍远时,甚至都感觉不到爆破振动。
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