[发明专利]一种不耦合装药结构、方法、应用及爆破方法

说明书

本发明提供了一种不耦合装药结构、方法、应用及爆破方法,所述不耦合装药方法包括装药准备阶段：准备炸药药卷和安置装置；不耦合装药阶段：通过间隔罗德参数及间隔尺度参数对装药结构中的间隔位置及长度进行限定；其中，对于间隔罗德参数：当台阶爆破间隔装药时，间隔罗德参数用于对抵抗线和/或孔深及间隔中心位置进行限定；当隧道爆破间隔装药时，间隔罗德参数用于孔深及间隔中心位置进行限定；对于间隔尺度参数：用于对间隔率和/或间隔长度进行限定。本发明通过提出间隔罗德参数及间隔尺度参数，精确描述露天矿台阶爆破间隔装药结构间隔位置及长度，指导爆破设计与施工。

技术领域

本发明涉及岩体爆破技术领域，尤其涉及一种不耦合装药结构、方法、应用及爆破方法。

背景技术

十九世纪四十年代苏联的Melnikov和Marchenkov首先提出了一种新的特种爆破技术——空气间隔装药爆破技术，这项技术通过在炮孔中采用空气间隔装药的方式来控制炮孔近区岩体的过度粉碎，从而提高炸药能量的利用率。大量的研究及工程实践表明：使用空气间隔装药技术可以得到更为均匀的爆破块石，可以减少单位体积耗药量，据实际应用测算，与常规装药方式相比可以节省10％～30％的开挖成本，同时还可节省10％～30％的爆破碎渣装运成本。

经Melniokov等人的室内、外实验和大量的工程实践发现：当取空气层为炮孔体积的11～35％时，可取得到与耦合装药相近的爆破效果；同时他们推论空气层居中时爆破效果比空气层置于孔底或孔顶的装药效果要好。

1950年以后，我国开始采用空气间隔装药在矿山开采中的应用。1956年4月新疆可可托海矿务局研制成功微差起爆器，具备了分段间隔装药技术突破。同时，分段间隔装药结构在地下矿山的深孔爆破掘进天井以及在地下采场等方面，开始得到应用。张晶瑶使用深孔底部空气垫层装药结构首次在平庄矿务局西露天煤矿岩石台阶进行爆破试并取得爆破块度均匀，不留根底，爆堆规整，经济效益显著的效果。刘鹏程在铜录山矿的大孔径深孔采矿中使用了空气间隔装药技术，并试验得出了空气间隔长度存在一个最佳范围。张国建应用底部间隔装药爆破技术提高了石灰石矿块矿率，爆破采用铵油和钱松腊炸药，应用非电塑料导爆管起爆系统实现微差爆破，炮孔排数l～3排，空气间隔率20％～25％。吴敏等在露天开采的台阶爆破中进行了空气间隔装药结构的应用研究，经过几十个孔的爆破试验，探索了适合于煤矿层的空气层装药比例，提高了爆破效果，降低了炸药单耗，获得了显著的经济效益。陆守香、林玉印研究了间隔聚能装药爆破技术及其在煤矿开采中的应用。王禹等在露天矿也采用了空气间隔装药结构，得到了块度更为均质的矿石，有利于机械一次装卸运输，取得明显的经济效益。

李继一在土城子矿开采中应用空气间隔装药结构,中间炮孔分层装药量25～35kg，空气间隔长度1.2m，崩矿高度10～15m。刘小均在三峡工程下岸溪料场露天开挖和清江水布垭坝肩开挖中均使用料空气间隔装药技术，取得了很好的开挖效果和经济效益。傅国龙在本钢矿业公司南芬露天铁矿采用充气式空气间隔器在露天矿深孔爆破中的应用得出结论：一般间隔长度为连续柱状装药的11％～35％，以20％～30％为宜。刘振东在本钢南芬露天铁矿中深孔干孔中进行底部和中间两种空气间隔装药，取得较好的技术经济效果。毛晖在铜山口露天矿台阶爆破采用了空气间隔装药技术。朱红兵等在工程和实验室中均对空气间隔装药结构进行了研究，孔底装药60％～70％，同时进行孔间与孔内复合微差爆破，效果较好。李顺波通过理论和现场试验分析顶部空气间隔对岩石破碎块度的影响,现场试验表明,空气间隔比例10％时平均块度和无空气间隔的平均块度接近,空气间隔比例25％时产生最大平均块度。得到的合理空气间隔比例为10％～15％。不同学者对间隔装药技术的研究和应用见表1。

表1不同学者对间隔装药技术的研究和应用