300 m2烧结机混合料矿槽内壁黏结料清除爆破

马国强

(安徽江南爆破工程有限公司)



300m2烧结机混合料矿槽内壁黏结料清除爆破

马国强

(安徽江南爆破工程有限公司)

马钢第二炼铁总厂1#300m2烧结机主要为1#2 500m3高炉提供烧结矿。多年来，烧结机的关键设备之一混合料矿槽在生产过程中，内壁时常出现不同程度的黏结料，既影响了生产效率，又影响了设备的安全运行，人工或机械清理时间长，无法满足检修工期要求，并存在诸多安全隐患。经反复论证，采用爆破法清除，对爆破技术方案、爆破参数进行了详细分析，并对爆破施工方案进行了讨论，实践效果显著，可供类似工程借鉴。

烧结机混合料矿槽黏结料清除爆破爆破参数爆破施工方案

马钢第二炼铁总厂1#烧结机面积300m2，设计年产量300万t，是该厂1#2 500m3大高炉的配套工程，对应的是“一机一炉”的生产方式。烧结机的主要功能是将铁精矿粉、焦炭粉等原料按一定的配比混匀，经烧结形成有足够强度和粒度的烧结矿，作为高炉炼铁的熟料。该机自投产以来，生产水平逐年提高，但其关键设备之一的混合料矿槽内壁黏料问题严重，采用人工或机械方法清理一次的时间长达6～7h，无法满足检修工期要求，并多次发生塌料伤人、埋人事故。为此，该厂从1997年开始，经反复论证，决定采用爆破法清除黏结料。爆破对象是来自1#～15#配料矿仓的铁精矿粉、石灰石、白云石粉、焦炭粉、无烟煤、生石灰等原料混合后，长期附着于混合料矿槽内壁上形成的胶结物，简称黏结料。黏结料主要附着于矿槽南北两侧(矿槽的两个短边)，北侧最大黏结厚度约1.2m，南侧约0.8m。黏结料表层松软，但无较大外力作用时无法自行滑落，黏结料里层与矿槽内壁结合紧密，不易分离，具有一定的强度和硬度，韧性和黏性较大，水分含量较大，钎击可使其局部松散、破碎，但无法使其大面积脱落。混合料矿槽本体由20mm厚的钢板焊接而成，上口尺寸6.42m×2.4m，下口尺寸4.17m×0.455m，高7.436m。整个矿槽及其附属设施可承受的垂直振动速度不小于5cm/s。混合料矿槽位于烧结主厂房内，其上方为梭式布料器，布料器对面为操作室(距矿槽仅约3m)，矿槽底部为混合料输送系统。另外，爆破点四周的人员、仪表及称量仪器较多，环境复杂。

1　爆破技术方案

1.1总体方案

(1)对松软、受力即可滑落、且无法钻孔的黏结料，采用悬空吊炮爆破方案，主要利用炸药爆炸产生的空气冲击波清理黏结料。

(2)对附着力较强，且具有一定强度与硬度的黏结料，采用浅眼松动爆破方案。

(3)对钻孔爆破后局部不脱落的黏结料，采用滑竿炮爆破方案，主要利用炸药爆炸产生的振动效应清理黏结料。

1.2爆破参数选择

1.2.1悬空吊炮爆破

悬空吊炮采用单药包作业，具体爆破施工参数根据现场实际情况临时确定，但须遵循的原则为：①药包摆放位置，炸药摆放于黏结物下部1/3处；②距黏结物距离，当黏结物均匀附着时，药包居中；当黏结物不均匀附着时，药包靠黏结物较厚一侧，并保持一定的水平距离；③悬空吊炮单药包药量，每次爆破药量小于0.75kg[1-5]。

1.2.2钻孔爆破

①最小抵抗线(W)，一般取黏结料厚度的2/3；②孔距，a=(1.5～2.0)W；③排距，b=(0.8～1.0)a；④孔深，L=B-h(B为黏结厚度，m；h为孔底至矿槽内壁的距离，作用是保护设备本体安全，取10cm)；⑤单孔药量，Q=KL(K为装药系数，取3～6；L为炮孔深度，cm)，一般来讲，钻孔爆破单孔药量可按表1选取。

表1　炮孔装药经验参数

1.2.3滑竿炮爆破

滑竿炮采用单药包作业，具体爆破施工参数根据现场实际情况临时确定，但须遵循的原则为：①药包摆放位置，当黏结料厚度及面积均较大时，药包摆放于黏结料上部；反之，将药包摆放于黏结料下部1/3薄弱环节处；②单药包药量，根据黏结料的厚度，每次爆破药量按黏结物厚度每10cm一支药卷的0.7～0.8倍计取装药量，但最大不超过1.2kg。

2　爆破施工方案

对设备黏结料的爆破清除过程即在确保设备本体安全的情况下，利用炸药爆炸的能量及爆炸产生的振动、空气冲击波，使黏结料在应力波与拉伸波的作用下与设备内壁分离，利用自重脱落，再自行破碎的过程。为保证厂房、周围人员、设施与烧结机控制系统的安全，还须将爆破有害效应控制在设备本体内。因此，须采用控制爆破技术的微分原理(多打眼、少装药)及防护原理进行施工。由于每次检修爆破时黏结料的性质、形态各异，故本研究的爆破施工流程为现场准备→悬空吊炮爆破→钻孔爆破→滑竿炮爆破。

2.1准备工作

(1)施工前，清理现场，加强照明，涉及施工地点的各种电器开关应挂牌并由专人看管，经检查确认安全后方可作业。

(2)用φ32mm钢管制作可随意连接拆卸的滑竿，用于滑竿炮爆破。滑竿最后一节端部要求制成锥状，并焊接一个可穿硬铁丝的圆环，用于上下提拉滑竿，以便将其摆放于正确位置。

(3)制作用以固定滑轮的简易支架，并安装于混合料矿槽上口的合适位置(以不影响布料器工作为原则)，以备后续施工人员通过滑轮系好安全绳带进入矿槽，清理黏结料表层的松动浮料，并安装钻孔及装药用施工爬梯。

(4)启动混合料矿槽的放料装置，降低料面高度，每次降料面高度不超过3m(一次爆破循环的高度)，第二次根据第一次爆破效果确定降料面高度，以此类推，最后一次矿槽底部混合料不宜一次全部排空(至少留有厚1m的料层)，以防炸落的黏结料砸坏矿槽底部的放料装置。

2.2悬空吊炮

对强度较差、有松散现象的黏结料，首先利用绳索或铁丝等将制作的药包悬空吊送至黏结料的中下部，并保持一定的水平距离，然后起爆。利用空气冲击波将松散的黏结料震落(炮震法)，从而达到清除效果。进行悬空吊炮施工时，如采用铁丝悬吊，应防止铁丝与矿槽内碘钨灯等照明设施相接触，产生熔断脱落，引发事故。

2.3钻孔爆破

2.3.1布孔及钻孔

(1)布孔。根据设计的孔网参数，采用梅花形布孔方式，具体炮孔布置见图1。

图1　炮孔布置

(2)钻孔。利用改装电锤，自上而下钻凿倾角为0°～45°、直径为36～42mm的钻孔。

2.3.2装药及填塞

(1)装药。钻孔深度小于50cm时，采用连续密实装药结构；反之，采用分层(两层)密实装药结构，分层药量比例为40%(顶层)、60%(底层)。

(2)填塞。为防止冲孔及保证爆破效果，采用炮泥(黄泥、沙、水按比例混合制成)填塞。

2.3.3起爆网路

采用普通塑料导爆管起爆系统，网路连接方式为簇联-并联，排间毫秒微差爆破。段别顺序为上部低段，下部装高段，同段雷管仅起爆一排(最多5个炮孔)；雷管约10发为一簇联，每一簇联用双发雷管作起爆源，直至最后汇成一束，用起爆枪起爆。

2.4滑竿炮

首先将制作的滑竿按需要的长度进行连接，用硬铁丝勾住其端部，按图2的方式放至需爆破部位；然后将制作的药包顺竿滑下并起爆。进行滑竿炮施工时，药包应加工完好，防止滑落途中脱落。

图2　滑竿炮爆破示意

3　爆破安全措施

(1)在施工过程中，料仓上口附近应有专人值守，注意观察现场周围浮料、黏结料变化情况，一旦发现异常，相关人员应立即撤出，暂停施工。

(2)凿岩设备等较重工具，须用滑轮上下提升，禁止向仓内投掷物料。

(3)无论是钻孔还是装药作业，须严格遵守自上而下的施工工艺，并设专人监护。

(4)严禁施工人员直接站于混合料面上作业，避免料面突然下陷，发生埋人事故。

4　爆破效果

从1997年开始至今，马钢第二炼铁总厂一直采用爆破方法清理烧结机生产线上的配料矿仓、混合料矿槽、一次混合机、二次混合机中的黏结料，取得了较理想的效果。有效解决了普通人工、机械清理所存在的问题，既保证了工期，又杜绝了安全隐患。多年实践表明，爆破法是清理烧结机设备内黏结料的一种行之有效的方法。

5　讨　论

(1)黏结料水分含量较大，爆破后易松散，无碎块飞散现象，同时爆破产生的其他有害效应也可控制在混合料矿槽内。

(2)因爆后厂房内炮烟及粉尘排放耗时较多，因此，在条件许可的情况下，应提前安排爆破作业，尽可能减少与其他检修作业的同步交叉，从而实现安全爆破。

(3)钻孔深度超过50cm时，须分层装药，否则，即使钻孔较深、药量大，也仅能在贴近混合料矿槽内壁部位炸出个空洞，而外层的黏结料则丝毫不动，并造成拒爆的假象。

(4)黏结料的性质不同于岩石或素混凝土，易垮塌，因此，须分层分次进行爆破，每次爆破高度不宜超过3m，避免塌料伤人、埋人事故的发生。

[1]于亚伦.工程爆破理论与技术[M].北京：冶金工业出版社，2004．

[2]刘清荣.控制爆破[M].武汉：武汉工业大学出版社，1986．

[3]许景利.马钢300m2烧结机工程设计特点[J].烧结球团，1991(1)：41-44．

[4]程振先.马钢300m2烧结机的特点及投产情况[J].烧结球团，1994(6)：52-55．

[5]贾飙.马钢300m2烧结机配料控制系统的完善[J].烧结球团，2000(6)：34-37．

2016-05-26)

马国强(1965—)，男，工程师，242300 安徽省宁国市山门中路北段汇丰花苑8幢3楼。