卷状炸药吊装方法研究与应用

刘 超，尹贤刚，王茂玲，陈颖锋

(长沙矿山研究院有限责任公司，湖南长沙 410012)

卷状炸药吊装方法研究与应用

刘 超，尹贤刚，王茂玲，陈颖锋

(长沙矿山研究院有限责任公司，湖南长沙 410012)

目前，在机械化装药方式短时间内无法全面普及的情况下，国内的中小型爆破工程中采用人工装填炸药的施工方法仍然十分常见。因此不断地改进、优化人工装药方法具有很强的现实意义。使用吊装工具将卷状炸药缓慢吊入炮孔的装药方法，能有效控制装药密度、确保装药质量、优化爆破效果，可以极大地改善含水深孔和破碎炮孔的装药效果。该方法在郴州柿竹园矿等工程实践中取得了很好的爆破效果，有效地提高了装药效率，降低了炸药单耗，节约了成本。

炸药吊装；装药密度；装药质量；深孔积水；孔壁破碎

近年来，现场混装乳化炸药车、自动化装药车等设备在有条件的大型露天矿山得到了越来越广泛地应用，矿山炸药装药机械化程度不断提高。但是就整体而言，在大多数中小型爆破工程中，炸药的机械化装药程度还比较低，特别是在地下矿山，装药作业仍以人工或简易装药器装填为主。因此，在机械化装药方式短时间内无法全面普及的情况下，积极地优化人工装药方法以增加安全系数、提高装药效率、降低爆破成本和改善爆破效果，具有一定实际意义[1]。

1 炸药吊装方法及优点

目前，在没有机械化装药设备的作业现场经常使用的是卷装炸药。采用直接投掷的装药方法时，药卷以类似自由落体的运动方式到达孔底并和炮孔底部发生碰撞，药卷会发生轴向压缩变形、长度减小、直径膨胀至填满炮孔。这样就会导致装药密度比较大，炸药相对集中于炮孔中下部，炮孔中上部药量不足而容易产生大量大块。

采用吊装装药方法时，由于炸药被吊绳缓缓吊下，药卷基本不会压缩变形，可以很好地控制装药密度，减少堵塞长度，降低炮孔顶部的大块率[2]；其次，可以减少分层装药方式的使用，降低装药过程的组织难度；炸药吊装方法还能提高安全系数，降低爆破成本，改善技术经济指标[3-4]。

2 炸药吊装方法应用方向

2.1 含水深孔装药

深孔积水是爆破施工作业过程中经常遇到的一个问题，施工过程中对于含水炮孔一般使用卷装乳化炸药，圆柱状的乳化炸药和炮孔壁的间隙较小，直接装药时在下落过程中和孔内积水发生碰撞，炮孔内的水体对炸药的反作用力很可能会使药卷下部发生变形膨大而卡在孔内，使炸药无法到达孔底[5]。由此产生炮孔底部装药密度低、装药不连续等问题，会极大地影响爆破效果，容易造成大块率高、根底增多等问题[6]。

为了避免上述问题，含水炮孔装药时一般可采用压气排水装置进行排水、炮孔排水车进行排水和非铁质工具压药的方法。但前两种方法在面对孔壁节理裂隙特别发育或涌水量较大的情况时效果都不太理想。处理孔壁结构较差的水孔时，使用高压吹气排水时容易引起炮孔坍塌而导致堵孔、废孔，给后期处理工作带来很大的困难。炮孔排水车这种方法对地表汇水炮孔很有效，但是对涌水量较大的地下水充水炮孔效果不佳。使用长竹竿等非铁质工具来压药的效果也不近人意，特别是如果药卷被本来就已经变形的孔壁卡住，使用炮杆强行压药可能使药卷包装破损，部分炸药粘粘在孔壁上，给后续装药带来很大的困难[7]。

炸药吊装方法用于含水炮孔装药可以取得很好的爆破效果。药卷被吊着缓慢下降的过程中不会和孔底积水发生剧烈碰撞，大大减少了药卷变形卡在孔内无法到达炮孔底部的情况，在吊装炸药的过程中由于操作的原因造成的废孔率几乎为零。同时，也可以很好地控制大块率和底部根底问题，在安全性和经济性上都获得了很好的效果。与文献[8]介

绍的新型炸药吊装器(见图1)比较，本文所介绍的炸药吊装方法具有工具制作更简单、施工操作更方便、综合费用更低廉等优点。

图1 某新型炸药吊装器

2.2 破碎孔装药

在炮孔孔壁有轻微破损、位移的情况下，炸药吊装方法也能发挥很大的作用。由于是将药卷吊在绳子上缓缓往下降，一旦发现药卷无法继续下降时可以先将药卷吊上来。查明情况后，或是略微改变药卷的形状和位置后重新吊装炸药，或是将孔壁修复之后再进行装药。这样就避免了直接于孔口处丢掷药卷，药卷一旦在孔内卡死就难于处理的情况。而且由于药卷在吊装完成后没有发生变形，药卷和孔壁之间会留有间隙，实现了径向不耦合装药的爆破效果[9-10]。

在孔深超过20 m时，为了保证装药过程的可靠性，避免由于铁钩提前刺破药卷包装膜导致药卷坠落，可以使用铁环配合自脱钩式偏心钩炸药吊装绳。将铁环用尼龙扎带绑在药卷的一端，铁钩钩住铁环将药卷掉入炮孔，铁钩带钩的一端较轻，待药卷到达孔底，钩子不再受力时铁钩会自动翻转脱钩，便于回收。

3 工程实例

3.1 柿竹园矿

郴州市柿竹园矿柴山工区(64线～76线)钼铋钨多金属矿床为矽卡岩型矿床，主要矿体4个。矿体赋存于花岗岩与灰岩接触带中，埋藏标高300～590 m间，地表20～200 m以下。矿石比重3.25 t/m3，花岗岩与矽卡岩2.9 t/m3，f系数10～12，松散系数1.63。顶板围岩为矽卡岩化大理岩，底板为花岗岩或矽卡岩化大理岩。采矿主要在灰岩受热液蚀变形成的矽卡岩、大理岩中，矿岩稳定。

在柿竹园矿柴山工区的拉底、拉槽、大孔爆破施工过程中广泛采用了炸药吊装装药方法，取得了良好的爆破效果。炸药单耗控制在0.35 kg/t左右，与类似的矿山项目相比，实现了比较理想的技术经济指标。在该矿450 m中段某次拉槽全孔爆破施工过程中，进行了直接装药和吊装装药两种装药方式的对比试验。本次爆破用药包规格 Φ135 mm×450 mm，质量6 kg/卷。采用不连续耦合装药结构，孔底用炮孔堵头堵塞后，装大约1.5 m高的砂后，再装药约1.5 m。之后采用间隔装药的方式，每层装5～7个药卷，装药长度约1.8 m，间隔段用竹筒充填，孔口堵塞长2.0～2.5 m。其中1～10号炮孔采取直接装药的方式，11～19号炮孔采取吊装装药，吊装装药的炮孔的延米装药密度为19.1 kg/m，直接装药的炮孔的延米装药密度为25.1 kg/m，详细的装药结果统计见表1。

表1 135 mm炸药两种装药方式延米装药量

试验结果表明，采用吊装装药的方式配合轴向不耦合装药能够十分有效地控制装药密度，对控制成本起到了很大的作用。轴向的不耦合装药有助于减小爆破形成的粉碎区，提高爆破矿块的均匀度，降低了炮孔顶部的大块率，取得了很好的爆破效果。在实现较好的技术经济指标的同时，为后续的破碎、铲运、出矿工作提供了便利。施工现场人工装药操作如图2、图3所示。

3.2 莆田某基坑开挖工程

福建莆田火车站安置区基坑开挖工程某次爆破试验中，孔深12 m、孔径115 mm、药卷直径90 mm，具体装药统计见表2，其中1～6号炮孔采取直接装药的方式，7～12号炮孔采取吊装装药方法。直接投掷药卷的装药密度约为10.5 kg/m，而吊装炸药时的

装药密度约为6.8 kg/m。

图2 自脱钩式偏心钩

图3 吊装装药

表2 90 mm炸药两种装药方式延米装药量

在孔距4.0～4.5 m，排距3～3.5 m，设计炸药单耗为0.36～0.39 kg/m3的情况下，吊装炸药的方法可以在连续装药的情况下很好地满足设计要求，而如果采用直接装药的话，必须采用分层装药的形式。因此使用吊装装药可以减少导爆索的使用，大大减少了因使用导爆索而产生的拒爆，提高了炸药的利用率。同时，炸药更加均匀地分布在炮孔中，使得爆破的岩石块度更加均匀，很大程度上改善了爆破效果。

4 结 语

吊装装药方法一方面可以很好地优化装药结构、减少堵塞长度，降低炮孔顶部的大块率、避免爆破后孔底岩石过于破碎的情况；另一方面，使用吊装炸药的方法可以降低炸药单耗、控制总装药量，优化技术经济指标。使用炸药吊装绳进行装药不仅可以很好地解决水孔装药难的问题，在孔壁有轻微破损的情况下也可以获得很好的装药效果，极大地改善爆破效果。这种方法操作简单方便，可以实现单人装药，在没有实现机械化装药的情况下是一种很好的装药方式。

[1] 王明钊，臧怀壮，等.地下装药车智能化发展概况[J].采矿技术，2016，16(1)：70-72.

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[5] 支成江，崔雪姣，马广举.水对混装乳化炸药爆炸性能影响的试验研究[J].采矿技术，2015，15(6)98-99.

[6] 郭进平，聂兴信.新编爆破工程实用技术大全[M].北京：光明日报出版社，2002.

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[9] 谭元军，陈继府.空气间隔径向不耦合装药条件下柱状药包的破岩机理研究[J].爆破，2011，28(1)：58-60.

[10] 谢 鹰，赵金三，江新建.深孔爆破空气间隔装药的研究[J].采矿技术，2001，1(1)：37-38，58.

2016-08-18)

刘 超(1992-)，男，陕西汉中人，硕士研究生，主要从事采矿工艺及爆破技术方面的研究工作，Email：liuchao_ cimr＠163.com。