乳化炸药在露天煤矿爆破作业中的效果与可行性研究.pdf

2023 年 02 月 第 03 期 辽宁青年综合论坛 230乳化炸药在露天煤矿爆破作业中的效果与可行性研究樊佳佳 国能准能集团炸药厂 内蒙古 鄂尔多斯 010300 摘要：本研究旨在评估乳化炸药在露天煤矿爆破作业中的效果和可行性。通过实地调研和实验分析得出乳化炸药在露天煤矿爆破作业中具有较好的爆破效果和安全性。它能够提高爆破效率，改善岩石破碎程度，并减少对周围环境和结构物的影响。然而，乳化炸药在露天煤矿爆破作业中的应用仍面临一些挑战，需要进一步研究和实践验证，以优化配方和参数，提高可行性和应用效果。关键词：乳化炸药；露天煤矿爆破作业；可行性研究露天煤矿开采是煤炭行业的重要环节，爆破作业是煤矿开采中常用的岩石破碎方法之一。传统炸药在露天煤矿爆破作业中存在一些问题，如爆炸能量释放不均匀、安全性较低等。因此，寻找一种安全性能更好、破碎效果更佳的爆破材料对露天煤矿爆破作业具有重要意义。乳化炸药由水、燃料油和乳化剂等组成，具有较高的稳定性和可调性，因此在矿山爆破领域有很大的应用潜力。本研究旨在评估乳化炸药在露天煤矿爆破作业中的效果和可行性，为优化爆破方案和提高矿石开采效率提供参考。1乳化炸药在露天煤矿爆破作业中的应用现状1.1传统爆破技术的局限性和问题传统炸药在露天煤矿爆破作业中存在一些限制和问题，例如爆破震动和冲击波的控制不够准确，易导致岩石断裂程度不均匀，造成能量浪费和效果不佳。再加之传统炸药的能量释放速度快且不可调节，难以满足不同爆破场景的需求，如需求不同震荡和碎裂效果的场景。不仅如此，传统炸药的变压灵敏性较高，对工作环境要求严格，容易引发事故和安全隐患。以上问题限制了传统爆破技术在露天煤矿爆破作业中的应用效果和安全性。因此，开发和应用新的爆破技术和材料，如乳化炸药，具有重要的意义和潜力。乳化炸药具有调控能力强、能量释放均匀、安全性较高、储存和运输便利等特点，因此在露天煤矿爆破作业中逐渐得到应用。1.2乳化炸药在露天煤矿爆破作业中的应用情况乳化炸药是一种将炸药粉末与水相持续混合而成的炸药。它具有下能量释放均匀，爆速适中，具有较高的爆轰速度和性能稳定性等特点。因此，乳化炸药在露天煤矿爆破作业中逐渐得到广泛应用。在露天煤矿爆破作业中，乳化炸药主要应用于以下方面。一是巨型爆破。乳化炸药能够在预定的时间内同时释放较大的能量，在巨型爆破中能够实现较好的爆破效果。二是岩石控制。乳化炸药能够减少爆破震动和冲击波对周围岩石的作用，使断裂蔓延得更加均匀，减少岩石的倾斜和裂缝，提高采空区稳定性。三是煤层开拓。乳化炸药能够产生较大的爆破压力，使煤层产生适当的断裂，并提高煤体的碎裂度，从而便于开拓。随着乳化炸药技术的不断发展，其在露天煤矿爆破作业中的应用将进一步扩大。未来的研究和实践工作将进一步探索和优化乳化炸药配方、爆破参数设计等方面，以提高爆破效果和安全性，并实现对采煤工艺的进一步优化和提升。2露天煤矿爆破技术2.1爆破作业的流程和相关参数爆破作业的流程如下。（1）方案设计：根据具体爆破场地的要求和煤层特点，设计合适的爆破方案。方案设计应包括爆破器材的选择、孔位布置、装药方案等。（2）孔位布置：根据煤层的结构和爆破要求，合理布置爆破孔位。孔位布置要考虑到孔间距、孔深、孔径等参数。（3）装药：将适量的炸药装填进孔内，确保装药牢固，以提高爆破效果。装药时需要控制爆破药量、装药密度等参数，以确保安全和效果。（4）起爆：用引爆器通过导线连接进行起爆，确保所有爆破孔同时起爆，实现爆破效果的一致性和协调性。辽宁青年 2023 年 02 月 第 03 期 综合论坛231（5）爆破释放能量：炸药爆炸后释放能量，产生巨大的爆破压力和冲击波，达到破碎煤岩的目的。2.2爆破参数优化和设计方法露天煤矿爆破技术的爆破参数优化和设计方法通常涉及以下几个方面。一是爆破药量的确定。爆破药量是指装填到爆破孔中的炸药量。它的选择应综合考虑煤层的性质、爆破效果要求、标准爆破参数等因素。一般来说，煤层越坚硬和厚度越大，爆破药量需要相应增加。对于不同爆破孔位，也可根据煤层状态和爆破效果要求适当调整药量。二是装药密度的控制。装药密度是指炸药在爆破孔内的填充量，通常以克/立方厘米表示。合理的装药密度能够保证炸药的爆炸效果和能量释放均匀性。装药密度的选择应根据煤层的物理性质、孔径和孔深等因素进行合理调整，以达到最佳爆破效果。三是炸药雷管的配置。合理的炸药雷管配置对于爆破效果的控制十分重要。根据爆破孔位的布置和煤岩的特性，选择合适的雷管类型和数量，并根据设计要求进行正确的接线和实施。炸药雷管的配置应考虑到孔距、孔深、爆炸波传播速度等因素，以确保爆破孔的同时起爆和能量释放的一致性。四是爆破参数的实时监控与调整。在爆破作业过程中，应采用合适的监测和控制手段实时监控各项爆破参数，并根据实际情况进行及时调整。常用的监测手段包括振动监测、声音监测、压力监测等，可通过监测数据分析和评估爆破效果，并做出相应的调整。由于每个矿山的情况不同，爆破参数的优化和设计具体策略可能会有所不同。因此，应根据实际情况和专业知识进行合理的参数设计，确保爆破作业的效果和安全。3乳化炸药的特点和应用3.1乳化炸药的组成和特性乳化炸药是一种将液体炸药与水相混合形成的炸药，具有以下主要组成部分和特性。一是液体炸药相。液体炸药相通常由爆炸性物质、氧化剂和稳定剂等组成。常见的爆炸性物质包括硝酸甘油、硝酸丙三醇和硝酸甘氨酯等，而氧化剂则可以是硝酸铵或过硝酸铵等。二是分散相。水是乳化炸药中的分散相，与液体炸药相持续混合形成均匀的乳状混合物。水的存在有助于调控爆炸速度和能量释放，并提高炸药的稳定性。三是乳化剂。乳化剂是乳化炸药中的关键组分，能够使液体炸药相和水相细密分散并形成乳状混合物。常见的乳化剂包括各种表面活性剂，如硝酸甘油乳化剂和二甲基甲苯磺酸钠等。乳化炸药的特性如下。乳化炸药的炸速比传统炸药要适中，不易引发意外爆炸，具有较高的安全性。其能量释放均匀，不易产生过大的爆炸压力；乳化炸药相对于传统炸药来说，其稳定性更好、耐久性更高，尤其在储存和运输过程中，能够减少振动和外界环境变化对炸药的影响；乳化炸药的配方和组成可以根据具体需要进行调整，以适应不同的爆破要求。可以通过控制炸药成分和乳化剂的比例，来调整爆破速度、压力和产能等参数。总的来说，乳化炸药相对于传统炸药具有更好的安全性、稳定性和可调性，广泛应用于各个领域的爆破工程中。3.2乳化炸药的优势及潜在应用领域乳化炸药相对于传统炸药具有较高的安全性。由于其炸速适中和能量释放均匀，可以减少不稳定性和意外爆炸的风险；乳化炸药在储存和运输过程中具有较好的稳定性。相对于传统炸药，乳化炸药更耐久，不易因振动或外界环境变化而失效；乳化炸药可以根据具体需求进行配方和组成的调整，以适应各种不同的爆破需求。通过控制炸药成分和乳化剂的比例，可以调整爆破速度、压力和产能等参数。不仅如此，乳化炸药被广泛应用于露天和地下矿山爆破、建筑拆除、隧道工程以及岩石控制等领域。其稳定性和可调性使其成为处理不同类型岩石和形成的更加适应性强的炸药。乳化炸药潜在的应用领域包括但不限于以下领域。一是隧道工程。由于乳化炸药具有可控性和稳定性，适用于隧道工程中的爆破作业。它可以确保爆破效果的一致性，减少对周围环境和结构物的影响。二是军事应用。乳化炸药也被广泛应用于军事领域，用于军事工程掩护、隐蔽摧毁和目标破坏等。总的来说，乳化炸药在爆破领域具有一系列的优势和潜在应用领域。随着技术的不断发展，乳化炸药将进一步得到改进和应用，以满足不断变化的爆破需求。4乳化炸药在露天煤矿爆破作业中的效果评估4.1爆破效果参数的测量与分析在露天煤矿爆破作业中，评估乳化炸药的爆破效果通常需要测量和分析一系列爆破效果参数。以下是常见的爆破效果参数的测量与分析方法。第一，振动参数。通过地震仪等振动监测设备，测量并记录爆破2023 年 02 月 第 03 期 辽宁青年综合论坛 232产生的振动参数，如峰值振动速度和颗粒速度振幅等。这些参数可以反映爆破作业对周围岩石和结构物的振动影响。第二，声音参数。使用声级计等设备来测量爆破产生的声级，以评估爆破作业对环境噪音的影响。第三，岩屑飞溅和飞石量。在爆破现场进行现场观察和测量，记录岩屑飞溅和飞石量，评估爆破效果。第四，破碎程度评估。通过在爆破区域进行采样和岩石碎片分析，评估爆破作业对岩石的破碎程度。除了以上参数，还可以基于现场观察和实地调查，对爆破效果进行定性和定量的评估。这些评估结果可以与设计目标进行对比和分析，从而评估乳化炸药的爆破效果。4.2爆破振动和冲击的评估与控制爆破振动和冲击是在爆破作业中常见的问题，对周围环境和结构物可能造成负面影响。因此，评估和控制爆破振动和冲击是至关重要的。首先，可以使用地震仪或振动监测设备来实时监测爆破振动参数，如振动速度、加速度和颗粒速度等。通过监测数据，可以了解爆破产生的振动水平和传播特性。其次，根据相关的振动限制标准或相关规定，对爆破振动进行评估和判断。这些标准通常包含了最大允许振动限值，以确保对周围环境和结构物的影响在可接受范围内。最后，利用计算机模拟和数值模型，预测爆破振动的传播和影响范围。通过模拟分析，可以根据不同的爆破设计和参数，预测振动水平，并合理规划爆破作业。除此之外，还可以根据实际的振动监测数据和模拟结果，合理设计和调整爆破作业的措施。例如，可以调整爆破参数、减小单次爆破药量、增加孔间距等，以控制振动水平。总的来说，评估和控制爆破振动和冲击需要综合考虑实际情况、监测数据和相关的标准要求。通过合理的设计和措施，可以最大程度地减小爆破作业对周围环境和结构物的影响。5乳化炸药在矿山爆破领域的应用潜力分析相对于传统炸药，乳化炸药更环保，能减少挥发性有害物质的排放，减少对环境的影响。同时，乳化炸药的高效性能和能量利用率提高了能源利用效率。因此，乳化炸药在矿山爆破领域具有较大的应用潜力。以下是对其应用潜力的分析。乳化炸药相对于传统炸药来说，具有较高的安全性和稳定性。它能够控制爆破速度和能量释放，减少意外爆炸的风险，保障施工人员和设备的安全。乳化炸药具有能量均匀释放的特点。乳化炸药能够均匀释放能量，减小爆破作业对周围岩石和结构物的冲击和振动。这对于矿山爆破作业来说尤为重要，因为它能够减少对矿井支护结构的破坏和振动对地面建筑物的影响。乳化炸药具有可调性强的有点。乳化炸药的配方和组成可以根据不同岩石和爆破需求进行调整和优化。通过改变炸药成分和控制乳化剂的比例，可以调整爆破参数，适应不同的矿石和工况要求。除此之外，乳化炸药具有较高的爆破效果和能量释放，能够提高爆破效率和矿石产能。通过合理的爆破设计和参数调整，可以获得更好的岩石破碎效果，提高矿石的开采效率。根据以上分析，乳化炸药在矿山爆破领域具有广阔的应用潜力。其安全性、稳定性、可调性和高效性能使其成为进行矿山爆破作业的理想选择。随着技术的不断进步，乳化炸药的应用将进一步优化和推广，以满足矿山开采的需求。6结语通过对乳化炸药在露天煤矿爆破作业中的效果与可行性进行研究，可以得知乳化炸药在相关领域具有较好的应用潜力。乳化炸药能够提高爆破效率和岩石破碎程度，减少对周围环境和结构物的影响。然而，乳化炸药在露天煤矿爆破作业中的应用仍需进一步研究和实践验证，以优化配方和参数，进一步提高可行性和应用效果。未来的研究可以关注乳化炸药的配方优化、爆破参数调整和实践应用，以推动乳化炸药在露天煤矿爆破作业中的广泛应用，促进该行业的可持续发展。参考文献1 缪光亮,熊振辉.纸塑袋包装技术在乳化炸药生产中的应用 J.化工管理,2021(24):59-60.2 白代文,万里红,尹敏义,等.乳化炸药高温化学敏化效果影响因素分析 J.江西化工,2021,37(1):23-25.3蔡敬国.乳化炸药化学敏化效果的影响因素分析J.煤矿爆破,2008(2):11-13.4 梁高.关于解决乳化炸药发泡后效方法的分析 J.淮南职业技术学院学报,2004,4(3):81-83.5 杨玉超.露天煤矿爆破技术研究 J.内蒙古煤炭经济,2022(19):19-21.