间隔器对于提升爆破质量的作用

引言

气体间隔器早在70年代就研制出来，由于前几年炸药价格低廉，而间隔器价格居高不下，在很大程度上影响了其大范围推广使用。近年来随着炸药价格不断升高，气体间隔器在露天矿得到广泛应用，其在降低炸药消耗及改善爆破效果方面效果显著。唐山三友矿山有限公司是华北地区大型石灰石矿山，为改善爆破效果，提高爆堆中有效块度比例，降低炸药消耗，降低爆破震动，改变矿山爆破中一直沿用岩粉间隔装药的做法，自2009年6月开始进行了气体间隔器测试试验。通过一年多的测试，证明气体间隔器改善爆破效果作用明显。

1　气体间隔器爆破应用原理

气体间隔器就是在爆破作业的炮孔装药时采用气体间隔器来替代原来装药时普遍采用的岩粉间隔，起到分段间隔装药的作用。对于气体间隔爆破，国内外许多学者和研究机构在理论上都做过研究和实验，其作用原理主要为：

a．采用气体间隔的炮孔，上下段炸药在爆炸时，爆破产物向气体间隔区膨胀，由于炮孔两个相对部分炸药爆炸气体在气体间隔区膨胀，高能爆炸气体在此区域产生碰撞，发生相互作用，产生反射，反射后，冲击波会改变方向，向孔底和堵塞面移动，从而加强对岩石的均匀破碎。

b．岩石破碎度与气体间隔器的位置有关。由于炮孔内上下两个药包所产生的冲击波相互作用，在均匀装药的情况下，当将气体间隔器置于药柱中间偏上位置时，其岩石的破碎度优于将其置于孔底或靠近孔口堵塞的位置。

c．气体间隔器的长度取决于炸药类型和被爆岩石的结构、强度。而和间隔器内所装的气体性质无明显关系。从节省炸药的角度考虑，气体间隔长度越长越好，但间隔器长度和岩石的破碎效果成反比，二者存在最佳值交汇点。一般石灰石矿山气体间隔长度为连续装药的20％～25％为宜。

d．气体间隔装药爆破时，因空区的存在，炸药爆炸产生的高能产物先在间隔区相互作用，并产生第二次应变波，从而减缓了能量过快地沿岩石裂隙散去。虽然气体间隔区会造成爆炸产物的压力有所下降，但经一系列的相互反射作用，延长了爆炸冲击波对岩石作用的时间，从而使岩石的破碎效果有所改善。

2　矿山试验方案

根据气体间隔器放置位置的不同，与不同孔径炮孔配合进行分组试验，间隔器放置位置分为：中间、底部单独使用，中间和底部同时使用。孔径按钻机不同有分为200mm、150mm、100mm。将气体间隔器和高精度非电导爆管雷管结合在一起使用，可达到减震和改善爆破效果的目的。选择不同岩体性质的矿体、围岩以孔底部、中间间隔等不同组合形式进行试验。组合试验情况见表1。

3　应用情况

a．气体间隔器置于炮孔底部。主要是为了降低爆破震动，其次在夏季炮孔内有积水时，亦可节省防水炸药。底部使用气体间隔器，可以降低炸药的初始压力，间隔高度与炮孔孔径、抵抗线大小、炸药性能有关。根据经验，炮孔孔径200mm时，底部间隔一般不大于1．5m；炮孔孔径150mm时，底部间隔一般不大于1．2m；炮孔孔径100mm时，底部间隔一般在0．5～0．8m。

b．气体间隔器置于炮孔中间。在节省炸药的同时，可以改善爆破效果，降低粉矿率和超标大块率，并提高有效块度比例。间隔长度与孔径、抵抗线大小、孔网参数、孔间微差时间等有关。炮孔孔径200mm时中间间隔一般不大于2．5m；炮孔孔径150mm时中间间隔一般不大于2．0m；炮孔孔径100mm时一般不使用中间间隔器。

c．气体间隔器在炮孔中可以在底部和中间同时使用。间隔长度大小和放置位置与孔网参数、抵抗线大小、堵塞高度、岩石性质等有直接关系，大多数通过试验取得。

4　应用效果及说明

a．气体间隔器的使用能够有效降低爆破震动，改善爆破效果，显著降低爆堆大块率和粉矿率，提高爆堆中有效块度比例。此外在不降低爆破效果的前提下，节省了炸药。

b．在矿山实际生产中，气体间隔器与高精度非电导爆雷管同时联合使用，可起到更好的效果，有事半功倍的效果。

5　结语

气体间隔器的使用应因地制宜，由于矿岩性质的差异，采用的作业参数变化较大。关键是实践经验的积累和总结，希望本文对同类矿山起到一定的借鉴作用。