空气隔离器在海南铁矿的研究应用

摘 要 通过在海南铁矿北一采场露天深孔中进行的孔底间隔装药和分段间隔装药爆破方法的试验表明：该LB-250型空气隔离器在海南铁矿使用既安全方便，不易出现质量问题，又降低了炸药单耗，节约了成本，明显改善了爆破质量。

关键词 空气隔离器；海南铁矿；露天爆破

中图分类号TD4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0196-02

0 引言

海南铁矿位于海南省昌江县石碌镇境内，形成于8.4亿年前的地层中，矿区由北一、南矿、枫树下、保秀山、正美大英山等五个区段组成，其中以北一矿体规模最大。北一矿体已进入深凹露天开采，采场封闭圈标高168m，目前生产最低标高为0m，年采剥总量800万t，矿山主要生产设备为KQ-250潜孔钻、KQ-250牙轮钻、4m?电铲和多种型号反铲等。矿石以赤铁矿、磁铁矿为主，体重3.8t/m?，普氏系数f=14～16，岩石构成主要以透灰石透闪石、白云岩为主，体重2.9 t/m?，普氏系数f=8～14，节理裂隙发育，岩土可爆性差。

目前矿山采用多排孔交叉逐孔起爆，使用现场混制乳化炸药，选用奥瑞凯非电导爆管火工材料，起爆网络为电雷管—导爆管—起爆弹—炸药这一非电毫秒雷管起爆网络。生产实践中使用连续装药结构爆破，爆破后大块率高，根底多，制约了矿山的采装破碎后续工作，严重影响了矿山的出矿能力和总经济效益。北一采场在2011年5月开始在生产爆破中试验应用空气隔离器，明显改善了爆破效果，取得了较好的经济效益。

1空气隔离器的工作原理

正确使用空气隔离器可以对炮孔装药进行适当的间隔，有利于节约炸药、降低孔内爆炸冲击波的峰值压力、减少炮孔周围岩石的粉碎性破坏、扩大爆区的破裂范围、实现炸药爆破能量的合理分配、降低炸药单耗。此外，空气隔离器的使用使药包重心位置提高，使孔内爆炸压力和爆轰气体沿炮孔轴向方向均匀分布，增加矿岩的松散度，减小下部根底的夹制作用，减少上部矿岩的大块率，为铲装、运输等后续工作高效生产创造了有利条件。

2 炮孔装药量计算

海南铁矿北一采场使用空气隔离器的炮孔装药量计算，采用下面的公式：

第一排孔每孔装药量公式为：

Q=ρaWdH

式中：Q-每孔装药量，kg；ρ-单位岩石炸药消耗量，kg/m?；a-第一排孔孔距，m；Wd-底盘抵抗线，m；H—台阶高度，m。

后排孔每孔装药量公式为：

Q=kρabH

式中：Q—每孔装药量，kg；k-装药增加系数；ρ-单位岩石炸药消耗量，kg/m?；a-后排孔孔距，m；b-后排孔排拒，m；H-台阶高度，m。

3 装药结构

露天矿中深孔的装药结构是指爆破时炮孔中的炸药与其他介质的组合方式，不同的装药结构爆破后的块度和爆堆是不尽相同的，影响着铲装、运输、爆破效率、爆破成本以及矿石的损失和贫化。

露天矿中深孔的装药结构分为连续装药结构、分段装药结构、孔底间隔装药结构和混合装药结构。

北一采场生产爆破试验使用四川省LB-250空气隔离器，装药结构可选分段装药结构和孔底间隔装药结构。

4 空气隔离器的研究应用

4.1孔底间隔装药

2011年5月11日在北一采场48m层面的32个钻孔进行了首次空气隔离器使用试验，装药结构选择孔底间隔装药结构。孔底间隔装药，底部空气间隔高度为1.5m，装药结构如图1。

爆区岩性为透辉石透闪石，节理裂隙发育，爆区距离北帮20m～30m，台阶高度12m，超深2.5m～3m，孔距8m，排距7m，排数1～3排，若不使用空气隔离器，单位炸药消耗量按0.4kg/m?计算，装药增加系数1.68，正常单孔爆破量672m?，单孔理论炸药量452kg，实际装药量450kg。

使用空气隔离器，单位炸药消耗量按0.35kg/m?计算，装药增加系数1.68，正常单孔爆破量672m?，单孔理论炸药量395kg，实际装药量400kg，每孔节约炸药50kg，32孔共节约1600kg，共节约8000元。

空气隔离器在使用过程中严格遵守使用说明书，放置到正确的间隔位置，期间没有发生不出气、出半气或漏气，也没有发生因膨胀强度不够而下沉等质量问题。爆破后，爆堆形状控制较好，后冲距离小，塌落线整齐、明显，矿岩破碎质量较高，表面无明显大块，大部分块度均匀。据观察和反映，爆破试验区较容易铲装，铲装后地面较平整，无根底现象。

应用孔底间隔装药技术，不仅提高了炸药重心高度，合理分配炸药能量，节约了炸药，降低了大块率和爆破成本，提高了铲装效率，还控制了爆破震动效应，有利于保护露天采场边坡。

4.2 分段间隔装药

2011年5月18日在北一采场72m层面的28个钻孔进行了第二次空气隔离器使用试验，装药结构选择分段间隔装药结构。第一分层装总药量的1/3，第二层装总药量的2/3，空气间隔高度为1.5m，装药结构如图2。

爆区岩性为透辉石透闪石，节理裂隙发育，台阶高度12m，超深2.5m～4m，孔距8m，排距7m，排数1～2排，若不使用空气隔离器，单位炸药消耗量按0.4kg/m?计算，装药增加系数1.68，正常单孔爆破量672m?，单孔理论炸药量452kg，实际装药量450kg。

使用空气隔离器，单位炸药消耗量按0.35 kg/m?计算，装药增加系数1.68，正常单孔爆破量672m?，单孔理论炸药量395kg，实际装药量400kg（第一层装1/3药量，第二层装2/3药量），每孔节约炸药50kg，28孔共节约1400kg，节约资金7000元。

空气隔离器在使用过程中严格遵守使用说明书，准确放置到间隔位置，期间没有发生不出气、出半气或漏气，没有发生因膨胀强度不够而下沉等质量问题。装药爆破后，爆堆形态良好，整体移动效果较好，爆区后冲距离小，塌落线整齐、明显，矿岩破碎块度均匀，大块较少。据观察和反映，爆破试验区较容易铲装，铲装后地面较平整，无根底现象。

应用分段间隔装药技术，实现装药重心提高，炸药能量合理的分配，减少了孔口大块率，降低了矿山生产成本。

使用空气隔离器以来，海南铁矿在北一采场已进行了3个月的试验，明显改善了生产爆破质量，取得了较好的经济效益。在北一采场一共使用 640个空气隔离器，每使用一个空气隔离器平均节省炸药50kg，共节约炸药32000kg，节约资金160000元。

5 结论

海南铁矿试验应用空气隔离器，可以总结出以下结论：

1）四川省LB-250空气隔离器使用时，操作简单，劳动强度低，易控制，间隔位置正确，不易出现不出气、出半气或漏气等质量问题；

2）露天深孔爆破使用空气隔离器，不仅有效降低了工人的劳动强度，还为矿山生产节约了炸药，降低了采矿成本；

3）露天深孔爆破使用空气隔离器，改善了爆破质量，爆破效果明显好于连续装药，爆堆控制较好，矿岩破碎块度均匀，大块、根底明显减少，提高了电铲效率，确保矿山持续稳定生产。

参考文献

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