本發(fā)明涉及爆破工程，特別涉及一種用于露天礦夾巖煤層爆破的炸藥布設(shè)方法及起爆方法。
背景技術(shù)：
1、在露天礦開采作業(yè)中，煤層的高效開采是保障能源供應(yīng)的關(guān)鍵，當(dāng)前，露天礦煤層開采普遍采用爆破工藝，這一工藝具有顯著的效率、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性優(yōu)勢，爆破開采能夠快速破碎煤層及覆蓋巖層，為后續(xù)的挖掘和運(yùn)輸作業(yè)創(chuàng)造良好條件，從而有效提升整體開采效率，而且露天爆破開采對煤層厚度和地質(zhì)條件的適應(yīng)性較強(qiáng)，無論是較厚還是較薄的煤層，都能通過合理的爆破設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)有效開采，是露天礦開采中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)手段，
2、當(dāng)前露天礦煤層爆破開采主要采用傳統(tǒng)的炸藥布設(shè)方法，具體的，以常規(guī)炮孔裝藥結(jié)構(gòu)為典型代表，常規(guī)裝藥結(jié)構(gòu)多為連續(xù)裝藥，即在炮孔內(nèi)均勻填充炸藥，炸藥從炮孔底部裝起，一般將雷管放置在炮孔底部，然后裝填炸藥直至將設(shè)計(jì)炸藥藥量全部裝入孔內(nèi)，并通過導(dǎo)爆索與雷管連接，并將導(dǎo)爆索的另一端引出炮孔外，并統(tǒng)一與引爆器進(jìn)行連接，然后起爆，以使炮孔內(nèi)的炸藥爆炸從而實(shí)現(xiàn)爆破，當(dāng)雷管放置在炮孔底部時(shí)，炸藥從炮孔底部開始起爆，瞬間產(chǎn)生大量的熱和氣體，形成強(qiáng)大的沖擊波，該沖擊波首先作用于炮孔底部的巖石，使其產(chǎn)生破裂并形成初始裂縫，隨著爆轟反應(yīng)的持續(xù)，產(chǎn)生的高壓氣體進(jìn)一步向周圍的巖石中擴(kuò)散，推動(dòng)巖石的碎塊向外移動(dòng)，同時(shí)沖擊波繼續(xù)向炮孔上方和周圍巖石傳播，使巖石的破裂范圍不斷擴(kuò)大，最終實(shí)現(xiàn)巖石的爆破破碎。
3、然而隨著開采環(huán)境復(fù)雜化以及對煤炭資源高效利用的要求提升，傳統(tǒng)炸藥布設(shè)方法的局限性逐漸凸顯，特別是在煤巖交互巖層的露天礦煤層爆破開采中，傳統(tǒng)連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)在不同巖性巖層爆破時(shí)，難以精準(zhǔn)控制爆破能量，實(shí)現(xiàn)對爆炸能量的合理利用，具體的，對于煤層，現(xiàn)有布設(shè)方法由于對煤層特性把握不足，常出現(xiàn)藥量過多而造成釋放的能量超出了煤層合理的破碎需求，造成煤層過度破碎、提前卸能、炸藥浪費(fèi)等問題，還使得過度破碎的煤層難以選采，造成能源損失，對于上巖層和下巖層，若為了兼顧煤層爆破塊度而減少裝藥量，反而會(huì)出現(xiàn)因上巖層和下巖層爆破能量不足，無法達(dá)到預(yù)期破碎效果、巖石破碎塊度不均勻、出現(xiàn)根底、大塊率高等問題，嚴(yán)重影響后續(xù)作業(yè)進(jìn)度。
4、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種用于露天礦夾巖煤層爆破的炸藥布設(shè)方法及起爆方法能夠精準(zhǔn)控制爆破能量，保護(hù)煤層結(jié)構(gòu)的同時(shí)還能夠更好地實(shí)現(xiàn)對硬質(zhì)巖層的爆破效果。
2、本發(fā)明提供了一種用于露天礦夾巖煤層爆破的炸藥布設(shè)方法，包括：
3、炮孔的開設(shè)：定位各炮孔的位置，在各定位點(diǎn)開設(shè)炮孔并依次給每個(gè)炮孔編號，炮孔沿縱向依次穿過上巖層、煤層和下巖層，各炮孔呈排間錯(cuò)列式分布，獲取不同深度鉆出的鉆屑成分，以確定不同編號炮孔中煤層的深度及厚度；
4、間隔填裝炸藥：炮孔的下巖層采用炸藥連續(xù)填裝，煤層根據(jù)其厚度采用巖屑填裝或巖屑與炸藥填裝，上巖層還采用炸藥連續(xù)填裝，炮孔的孔口處采用巖屑堵塞，同時(shí)將起爆雷管埋設(shè)于各層炸藥中，并使起爆雷管的導(dǎo)爆索延伸出炮孔外。
5、較佳地，于煤層厚度小于3.5m的煤層區(qū)域中僅填裝巖屑，于煤層厚度大于等于3.5m的巖屑中部開挖一空腔，向空腔內(nèi)填裝炸藥，并填裝巖屑覆蓋炸藥。
6、較佳地，當(dāng)在為煤層厚度大于3.5m的各巖屑中部填裝炸藥前，先在巖屑空腔中預(yù)埋設(shè)一根開口朝上的塑管，裝填炸藥時(shí)，直接將炸藥均裝填至塑管內(nèi)，然后將對應(yīng)的起爆雷管伸入該塑管內(nèi)的中部。
7、較佳地，炸藥采用混裝多孔粒狀銨油炸藥。
8、較佳地，在填充下巖層炸藥的過程中，以使下巖層填充炸藥的最高高度與對應(yīng)煤層最低點(diǎn)的間距保持在30cm至50cm的范圍中，下巖層的炸藥填裝完成后，將巖屑填充至該間距腔中，隨著巖屑的填充，控制巖屑的最高高度高于對應(yīng)煤層最高點(diǎn)30cm至50cm。
9、較佳地，下巖層和上巖層中的起爆雷管分別位于靠近對應(yīng)煤層中填裝的巖屑一側(cè)。
10、較佳地，位于下巖層中的起爆雷管的最高點(diǎn)距離巖屑最低點(diǎn)的間距為10cm至20cm，位于上巖層的起爆雷管最低點(diǎn)離巖屑最高點(diǎn)的間距為10cm至20cm。
11、較佳地，塑管的材質(zhì)為聚氯乙烯。
12、較佳地，混裝多孔粒狀銨油炸藥的成分包括94.5%的多孔粒狀硝酸銨和5.5%柴油。
13、本發(fā)明還提供一種用于露天礦夾巖煤層爆破的炸藥起爆方法，包括以下步驟：
14、s1、起爆線路連接：伸出炮孔孔口外的各導(dǎo)爆索與支桿導(dǎo)爆索連接，各支桿導(dǎo)爆索與主干導(dǎo)爆索連接形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，主干導(dǎo)爆索與用于起爆的電子雷管連接，電子雷管的腳線與起爆器連接；
15、s2、設(shè)置起爆時(shí)間：煤層中的起爆雷管延期時(shí)間設(shè)置為25ms，上巖層和下巖層的起爆雷管起爆延期時(shí)間設(shè)置為100ms；
16、s3、開始起爆：起爆器啟動(dòng)后，起爆器發(fā)出起爆信號，位于炮孔外部的起爆器通過電子雷管的腳線向電子雷管發(fā)送起爆信號，電子雷管爆炸后產(chǎn)生的爆轟波沿主干導(dǎo)爆索和各支干導(dǎo)爆索向各炮孔內(nèi)埋設(shè)的起爆雷管傳遞，此時(shí)煤層的炸藥先完成起爆，上巖層和下巖層的炸藥后完成起爆。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
18、本發(fā)明通過靈活調(diào)整炸藥布局和裝藥結(jié)構(gòu)的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)上巖層、下巖層強(qiáng)力的破碎過程中不會(huì)對煤層造成過度破碎的效果，大大增加了煤層的完整度，因此通過靈活的設(shè)置炸藥不僅降低了成本，保護(hù)煤層結(jié)構(gòu)，還能夠更好地實(shí)現(xiàn)爆破效果，提高整體的破碎效率。
19、爆破過程的優(yōu)化效果：本發(fā)明通過開孔過程對不同深度鉆出的鉆屑成分進(jìn)行記錄，能夠便于準(zhǔn)確記錄每個(gè)炮孔鉆屑樣本及巖層覆蓋深度，以準(zhǔn)確確定各炮孔處上巖層和下巖層和煤層的厚度及巖層屬性，這種詳細(xì)的記錄和分析能夠更精確地了解爆破區(qū)域的地質(zhì)特征，為后續(xù)的裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和爆破參數(shù)調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)、更高效的爆破作業(yè)，有效減少煤炭的損化和貧化現(xiàn)象，同時(shí)，本發(fā)明根據(jù)煤巖交互巖層的分布動(dòng)態(tài)調(diào)整每個(gè)炮孔的間隔裝藥結(jié)構(gòu)，節(jié)省了炸藥使用量的同時(shí)，還降低了對環(huán)境的影響，使上巖層、下巖層與煤巖爆破后塊度不同，而且少量炸藥使煤層也得到一定的破碎，提高了后期機(jī)械選采作業(yè)的效率。
20、裝藥方式優(yōu)化效果：具有靈活性，在面對不同地質(zhì)條件和巖石特性時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整間隔參數(shù)，如間隔長度、間隔材料等，優(yōu)化爆破效果，更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，具體的，可根據(jù)煤層厚度動(dòng)態(tài)調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)，既能節(jié)省炸藥用量，又能減少煤層過度破碎和矸石混入率，通過在煤層厚度小于3.5m的炮孔內(nèi)對應(yīng)煤層的厚度處裝填巖屑，能夠盡可能的避免上巖層以及下巖層在爆破時(shí)對煤層的過度爆破，具體的，通過在上巖層、煤層和下巖層設(shè)置不同量的炸藥以適應(yīng)具體的爆破需求，根據(jù)礦區(qū)對煤礦塊度大小的要求，避免了煤層和上巖層與下巖層破碎程度相同，導(dǎo)致破碎后的煤粉末以及小顆粒過多的情況，考慮煤層厚度大于等于3.5m的炮孔內(nèi)在爆破過程中，煤層爆破效果降低，因此本發(fā)明在在煤層厚度大于等于3.5m的炮孔內(nèi)開設(shè)空腔，并裝入少量的炸藥，并利用巖屑包裹以盡量減少炸藥對煤層的過度爆破，從而實(shí)現(xiàn)對煤礦塊度大小的精準(zhǔn)控制。