间隔装药对爆破破碎效果的影响

D0I:10.13374/j.issnl001-053x.1995.02.002 第17卷第2期 北京科技大学学报 Vol.17 No.2 1995年4月 Journal of University of Science and Technology L ijing Apr.1995 间隔装药对爆破破碎效果的影响 王林于亚伦 北京科技大学采矿系，北京100083 摘要用空气、水和岩粉3种间隔材料进行了间隔装药爆破试验，研究了间隔对破碎块度 的影响，得出3种材料的临界间隔比例值，对比了该3种材料间隔与全长偶合装药的异同， 讨论了间隔的位置、长度及间隔材料对爆破破碎效果的影响， 关键词爆破，装药，破碎/临界间隔，间隔材料 中图分类号TD235.46 Influence of Interval Charge on Broken Effect of Blasting' Wang Lin Yu Yalun Department of Mining and Mineral Engineering,USTB.Beijing 100083,PRC ABSTRACT Using water,air and rock powder as interval materval materials,the explosive experiment of interval charge is made.Interval effect on broken block degree is researched.The difference of interval charge of three materials and coincidental charge is discussed.Influence of position.length and materials on rock broken effect are analysed. KEY WORDS blasting.explosive charges.breaking /limited interval,interval material 我国露天金属矿山的穿孔、装载、运输设备迅速向大型化发展，台阶高度从原来的10~ 12m,增加到18m,如南芬露天铁矿，对18m高台阶爆破技术的研究也被列为国家“八五” 重点攻关项目·改变装药结构，改善18台阶的爆破破碎效果，提高与设备大型化相适应 的采矿效益，受到了爆破界高度重视，近儿年，国外对间隔装药的研究不断深人，原苏联使用 该技术，炸药的消耗量下降了10%~30%，破碎效果和爆破后碎块的抛掷程度也得到了明显 改善2刘.澳大利亚用间隔装药技术来降低炸药使用成本，控制边坡的破碎程度3)美国马里 兰大学则用动光弹的测试方法对聚异丁烯酸树脂进行试验[，证实了空气间隔可以 延长冲击波对周围介质的作用时间的结论·本文通过对空气、水和岩粉3种间隔材料 进行炮孔爆炸试验，研究间隔位置和间隔长度的变化对岩石破碎效果的影响， 1试验 1.1试验模型和方法3，s1 1994-06-03收稿第…作者男32岁硕士 ·国家“八五”攻关资助项目

第 1 7卷 第 2期 1 9 9 5 年 4 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Jo u m a l o f U n iev rs i yt o f s幼e n 优 a n d TeC h n o l o gy L 刁i n g V o l . 1 7 N o . 2 A P r . 1 9 9 5 间隔 装药 对爆破破碎 效果 的影 响 ’ 王 林 于 亚 伦 北 京科 技 大学 采 矿 系 , 北 京 10 0 0 8 3 摘 要 用 空 气 、 水 和 岩粉 3 种 间 隔材 料进 行 了 间 隔 装 药 爆 破 试验 , 研 究 了 间隔 对 破 碎 块 度 的影 响 , 得 出 3 种 材料 的 临界 间 隔 比例 值 . 对 比 了 该 3 种 材 料 间 隔 与 全 长偶 合 装 药 的 异 同 , 讨论 了 间隔 的 位置 、 长 度及 间 隔 材 料 对爆 破 破碎 效果 的影 响 . 关健 词 爆 破 , 装 药 , 破 碎 / 临界 间隔 , 间隔 材 料 中图分 类号 T D 2 3 5 4 6 I n fl u e n c e o f I n t e r v a l C h a r g e B r o k e n E fo c t o f B l a s t i n g ’ n 尸 u o]Y 体a n g L i n Y a l u n D e P a rt m e n t o f M an 一n g a n d M 一n e r a l E n g z n e e r i n g , U S T B , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , P R C A B S T R A C T U s i n g w a t e r , a i r a n d r o c k P o w d e r a s i n t e r v a l m a t e r v a l m a t e r i a l s , t h e e x P l o s i v e e x P e r im e n t o f i n t e r v a l c h a r g e 1 5 m a d e . I n t e r v a l e fe e t o n b r o k e n b l o e k d e g er e 1 5 r e s e a r e h e d . T h e d i fe r e n c e o f i n t e r v a l e h a r g e o f t h r e e m a t e r i a l s a n d e o i n c id e n t a l c h a r g e i s d i s e u s s e d . I n fl u e n e e o f P o s i t i o n , l e n g t h a n d m a t e r i a l s o n r o c k b r o k e n e fe e t a r e a n a l y s e d . K E Y W O R D S b l a s t i n g , e x P l o s i v e e h a r g e s , b r e a k i n g / lim it e d i n t e r v a l , i n t e r v a l m a t e r i a l 我国露 天金 属 矿 山 的穿 孔 、 装载 、 运输设备迅速 向大 型化发展 . 台 阶高度 从原来的 10 一 12 m , 增加到 18 m , 如南芬露天铁 矿 . 对 sI m 高 台 阶 爆破 技 术 的研究 也 被列 为 国家 “ 八五 ” 重 点攻关 项 目 . 改 变 装 药 结 构 , 改 善 18 m 台 阶 的 爆 破 破 碎 效果 , 提高 与设备大型化相适应 的采矿效 益 , 受 到了爆破界高度重视 . 近儿年 , 国外 对间隔装 药 的研究不 断深人 , 原 苏联使用 该 技术 , 炸药 的消耗 量下 降 了 10 % 一 30 % , 破 碎 效 果 和 爆 破后碎块 的抛掷程度也得 到了明显 改善 [ ’ , 2〕 . 澳大 利 亚 用 间 隔 装 药 技 术来 降低 炸 药 使用 成本 , 控制边 坡的破碎程度 { 3 ] . 美国马里 兰 大 学 则 用 动 光 弹 的 测 试 方 法 对 聚 异 丁 烯 酸 树 脂 进 行 试 验 43[ , 证 实 了 空 气 间 隔 可 以 延 长冲 击 波 对周 围 介 质 的作 用 时 间 的 结 论 . 本 文 通 过 对 空 气 、 水 和 岩 粉 3 种 间 隔 材 料 进行 炮 孔 爆 炸 试 验 , 研 究 间隔 位 置 和 间隔 长度 的 变 化 对岩 石 破 碎 效 果 的 影 响 . l 。 l 试验 试验模 型 和 方 法 13 , 弓! 19 9 4 一 0 6 一 0 3 收 稿 第 一 作 者 男 32 岁 硕 士 国 家 “ 八五 ’ 攻 关 资 助 项 目 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1995. 02. 002

·108* 北京科技大学学报 1995年No.2 试验材料为混凝土，其配方为：粒径约为7m的砾石42%，砂39%和水泥19% 混凝土块在木制模具中浇灌成型，浇灌时振动捣实，以减少其中夹带气泡空隙，块度为 400mm×400mm×400mm,做成后养护30d.在浇灌时留深200mm,直径10mm的垂直 孔，距试块一侧的距离即最小抵抗线为100mm和60mm两种规格.炸药与隔层的已 定配位先在一个加工的塑料短管内完成，再将塑料管紧贴孔壁放人孔内，炸药采用可塑 性很好的高密度乳化炸药，其密度为1.45g/cm,爆速为5000m/s.药包内放两个8# 雷管起爆·爆炸后将破碎的混凝土块收集起来进行块度分析，爆炸碎块分为100,60,30， 20,10,5,1mm等7个等级，分别称重，以确定破碎混凝土的块度分布规律， 1.2试验设计 (1)试验1：改变间隔的位置 采用空气，水和岩粉3种间隔材料进行了8次试验，其中岩粉的堆积密度为0.6g/cm3 2次分别将8g和10g的药包密实的装入孔底；6次将8g的药包按间隔空间与药包体 积比为3：7配置，间隔空间分别置于炮孔中部和底部.对间隔在中部的试验使用两个 各重4g的药包，并分别放入1个雷管· (2)试验2：改变间隔的大小 保持间隔长度与炸药包长度之和不变，改变3种间隔材料的间隔长度和炸药质量， 研究间隔的大小对破碎效果的影响，以空气间隔置于中间的试验为例，试验的最小抵抗 线60mm,孔径10mm,试验参数如表1所示， 表1间隔大小变化的试验参数表 炸药质量/g 空气间隔长/mm 炸药包长/mm 空气间隔比例/% 10.0 0 93 0.0 8.5 16 77 17.2 7.0 32 61 34.4 5.0 48 45 51.6 4.0 哈 37 60.2 表1中空气间隔所占孔内空间的比例由下式决定： n=1+12 ×100% (1) 式中，n-空气间隔比例，%；l一空气间隔长度，mm;l2-炸药长度，mm. 2试验结果及分析 2.1间隔的位置对破碎效果的影响 试验结果表明无间隔装药、间隔置于中间装药、间隔置于孔底装药其爆破后的块度 很不相同，不同的间隔材料在不同的间隔位置发挥不同的作用，图1表示间隔布置在 中间时3种间隔材料和无间隔类型爆破后块度分布情况，图1b表示间隔布置孔底时3

· 10 8. 北 京 科 技 大 学 学 报 1 9 5 年 N b . 2 试验 材 料 为混 凝 土 , 其 配 方 为 : 粒 径 约 为 7 ~ 的 砾 石 42 % , 砂 39 % 和 水 泥 19 % . 混 凝 土 块 在 木 制 模 具 中 浇 灌 成 型 , 浇 灌 时 振 动 捣 实 , 以 减 少 其 中夹 带气泡 空 隙 , 块 度 为 4 0 0 ~ x 4 0 0 ~ x 4 0 0 ~ , 做 成 后 养 护 3 0 d . 在 浇 灌 时 留深 2 0 0 ~ , 直 径 10 ~ 的垂 直 孔 , 距 试 块 一 侧 的 距 离 即 最 小 抵 抗 线 为 10 0 r n r n 和 60 m r n 两 种 规 格 . 炸 药 与 隔 层 的 已 定 配位 先 在 一 个加 工 的 塑 料 短 管 内完 成 , 再 将 塑 料 管 紧 贴 孔 壁 放 人 孔 内 . 炸 药 采 用 可 塑 性 很 好 的 高 密 度 乳 化 炸 药 , 其 密 度 为 1 . 45 9 c/ m 3 , 爆 速 为 S OO0 m s/ . 药 包 内 放 两 个 8 # 雷管 起 爆 . 爆 炸后 将 破 碎 的混 凝 土块 收 集 起 来 进 行 块 度 分 析 . 爆 炸 碎 块 分 为 1 0 , 60 , 30 , 20 , 10 , 5 , 1 ~ 等 7 个 等 级 , 分 别 称 重 , 以 确 定 破 碎 混 凝 土 的 块 度 分布 规律 . L Z 试 验设计 ( l) 试 验 卜 改 变 间 隔 的位 置 采 用 空 气 、 水和 岩 粉 3 种 间 隔材 料 进 行 了 8 次 试 验 , 其 中岩 粉 的堆 积 密 度 为 0 . 6 9 c/ m , . 2 次分 别 将 8 9 和 10 9 的 药 包 密 实 的 装 人 孔 底 ; 6 次 将 8 9 的 药 包 按 间 隔 空 间 与 药 包 体 积 比 为 :3 7 配 置 , 间隔 空 间分 别 置 于 炮 孔 中部 和 底 部 . 对 间 隔 在 中 部 的 试 验 使 用 两 个 各 重 4 9 的 药包 , 并 分别 放 人 1 个 雷 管 . ( 2) 试验 :2 改 变 间 隔 的大 小 保持 间 隔 长 度 与炸 药 包 长 度 之 和不 变 , 改 变 3 种 间 隔 材 料 的 间 隔 长 度 和 炸 药 质 量 , 研究 间 隔 的大 小 对 破 碎 效 果 的影 响 . 以 空 气 间 隔 置 于 中 间 的试 验 为 例 , 试 验 的 最 小 抵 抗 线 60 ~ , 孔 径 10 ~ , 试 验 参数 如 表 1 所 示 . 表 1 间隔 大小 变化 的试 验 参数 表 炸药 质 量 / g 空 气 间隔长 /~ 炸 药 包长 /~ 空 气 间 隔 比 例 / % 10 . 0 0 9 3 0 . 0 8 . 5 1 6 7 7 1 7 . 2 7 . 0 3 2 6 1 34 . 4 5 . 0 4 8 4 5 5 1 . 6 4 . 0 5 6 3 7 60 . 2 表 1 中 空 气 间 隔 所 占孔 内空 间 的 比 例 由下 式 决 定 : X 10 0 % ( l ) ` 一+lsz 一 式 中 , 叮一 空 气 间 隔 比 例 , % ; 1 1 一 空 气 间 隔 长 度 , ~ ;l 2 一 炸 药 长 度 , ~ . 2 . 1 试验结 果 及 分 析 间 隔 的位置 对破碎效果 的影 响 试 验 结 果 表 明无 间 隔 装药 、 间 隔置 于 中 间 装 药 、 间 隔 置 于 孔 底 装 药 其 爆 破 后 的 块 度 很 不 相 同 , 不 同 的 间 隔 材 料 在 不 同 的 间 隔 位 置 发 挥 不 同 的 作 用 . 图 al 表 示 间 隔 布 置 在 中 间 时 3 种 间 隔 材 料 和 无 间 隔类 型 爆 破 后 块 度 分 布 情 况 , 图 lb 表 示 间 隔 布 置 孔 底 时 3

Vol.17 No.2 王林：间隔装药对爆破破碎效果的影响 .109 种间隔材料爆后块度的情况· 1003 100 b 间隔置于中间 之 石 普 10 9 10 幫 ●10g药无闻隔 。水间隔 。空气间隔 ·水问隔 可岩粉可隔 旦空气间隔 。8g药无间隔 ·岩粉问隔 0 20406080100 0 20 406080 100 块度B/mm 块度B/mm 图1破碎块度和通筛眼率的关系 从图1中看出，10g炸药无间隔装药爆破破碎效果最好，8g炸药间隔装药破碎效果 次之，8g炸药无间隔装药的破碎效果最差·上述试验结果得出结论： (1)间隔长度1，和加装药长度不变时，增加炸药量即在1，+12长度全部装药，其 爆破破碎效果最佳；在装药量不变时，间隔装药的破碎效果要优于无间隔装药的破碎效 果，由此可见，装药量和装药结构对爆破破碎效果影响很大， (2)装药量不变时，中间间隔装药的破碎效果要好于底部间隔装药的效果，由于来 自两端相向冲击波的相互作用和震荡，使药包中间的间隔比底部间隔受到更强的冲击波 压力，也增长冲击波对试件的作用时间，同时还避免了炸药过于集中造成破碎块度不合 理的缺陷，改善了破碎效果， (3)间隔材料对破碎效果的影响中，水间隔装药的破碎效果最好，空气间隔装药次 之，岩粉间隔装药最差，这是因为水是不易压缩的流体、受到爆炸产物的冲击引起强烈压 缩和运动后，水的压力瞬间骤然增加，形成水中冲击波，对其周围岩石有着强烈破坏作 用·由于空气密度小，易压缩，冲击波阵面压力衰减很快，不足以使周围岩石充分破 坏.岩粉是1种松散极易压缩的介质，使得爆炸压力在隔层区主要用于岩粉的压缩，而极少 对周围岩石产生破坏，由此可见，间隔材料的物理力学性质也直接影响着爆破破碎效果· 2.2间隔大小对破碎效果的影响 以空气间隔置于中间的试验类型为例，其爆破破碎的块度分布如图2所示· 从图2可以看出，当空气间隔比例小于34.4%时，相对于无间隔装药其破碎程度下降 不大；当空气间隔比例为17.2%时，其破碎效果反而优于无间隔装药；当空气间隔比 例为51.6%和60.2%破碎效果显著下降.这与Melnikov提出的一定的空气间隔装药的 破碎效果优于无间隔装药的破碎效果的结论相符， 图3中的平均破碎块度用下式表示：

、 b l . 17N b . 2 王 林 : 间隔装 药对 爆破 破碎 效 果 的影 响 种 间隔 材 料 爆 后 块 度 的 情 况 . b 一少一奋 亨 、l · ` 匕 歼 。 水 间品 卫空 气 间隔 _ . 岩粉 间隔 } n 产ú甘、 , 盛 哥鲁考明划一之罗 哥鲁投划明罗\之 0 2 0 4 0 6 0 8 0 10 0 块 度 B / m m 0 2 0 4 0 6 0 80 10 0 块度 B / ~ 图 1 破碎块 度 和通 筛 眼率 的关 系 从图 1 中看 出 , 10 9 炸药 无 间 隔装 药 爆 破 破 碎 效 果 最 好 , 8 9 炸 药 间 隔 装 药 破 碎 效果 次 之 , 8 9 炸药 无 间 隔装 药 的破 碎 效 果 最 差 . 上 述 试 验 结 果 得 出 结 论 : ( l) 间 隔 长 度 l , 和加 装 药 长度 l : 不 变 时 , 增 加 炸 药量 即 在 1 1 十 l : 长 度 全 部 装 药 , 其 爆 破破 碎 效 果 最 佳 ; 在 装 药 量 不 变 时 , 间 隔 装 药 的 破 碎 效 果要 优 于 无 间 隔装 药 的 破 碎 效 果 . 由此 可 见 , 装 药 量 和装 药 结 构 对爆 破 破 碎 效 果 影 响 很 大 . ( 2 ) 装 药 量 不 变 时 , 中 间 间隔 装 药 的破 碎 效 果 要 好 于 底 部 间 隔 装 药 的 效 果 . 由于 来 自两端 相 向冲 击 波 的相 互 作 用 和震 荡 , 使 药 包 中 间 的 间 隔 比 底 部 间 隔受 到 更 强 的 冲 击 波 压 力 , 也增 长冲 击 波 对试 件 的作 用 时 间 , 同 时 还 避 免 了 炸 药 过 于 集 中造 成破 碎 块 度 不 合 理 的缺 陷 , 改善 了 破 碎 效 果 . ( 3) 间 隔 材 料 对 破 碎 效 果 的影 响 中 , 水 间 隔装 药 的破 碎 效 果 最 好 , 空 气 间 隔 装 药 次 之 , 岩 粉 间 隔装 药 最 差 . 这是 因 为 水是 不易 压缩 的 流体 , 受到 爆 炸产 物 的冲击引 起强 烈 压 缩 和运 动 后 , 水 的 压 力 瞬 间 骤 然增 加 , 形 成 水 中冲 击 波 , 对 其 周 围 岩 石有 着 强 烈 破 坏 作 用 . 由于 空 气 密 度 小 , 易 压 缩 , 冲 击 波 阵 面 压 力 衰 减 很 快 , 不 足 以 使周 围岩 石 充分 破 坏 . 岩粉 是 1 种松 散 极易 压缩 的介 质 , 使 得爆 炸压 力 在隔 层 区 主要 用 于岩粉 的压 缩 , 而极少 对周 围岩 石产 生破坏 . 由此可 见 , 间隔 材料 的物理力 学性 质也直接影响着爆 破 破 碎 效 果 . .2 2 间 隔大 小 对破碎效果 的影 响 以 空 气间 隔 置 于 中 间 的 试 验类 型 为 例 , 其 爆 破 破 碎 的块 度分 布 如 图 2 所 示 . 从 图 2 可 以 看 出 , 当空 气 间隔 比例 小 于 34 . 4 % 时 , 相 对于 无 间隔 装药 其破碎 程度下降 不 大 ; 当空 气 间 隔 比例 为 1 7 .2 % 时 , 其 破 碎 效 果 反 而 优 于 无 间 隔 装 药 ; 当空 气 间 隔 比 例 为 51 . 6 % 和 6 .0 2 % 破 碎 效 果 显 著 下 降 . 这 与 M el in k o v 提 出 的一定 的 空 气 间 隔 装 药 的 破 碎 效 果 优 于 无 间 隔 装 药 的 破 碎 效 果 的 结 论相 符 . 图 3 中的 平 均 破 碎 块 度 用 下 式 表 示 :

110 北京科技大学学报 1995年No.2 B,=(EQ;D)/100 (2) 其中，B,-加权破碎块度，mm;2,一爆下不同块度混凝土的量，%；D,-不同筛眼孔径，mm. 100 120 100 9 80 哥 60 无向隔一 % 智 17.2%空气间隔 。34.4%空气间隔 口51.6%室气间隔 20 0602%空气间丽 0 0 20406080100 0 块度B/mm 203540 60 80 空气间隔比例n/% 图2空气间隔大小与通过筛眼率的关系 图3空气间隔比例与平均破碎块度的关系 从图3中可以看出，当空气间隔比例从0增加到35%时，平均破碎块度稍有增加， 从64mm增加到67mm;当空气间隔从35%增加到60.2%时，平均破碎块度显著 增加，从67mm猛增到91mm.上述试验可得结论： (1)最佳空气间隔比例值为20%.水和岩粉的最佳间隔比例值分别为30%和17%. (2)当空气间隔比例大于某一值时，平均破碎块度显著增加，这个值称为临界间隔 比例.对本实验，中间空气间隔装药的临界间隔距离为35%，如图3所示.类似方法可 得水和岩粉的临界间隔比例分别为40%和25%. (3)间隔装药爆破中其间隔长度的计算公式为： L=kL2 (3) 式中，L,-间隔长度，mm;L,~药柱总长度（含间隔长度），mm;k一间隔比例值，%. k取值范围为：空气间隔装药，0.15~0.35；水间隔装药，0.20~0.40；岩粉间隔装 药，0.10~0.25. Melnikov在理论上曾确定最佳空气间隔比例为11%到35%，本试验结果基本上与之相符. d 间隔装药的应用61 3.1用于邻邦控制爆破 中间间隔装药广泛应用到生产爆破中，可以带来很好的经济效益·金属露天矿邻近边 坡的控制爆破中运用孔底间隔装药结构，达到减震和保护边坡的目的， 图4a所示在坚硬岩层内后排炮孔位于台阶坡脚线上，为了防止对底盘的强烈破 坏，炮孔底部采用空气间隔·图4b所示在软岩中采用后几排孔不堵塞，顶部空气间 隔，底部空气间隔，岩粉间隔等装药结构，进行邻近边坡的控制爆破，同样可以获得良

110 北 京 科 技 大 学 学 报 1卯5 年 N b . 2 B ` , = ( z Q ID j )/ 10 0 ( 2 ) 其 中 , sjt 一 加 权 破碎 块度 , ~ ; Q ` 一 爆 下 不 同块 度混 凝 土 的量 , % ; D , 一 不 同筛 眼孔 径 , ~ . } 厂尸 ! 碑尹沪沪 } 分} 1 2 0 已 1 00 日 !石 8 0 { _ 一 叼丫 净 七了 , 一一~ 办一 . ! l ! 一 一 一 岁一之 僻考盛划烟 尸JnU z 侧澎世樱刃阵 块 度 B / m m 2 0 3 5 4 0 6 0 空气 间隔 比例 叮 / % 图 2 空气 间隔 大 小 与通 过 筛眼 率 的关 系 图 3 空气 间隔 比 例与 平均 破碎 块 度 的关 系 从 图 3 中可 以 看 出 , 当空 气 间隔 比 例 从 0 增 加 到 35 % 时 , 平 均 破 碎 块 度 稍 有 增 加 , 从 64 ~ 增 加 到 67 ~ ; 当 空 气 间 隔 从 35 % 增 加 到 6 0 . 2 % 时 , 平 均 破 碎 块 度 显 著 增 加 , 从 67 r n r n 猛 增 到 gl r n r n . 上 述 试验 可 得 结 论 : ( 1) 最 佳 空 气 间隔 比 例 值 为 20 % . 水 和 岩 粉 的最 佳 间 隔 比例 值 分 别 为 30 % 和 17 % . ( 2) 当空 气 间隔 比 例 大 于 某 一 值 时 , 平 均 破 碎 块 度 显 著 增 加 , 这 个 值称 为 临 界 间 隔 比 例 . 对 本 实 验 , 中 间 空 气 间 隔 装 药 的 临 界 间 隔 距 离 为 35 % , 如 图 3 所 示 . 类似 方 法 可 得 水 和 岩 粉 的 临界 间 隔 比 例 分 别 为 4 0 % 和 25 % . ( 3) 间 隔 装 药 爆 破 中其 间 隔长 度 的计 算 公 式 为 : L l = k L : ( 3 ) 式 中 , L l 一 间 隔 长 度 , m m ; L Z 一 药 柱 总 长 度 ( 含 间 隔 长 度 ) , ~ ; k 一 间 隔 比 例 值 , % . k 取 值 范 围 为 : 空 气 间 隔 装 药 , 0 . 15 一 0 . 3 5 ; 水 间 隔 装 药 , 0 . 20 一 0 .4 0 ; 岩 粉 间 隔 装 药 , 0 . 1 0 一 0 . 2 5 . M el in k o v 在理论上 曾确定最佳空气 间隔比例 为 1 % 到 35 % , 本试验结果 基本上 与之相符 . 3 . 1 间 隔 装药 的应 用 16 1 用 于 邻邦 控 制 爆破 中间 间隔 装 药 广 泛 应 用到 生 产爆 破 中 , 可 以 带来 很好 的 经 济效 益 . 金 属露 天 矿邻 近 边 坡 的 控 制 爆破 中运 用孔 底 间 隔 装 药 结 构 , 达 到 减 震 和 保护 边 坡 的 目的 . 图 4 a 所 示 在 坚 硬 岩 层 内 后 排 炮 孔 位 于 台 阶 坡 脚 线 上 , 为 了 防 止 对 底 盘 的 强 烈 破 坏 , 炮 孔 底 部 采 用 空 气 间 隔 . 图 4 b 所 示 在 软 岩 中 采 用 后 几 排 孔 不 堵 塞 , 顶 部 空 气 间 隔 , 底部 空 气 间隔 , 岩 粉 间 隔等 装 药 结 构 , 进 行 邻 近 边 坡 的控 制爆 破 , 同 样 可 以 获 得 良

Vol.17 No.2 王林：间隔装药对爆破破碎效采的影响 .111: 好的爆破效果· 邻邦爆破区 ,24mm- 生 -10m- 24-26m- b软岩层 a坚硬岩层 图4间隔装药在邻近边邦控制爆破中的应用 3.2用于高台阶爆破 18m台阶的底盘抵抗线远大于12m台阶的底盘抵抗线.为了获得合理的爆破块度， 避免产生根底，在装药结构上应采用间隔装药，这样在对爆破效果影响不大的范围内可 以减少炸药用量，提高采矿效益，达到均衡爆破作用的目的，间隔装药也可以采用混合 装药结构，在炮孔下部装高密度、高威力炸药以克服高台阶带来的大抵抗线；炮孔上部 装密度、威力较低的炸药，使炸药能量在整个台阶高度分布较均匀·由于增大药量可以 改善爆破破碎效果，高台阶露天矿的炮孔直径已增大到310mm、380mm,有的达到 400mm,这样增加了炮孔的装药量，达到了克服大抵抗线的目的，但对于上部抵抗线 装药量过大，造成炸药能量的过度增加，引起不必要的浪费，因此间隔装药或采用间隔 混合装药结构是改善高台阶爆破破碎效果的有效方法， 4结论 (1)间隔长度和炸药长度不变时，全长无间隔装药爆破破碎效果最佳；药量不变 时，间隔装药的破碎效果要优于无间隔装药的破碎效果，中间间隔装药要好于底部间隔 装药的破碎效果， (2)水间隔装药的破碎效果最好，空气间隔装药次之，岩粉间隔装药最差， (3)空气、水和岩粉的最佳间隔比例值分别为20%、30%和17%.临界间隔比例范 围为：空气间隔0.15~0.35；水间隔0.20~0.40；岩粉间隔0.10~0.25 参考文献 1 Melnikov N V.A Method of Enhanced Rock Blasting by Blasting.Fiziko-Tekhnicheski Problemy Bazraborki Poleznykh Isko-Paemykh,1979(6):32 ~42 2 Melnikov N V,Marcenko L N.Effective Methods of Application of Explosion Energy in Mining and Construction.In:12th Symposium Dynamic Rock Mechanics.New York.1971.359~370 (下转120页)

V b l . 17 N O . 2 王 林 : 间隔 装药 对爆 破破 碎 效果 的 影 响 好 的爆破 效 果 . 图 4 间隔 装药在 邻 近边 邦控 制 爆破 中的 应用 . 3 2 用 于 高台 阶 爆 破 18 m 台 阶 的底 盘抵 抗 线 远 大 于 12 m 台 阶 的底 盘 抵 抗 线 . 为 了获 得 合 理 的爆 破 块 度 , 避 免 产 生根 底 , 在 装 药结 构 上 应 采 用 间 隔 装药 , 这 样 在 对爆 破 效 果 影 响 不大 的 范 围 内 可 以 减少 炸 药 用 量 , 提 高 采 矿 效 益 , 达 到 均 衡爆 破 作 用 的 目的 . 间 隔装 药 也 可 以 采 用 混 合 装 药结 构 , 在 炮 孔 下 部 装 高 密 度 、 高 威 力 炸药 以 克 服 高 台 阶 带 来 的大 抵 抗 线 ; 炮 孔 上 部 装密度 、 威 力 较 低 的炸 药 , 使 炸 药 能 量 在 整个 台 阶 高 度 分布 较 均 匀 . 由 于 增 大 药 量 可 以 改 善 爆 破 破 碎 效 果 , 高 台 阶 露 天 矿 的 炮 孔 直 径 已 增 大 到 31 0 ~ 、 3 8 0 m m , 有 的 达 到 40 0 ~ , 这 样 增 加 了 炮 孔 的装 药 量 , 达 到 了 克服 大 抵 抗 线 的 目 的 , 但 对 于 上 部 抵 抗 线 装 药量 过 大 , 造 成 炸 药 能 量 的过 度 增 加 , 引起 不 必 要 的 浪 费 . 因 此 间 隔 装 药 或 采 用 间 隔 混 合 装 药 结 构 是 改 善 高 台 阶爆 破 破 碎 效 果 的有 效 方 法 . 4 结 论 ( l) 间隔 长 度 和 炸 药 长 度 不 变 时 , 全 长 无 间 隔 装 药 爆 破 破 碎 效 果 最 佳 ; 药 量 不 变 时 , 间 隔装 药 的破 碎 效 果 要 优 于 无 间 隔装 药的 破 碎 效 果 , 中 间 间 隔 装 药 要 好 于 底 部 间 隔 装 药 的破 碎 效 果 . ( 2) 水 间 隔装 药 的破 碎 效 果 最 好 , 空 气间 隔 装 药 次 之 , 岩 粉 间 隔 装 药 最 差 . ( 3) 空 气 、 水 和 岩 粉 的最 佳 间 隔 比 例值 分 别 为 2 0 % 、 30 % 和 17 % . 临界 间 隔 比 例 范 围为 : 空 气 间隔 0 . 15 一 0 . 35 ; 水 间 隔 0 . 2 0 一 0 . 4 0 ; 岩 粉 间 隔 0 . 10 一 0 . 25 . 参 考 文 献 M e l n ik o v N V . A M e t h o d o f E n h a n c e d R o c k B l a s t i n g b y B l a s t i n g . F i z i k o 一 T e k h n i e h e s k i P r o b l e m y B a z r a b o r k i P o l e z n y k h I s k o 一 P a e m y k h , 1 9 7 9 ( 6 ) : 32 一 4 2 M e l n ik o v N V , M a r e e n k o L N . E fe e t i v e M e t h o d s o f A P P l i e a t i o n o f E x P l o s i o n E n e r g y i n M i n i n g a n d C o ns t r u e t i o n . I n : 1 2t h S y m P o s i u m D y n a m i c R o c k M e e h a n i c s . N e w Y o r k , 1 9 7 1 , 3 5 9 一 37 0 (下 转 1 2 0 页 )

·120* 北京科技大学学报 1995年No.2 模拟；还可以借助多媒体的演示功能来增强模拟环境的真实感， 3.4试题库 本系统通过试题库系统对受训人员进行训后考核.试题库与CA【课件及实践操作实 例紧密结合，具有试题自动生成功能；试题内容和等级可由系统自动评判选定或由教师 人为设定，在考核方法上，系统根据不同的培训内容而选择不同的考核方式：对于理论 培训部分，可采用联机考试（选择题、是非题等）和脱机考试（计算题、问答题等）相 结合的方式；对于实践部分，可在仿真机上进行操作实践考核，这里有3个可选项：正 常操作考核、开停炉操作考核及异常炉况下的操作考核（包括设定事故操作和事故蔓延 操作)· 4结语 从高炉操作培训的功能分析入手，结合计算机的高速计算、演示和控制功能，提出 了高炉操作仿真培训系统的总体框架和硬件配置，并给出了实现该系统的具体方法.高 炉操作仿真培训系统的应用将对高炉操作的岗位培训及继续工程教育起到极大的作用， 本文曾得到徐金梧教授、郑雪锋、尹弘斌，高永生、高海等副教授的帮助和启发，在此表示感谢！ 参考文献 1杨尚宝，杨天钧，徐金梧.高炉操作计算机辅助教学系统的探讨·北京科技大学学报，1994， 16(3):216~219 2杨尚宝，杨天钧，高炉操作计算机仿真培训系统，见：首届全国青年炼铁学术会议文集·武汉， 1994.189192 (上接111页) 3莫克森NT.空气隔层爆破技术的研究.国外金属矿山，1993(11)：50~56 4 Fourney W L,Barker D B.Model Studies of Explosive Well Stimulation Techniques.Int J Rock Mech Min Sci,1981,18:113~127 5金星男.用水耦合装药爆破模型试验研究·见：土岩爆破文集，北京：冶金工业出版社，1985 115~120 6王林，邻邦控制爆破的研究.燥破，1993(4)：25~29

北 京 科 技 大 学 学 报 1男 5 年 N 6 . 2 模 拟 ; 还 可 以 借 助 多 媒体 的演 示 功 能来 增 强 模 拟 环 境 的 真 实 感 . .3 4 试 题库 本系 统通 过试题库 系 统 对受 训 人 员 进 行 训 后 考 核 . 试 题库 与 C A I 课件 及 实 践操 作 实 例 紧密 结 合 , 具有 试 题 自动 生成 功 能 ; 试 题 内容 和 等 级可 由系 统 自动评 判 选 定 或 由 教 师 人 为设定 . 在 考核 方 法 上 , 系 统 根 据不 同 的培 训 内 容 而 选 择 不 同 的 考 核 方 式 : 对 于 理 论 培 训 部分 , 可 采 用 联 机 考 试 (选 择题 、 是 非 题 等) 和 脱 机 考 试 (计算 题 、 问答 题 等 ) 相 结 合 的方 式 ; 对于 实践部 分 , 可 在仿真 机 上 进 行操 作 实 践 考 核 . 这 里有 3 个 可 选 项 : 正 常 操作 考 核 、 开 停 炉 操 作 考 核 及异 常 炉况 下 的 操作 考 核 (包 括 设定 事 故 操作 和 事 故 蔓 延 操 作 ) . 4 结 语 从 高 炉 操作 培训 的 功 能分 析 人手 , 结 合 计 算 机 的 高 速 计 算 、 演 示 和 控 制 功 能 , 提 出 了 高 炉操 作仿真 培 训 系 统 的 总体框 架 和硬 件 配 置 , 并 给 出 了 实现 该 系 统 的 具体 方 法 . 高 炉 操 作 仿 真 培训 系 统 的应 用 将对 高 炉操 作 的 岗 位培 训 及 继 续 工 程 教 育起 到 极 大 的 作 用 . 本文 曾得 到徐 金梧 教 授 、 郑雪 锋 、 尹 弘 斌 、 高永 生 、 高 海等 副 教授 的 帮助 和 启 发 , 在 此表示 感 谢 ! 参 考 文 献 1 杨 尚宝 , 杨 天 钧 , 16 ( 3) : 2 16 一 2 19 2 杨 尚宝 , 杨天 钧 . 19 94 . 189 一 1 92 徐 金 梧 . 高 炉 操 作 计 算 机 辅 助 教 学 系 统 的 探 讨 . 北 京 科 技 大 学 学 报 , 1994 高炉 操作 计算 机仿 真培 训 系统 . 见 : 首 届 全 国 青 年 炼 铁 学 术 会 议 文 集 . 武 汉 , (上 接 1 1 1 页 ) 3 莫克 森 N T . 空 气 隔层 爆破 技术 的研 究 . 国外 金 属 矿 山 , l9 93( l1 ) : 50 一 5 6 4 F o m e y W L , B a r k e r D B . M o d e l S t u d i e s o f E x P l o s i v e W e ll S t im u 1 a ti o n T e e h n i q u e s . I n t J R o e k M e e h M i n S e i , 198 1 , 18 : 113 一 l ? 7 5 金星 男 . 用 水藕 合装 药爆 破 模型 试验 研究 . 见 : 土 岩爆 破 文集 . 北 京 : 冶金 工 业 出版社 , 19 8.5 1 15 ~ 12 0 6 王 林 . 邻 邦 控制 爆破 的研究 . 爆 破 , 199 3(4) : 25 一 29