礦山改性增強(qiáng)劑及其使用方法

1375 編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng) 來源：貴州天佑源農(nóng)業(yè)科技有限公司

2022-06-09 16:24:35

權(quán)利要求

1.礦山改性增強(qiáng)劑，其特征在于由以下組份按質(zhì)量配比制成：

水90-92份、熱膨脹劑2.6-3.5份、穩(wěn)定增稠劑2.6-3.5份、增強(qiáng)劑2.6-2.8份、調(diào)節(jié)劑0.1-0.2份；

所述水組份為過濾后的自來水或天然礦泉水；

所述熱膨脹劑為硬脂酸、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、甘膽酸鈉中的一種或幾種組成；

所述穩(wěn)定增稠劑為麥芽糊精、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、冰醋酸中的一種或幾種組成；

所述增強(qiáng)劑為糖精鈉、碳酸氫銨、蔗糖、半纖維素酶、聚陰離子纖維素醚、中性蛋白酶中的一種或幾種組成；

調(diào)節(jié)劑由中性活性劑、有色素劑中的一種或兩種組成，所述中性活性劑為棕櫚醇或者山梨醇；所述有色素劑為姜黃素或者檸檬黃素；

制備方法，包括以下步驟：

1.按上述質(zhì)量配比稱?。簾崤蛎泟⒎€(wěn)定增稠劑和增強(qiáng)劑加入容器中，加熱混合攪拌，加熱溫度為90-105℃，攪拌溶化時(shí)間為10-15分鐘，然后停止加熱備用；

2.按上述質(zhì)量配比稱取水量，裝入所述容器中，然后加入上述步驟1配制好的組份進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為15-20分鐘；

3.按上述質(zhì)量稱取調(diào)節(jié)劑緩慢加入容器中，繼續(xù)攪拌5-10分鐘使其充分混合，攪拌均勻后停止；得到呈檸檬黃或淡黃色液體，即礦山改性增強(qiáng)劑。

2.權(quán)利1所述礦山改性增強(qiáng)劑的使用方法，其特征在于包括如下操作步驟：

對深孔爆破：孔徑大于50 mm -250mm、孔深大于5.0 m -20m以上的鉆孔爆破的使用方法；

臺階設(shè)計(jì)高度為5.0 m -15.0m，采用多排三角形布孔或單排直線垂直鉆孔的方法；

最小抵抗線為2.5m -5.0m，鉆孔深度為6.0m-18.0m，孔間距為3.0m-5.5m；排間距為2.5m-5.0m；

炸藥單耗為0.35-0.40kg/m3，裝藥結(jié)構(gòu)為:對于粉狀類硝銨炸藥采用間隔藕合裝藥，對于乳化炸藥采用間隔不耦合裝藥結(jié)構(gòu)形式，具體操作：

當(dāng)鉆孔深度超過10m以上時(shí)，第一步孔底先裝入礦山改性增強(qiáng)劑為鉆孔深度的5.0%，然后裝入炸藥為鉆孔深度的30%，置入第一藥段的起爆藥包和雷管并引出腳線；第二步裝入礦山改性增強(qiáng)劑為鉆孔深度的20%，間隔后再裝入炸藥為鉆孔深度的20%，并置入到第二藥段起爆藥包和雷管并引出腳線；第三步填塞，完成裝藥；

當(dāng)鉆孔深度在5-10m以內(nèi)時(shí)，第一步孔底先裝入炸藥為鉆孔深度的30%，置入第一藥段的起爆藥包和雷管并引出腳線；第二步裝入礦山改性增強(qiáng)劑為鉆孔深度的25%，間隔后再裝入炸藥為鉆孔深度的20%，并置入到第二藥段起爆藥包和雷管并引出腳線，第三步填塞，完成裝藥；

2、對淺孔爆破：孔徑38-50mm、孔深1m-5.0m的鉆孔爆破的使用方法；

小臺階高度為1.0m-5.0m，適用多排、單排零星布孔，垂直、水平、傾斜鉆孔的方法；

最小抵抗線為0.3 m -1.0m，鉆孔深度為1.0m-5.0m，孔間距為0.3m-1.0m；排間距為0.3m-1.0m；

炸藥單耗為0.5kg/m3，裝藥采用間隔不耦合裝藥結(jié)構(gòu)形式，具體步驟為：

第一步孔底先裝入炸藥為鉆孔深度的30%，置入第一藥段的起爆藥包和雷管并引出腳線；第二步裝入礦山改性增強(qiáng)劑為鉆孔深度的20%，間隔后再裝入炸藥為鉆孔深度的20%，并置入到第二藥段起爆藥包和雷管并引出腳線；第三步填塞，完成裝藥。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明涉及炸藥藥劑及其制備方法，屬于爆破開采領(lǐng)域。

背景技術(shù)

[0002]隨基礎(chǔ)工程項(xiàng)目建設(shè)和水利、水電、高速高鐵建設(shè)的發(fā)展需要，工業(yè)炸藥作為特殊的器材，廣泛應(yīng)用于各類工程建設(shè)中爆破使用。但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展、進(jìn)步以及對環(huán)境保護(hù)要求也越來越高的需求，新工藝、新產(chǎn)品和新技術(shù)的推廣應(yīng)用順應(yīng)了新形勢發(fā)展的需要。

[0003]目前，工業(yè)炸藥在工程應(yīng)用中得到廣泛的使用，但其利用率較低、有效爆破僅達(dá)到炸藥爆炸能量的30%，大量的炸藥能量則消耗在爆炸過程中，不僅給工程項(xiàng)目帶來大量的爆破有害效應(yīng)和不良影響，同時(shí)不能滿足環(huán)境保護(hù)、清潔節(jié)能工程的需求。

[0004]工業(yè)炸藥的新技術(shù)發(fā)展和電子數(shù)碼雷管的推廣應(yīng)用，在很大程度上提高了生產(chǎn)效率，緩解了爆破有害效應(yīng)造成的危害，但未能從根本上得到有效的解決。

發(fā)明內(nèi)容

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種礦山改性增強(qiáng)劑，由以下組份按質(zhì)量配比制成：

水90-92份、熱膨脹劑2.6-3.5份、穩(wěn)定增稠劑2.6-3.5份、增強(qiáng)劑2.6-2.8份、調(diào)節(jié)劑0.1-0.2份；

所述水組份為過濾后的自來水或天然礦泉水；

所述熱膨脹劑為硬脂酸、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、甘膽酸鈉中的一種或幾種組成；

所述穩(wěn)定增稠劑為麥芽糊精、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、冰醋酸中的一種或幾種組成；

所述增強(qiáng)劑為糖精鈉、碳酸氫銨、蔗糖、半纖維素酶、聚陰離子纖維素醚、中性蛋白酶中的一種或幾種組成；

調(diào)節(jié)劑由中性活性劑、有色素劑中的一種或兩種組成，所述中性活性劑為棕櫚醇或者山梨醇；所述有色素劑為姜黃素或者檸檬黃素；

制備方法，包括以下步驟：

1.按上述質(zhì)量配比稱?。簾崤蛎泟?、穩(wěn)定增稠劑和增強(qiáng)劑加入容器中，加熱混合攪拌，加熱溫度為90-105℃，攪拌溶化時(shí)間為10-15分鐘，然后停止加熱備用；

2.按上述質(zhì)量配比稱取水量，裝入所述容器中，然后加入上述步驟1配制好的組份進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為15-20分鐘。

[0006]3.按上述質(zhì)量稱取微量的調(diào)節(jié)劑緩慢加入容器中，繼續(xù)攪拌5-10分鐘使其充分混合，攪拌均勻后停止；得到呈檸檬黃或淡黃色液體，即礦山改性增強(qiáng)劑。

[0007]所述礦山改性增強(qiáng)劑的使用方法包括如下操作步驟：

1、對深孔爆破：孔徑大于50-250mm、孔深大于5.0-20m的鉆孔爆破的使用方法；

1）臺階設(shè)計(jì)高度為5.0-15.0m，采用多排三角形布孔或單排直線垂直鉆孔的方法；

2）最小抵抗線為2.5-5.0m，鉆孔深度為6.0m-18.0m，孔間距為3.0m-5.5m；排間距為2.5m-5.0m；

3）炸藥單耗為0.35-0.40kg/m3，裝藥結(jié)構(gòu)為:對于粉狀類硝銨炸藥采用間隔藕合裝藥，對于乳化炸藥采用間隔不耦合裝藥結(jié)構(gòu)形式，具體操作：

2、對淺孔爆破：孔徑38-50mm、孔深1-5.0m的鉆孔爆破的使用方法；

1）小臺階高度為1.0m-5.0m，適用多排、單排零星布孔，垂直、水平、傾斜鉆孔的方法；

2）最小抵抗線為0.3-1.0m，鉆孔深度為1.0m-5.0m，孔間距為0.3m-1.0m；排間距為0.3m-1.0m；

3）炸藥單耗為0.5kg/m3，裝藥采用間隔不耦合裝藥結(jié)構(gòu)形式，具體步驟為：

[0008]本發(fā)明以上提供的技術(shù)方案與現(xiàn)行技術(shù)相比，具有以下有益成效：

1）本發(fā)明制備方法簡單、操作方便，原材料來源廣泛、成本較低，可使用于大規(guī)模生產(chǎn)制備；

2）本發(fā)明作為輔助器材具有較強(qiáng)的提高爆破效率的能力，降低了主要器材炸藥的使用量，符合節(jié)能環(huán)保、降低有害效應(yīng)的要求；

3）本發(fā)明的技術(shù)方案，適用于各種礦山、大型土石方平場工程道路開挖、城鎮(zhèn)控制爆破以及復(fù)雜環(huán)境淺孔爆破隧道掘進(jìn)爆破的場合使用，安全性良好。

附圖說明

[0009]圖1為鉆孔深度10m-20m裝藥結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為鉆孔深度1.0-9m裝藥結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

[0010]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

[0011]實(shí)施例1

由以下組份按質(zhì)量配比制成：

天然礦泉水90份、硬脂酸1.5份、十二烷基硫酸鈉2份、麥芽糊精1.5份、羧甲基纖維素鈉2份、碳酸氫銨2.8份、棕櫚醇0.1份、姜黃素份0.1份；

制備方法，包括以下步驟：

1）將硬脂酸1.5份、十二烷基硫酸鈉2份、麥芽糊精1.5份、羧甲基纖維素鈉2份、碳酸氫銨2.8份加入容器中，加熱混合攪拌，加熱溫度為95-105℃，攪拌溶化時(shí)間為12分鐘，然后停止加熱備用；

2. 將天然礦泉水90份裝入另一容器中，然后加入上述步驟1配制好的組份進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為15分鐘；

3.將棕櫚醇0.1份和姜黃素份0.1份緩慢加入容器中，繼續(xù)攪拌5-10分鐘使其充分混合，得到呈檸檬黃或淡黃色液體，即礦山改性增強(qiáng)劑。

[0012]實(shí)施例2

由以下組份按質(zhì)量配比制成：

天然礦泉水90份、十二烷基硫酸鈉1.5份、甘膽酸鈉2份，聚丙烯酰胺2份、羧甲基纖維素鈉1.5份、蔗糖1.8份、糖精鈉1.0份、山梨醇0.1份、檸檬黃素0.1份；

制備方法，包括以下步驟：

1）十二烷基硫酸鈉1.5份、甘膽酸鈉2份、聚丙烯酰胺2份、羧甲基纖維素鈉1.55份、蔗糖1.8份、糖精鈉1.0份加入容器中，加熱混合攪拌，加熱溫度為95-105℃，攪拌溶化時(shí)間為12分鐘，然后停止加熱備用；

2. 將天然礦泉水90份裝入另一容器中，然后加入上述步驟1配制好的組份進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為15分鐘；

3.將山梨醇0.1份、檸檬黃素0.1份緩慢加入容器中，繼續(xù)攪拌5-10分鐘使其充分混合，得到呈檸檬黃或淡黃色液體，即礦山改性增強(qiáng)劑。

[0013]實(shí)施例3

由以下組份按質(zhì)量配比制成：

天然礦泉水92份、十二烷基硫酸鈉2.7份、羧甲基纖維素鈉2.6份、碳酸氫銨2.6份、山梨醇0.1份；

制備方法，包括以下步驟：

1）將十二烷基硫酸鈉2.7份、羧甲基纖維素鈉2.6份、碳酸氫銨2.6份加入容器中，加熱混合攪拌，加熱溫度為95-105℃，攪拌溶化時(shí)間為12分鐘，然后停止加熱備用；

2）將水90份裝入另一容器中，然后加入上述步驟1配制好的組份進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為15分鐘；

3.將山梨醇0.1份慢加入容器中，繼續(xù)攪拌7分鐘使其充分混合，得到呈檸檬黃或淡黃色液體，即礦山改性增強(qiáng)劑。

[0014]以下為礦山改性增強(qiáng)劑進(jìn)行實(shí)例使用方法，參考圖1、圖2；

一、大方縣星宿至三元公路建設(shè)項(xiàng)目實(shí)例

本項(xiàng)目為鄉(xiāng)村公路建設(shè)項(xiàng)目，全長11.54km，開挖路段集中在K5+600—K6+220范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)高程為1341.789m，地面高程1358.002m，路基寬度為10.02m，高邊坡為1:0.5和1:0.3，低邊坡為1:0.75，最大開挖深度16.21m，臺階高度5-9m，炮孔直徑為φ90mm，抵抗線為2.5-3.0m，孔間距為3.0-3.5m，排間距為2.5-3.0m，孔深為6-10m，主裝藥為粉狀硝銨類炸藥單耗為0.35kg/m3，延米裝藥量為4.5—5.0kg/m，填塞長度為2.5-3.0m，單孔藥量≤25kg，單孔負(fù)擔(dān)爆破量為45-50m3，其孔數(shù)、總裝藥量及總爆破方量由工程實(shí)際確定。

[0015]2020年11月18日k5+600～k5+790段，使用實(shí)施例1改性增劑；

具體操作：

第一步孔底先裝入炸藥為鉆孔深度的30%，置入第一藥段的起爆藥包和雷管并引出腳線；

第二步裝入礦山改性增強(qiáng)劑為鉆孔深度的25%，間隔后再裝入炸藥為鉆孔深度的20%，并置入到第二藥段起爆藥包和雷管并引出腳線，

第三步填塞，完成裝藥。

[0016]本例總孔數(shù)135個(gè)、裝藥量為1748㎏、爆破方量為6908m3，單孔裝藥量為13㎏，單孔負(fù)擔(dān)爆破方量為51.17m3，炸藥單耗為0.25㎏/m3。

[0017]實(shí)際藥量消耗與項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)對比：

與原設(shè)計(jì)方案對比，單孔裝藥量為13kg，比項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)單孔裝藥量≤25kg，減少12kg；降低藥量占比48%，單孔負(fù)擔(dān)爆破量為51.17m3，比項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)單孔負(fù)擔(dān)爆破方量45-50m3，增大1.17m3，提高爆破方量占比2.34-2.6%；炸藥單耗為0.25kg/m3，比項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)炸藥單耗為0.35kg/m3，減少0.1kg/m3，降低炸藥單耗占比28.5%。

[0018]二、大方縣貓場勇福砂廠項(xiàng)目實(shí)例

大方縣貓場勇福砂廠位于大方縣貓場鎮(zhèn)長征村，地理位置坐標(biāo)為東經(jīng)：105.335663；北緯：27.99467，屬喀斯特地貌特征，巖石為中等硬度的石灰?guī)r性，地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可鉆性和可爆性良好；240m范圍內(nèi)無居民樓和保護(hù)設(shè)施；項(xiàng)目設(shè)計(jì)臺階高度為13m，鉆孔直徑φ70mm，抵抗線3.0m，孔間距3.0m，排間距2.5m，鉆孔深度15m，主裝藥為粉狀類硝銨炸藥，炸藥單耗0.35kg/m3，單孔藥量≤39kg，延米藥量3.0-3.5kg/m3；單孔負(fù)擔(dān)爆破方量112.5m3，總孔數(shù)和總裝藥量、總爆破方量由工程實(shí)際確定。

[0019]2021年3月13日爆破作業(yè)，使用實(shí)施例3改性增劑；

具體操作：

第一步孔底先裝入礦山改性增強(qiáng)劑為鉆孔深度的5.0%，然后裝入炸藥為鉆孔深度的30%，置入第一藥段的起爆藥包和雷管并引出腳線；

第二步裝入礦山改性增強(qiáng)劑為鉆孔深度的20%，間隔后再裝入炸藥為鉆孔深度的20%，并置入到第二藥段起爆藥包和雷管并引出腳線；

第三步填塞，完成裝藥。

[0020]本例總孔數(shù)為46個(gè)、裝藥量為1311㎏、爆破方量為6210m3，單孔藥量為28.5㎏，單孔爆破方量為135m3，炸藥單耗為0.21kg/m3。

[0021]與原設(shè)計(jì)方案對比，單孔裝藥量為28.5kg，比項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)單孔裝藥量≤39kg，減少10.5kg，降低藥量占比26.9%；單孔負(fù)擔(dān)爆破量為135m3，比項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)單孔負(fù)擔(dān)爆破方量112.5m3，增大12.5m3,提高爆破方量占比11.1%；炸藥單耗為0.22kg/m3，比項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)炸藥單耗為0.35kg/m3，減少0.13kg/m3，降低炸藥單耗占比37.1%。

[0022]三、大方縣黃泥塘鎮(zhèn)雞場村長土砂廠項(xiàng)目實(shí)例

大方縣黃泥塘鎮(zhèn)雞場村長土砂廠位于大方縣黃泥塘鎮(zhèn)雞場村，距大方縣城約26km，礦山范圍由6個(gè)拐點(diǎn)圈定，開采標(biāo)高+1446～+1385m，地貌為溶蝕、侵蝕中高山形地貌，基石結(jié)構(gòu)良好，地質(zhì)構(gòu)造簡單，中等硬度巖石；生產(chǎn)廠區(qū)距距爆區(qū)74m，設(shè)備設(shè)施距爆區(qū)142m，190m處為雞場小學(xué)，環(huán)境較復(fù)雜。

[0023]項(xiàng)目設(shè)計(jì)臺階高度10m，鉆孔深度為12m，鉆孔直徑φ70mm，抵抗線2.5-3.0m，孔間距3.0m，排間距2.5m，炸藥單耗為0.3-0.35kg/m3，單孔藥量≤30kg，延米裝藥量為3.0-3.5kg/m，單孔負(fù)擔(dān)爆破方量90m3，孔數(shù)和總裝藥量、總爆破方量由工程實(shí)際確定。

[0024]2021年3月16日爆破作業(yè)，使用實(shí)施例3改性增劑；

具體操作：

第一步孔底先裝入礦山改性增強(qiáng)劑為鉆孔深度的5.0%，然后裝入炸藥為鉆孔深度的30%，置入第一藥段的起爆藥包和雷管并引出腳線；

第二步裝入礦山改性增強(qiáng)劑為鉆孔深度的20%，間隔后再裝入炸藥為鉆孔深度的20%，并置入到第二藥段起爆藥包和雷管并引出腳線；

第三步填塞，完成裝藥。

[0025]本例總孔數(shù)為102個(gè)、裝藥量為2045㎏、爆破方量為9435m3，單孔藥量為20.0㎏，單孔負(fù)擔(dān)爆破方量為92.5m3，炸藥單耗為0.22㎏/m3。

[0026]與原設(shè)計(jì)方案對比，單孔裝藥量為20.0kg，比項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)單孔裝藥量≤30kg，減少10kg，降低藥量占比33.3%；單孔負(fù)擔(dān)爆破量為92.5m3，比項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)單孔負(fù)擔(dān)爆破方量90m3，增大2.5m3，提高爆破方量占比2.77%；炸藥單耗為0.22kg/m3，比項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)炸藥單耗為0.30-0.35kg/m3，減少0.08kg/m3，降低炸藥單耗占比22.8%。

[0027]四、大方縣鼎新鄉(xiāng)同心村姚寨組姚寨小學(xué)崩塌地質(zhì)災(zāi)害防治工程項(xiàng)目

該工程位于大方縣城南西方向約50km處，距鄉(xiāng)鎮(zhèn)府所在地東北方向約5km，崩塌區(qū)域位于姚寨村民居住區(qū)東北側(cè)斜坡陡崖地段，地理坐標(biāo)為：東經(jīng)105.38224405，北緯26.94751931，危巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，后緣發(fā)育一組陡傾卸荷裂隙，上厚下薄，底部有壓裂跡象，高度20m，寬度30m，平均厚7.2m，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、危險(xiǎn)性較大；小臺階設(shè)為2.5m，鉆孔直徑為φ40mm，鉆孔深度為2.5-3.0m，孔排距為0.45-0.50m，最小抵抗線0.45-0.50m，炸藥為φ32mm×200g乳化炸藥，炸藥單耗為0.5kg/m3，設(shè)計(jì)孔裝藥量0.4-0.6kg，尤其是2#危巖體和3#危巖體環(huán)境極復(fù)雜，此項(xiàng)目屬復(fù)雜環(huán)境項(xiàng)目工程。

[0028]2021年7月14日，2#危巖體排危爆破使用實(shí)施例2改性增強(qiáng)劑；

具體操作：

第一步孔底先裝入炸藥為鉆孔深度的30%，置入第一藥段的起爆藥包和雷管并引出腳線；

第二步裝入礦山改性增強(qiáng)劑為鉆孔深度的25%，間隔后再裝入炸藥為鉆孔深度的20%，并置入到第二藥段起爆藥包和雷管并引出腳線；

第三步填塞，完成裝藥。

[0029]與原設(shè)計(jì)方案對比，平均單孔裝藥量為0.30kg，比項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)炸藥量為0.40-0.60kg，減少0.1kg，降低炸藥量占比16%—25%，炸藥單耗為0.30kg/m3，比項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)炸藥單耗為0.5kg/m3，減少0.2kg/m3，降低炸藥單耗占比40%。

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