矿山改性增强剂及其使用方法

1350 编辑：中冶有色技术网来源：贵州天佑源农业科技有限公司

2022-06-09 16:24:35

权利要求

1.矿山改性增强剂，其特征在于由以下组份按质量配比制成：

水90-92份、热膨胀剂2.6-3.5份、稳定增稠剂2.6-3.5份、增强剂2.6-2.8份、调节剂0.1-0.2份；

所述水组份为过滤后的自来水或天然矿泉水；

所述热膨胀剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、甘胆酸钠中的一种或几种组成；

所述稳定增稠剂为麦芽糊精、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、冰醋酸中的一种或几种组成；

所述增强剂为糖精钠、碳酸氢铵、蔗糖、半纤维素酶、聚阴离子纤维素醚、中性蛋白酶中的一种或几种组成；

调节剂由中性活性剂、有色素剂中的一种或两种组成，所述中性活性剂为棕榈醇或者山梨醇；所述有色素剂为姜黄素或者柠檬黄素；

制备方法，包括以下步骤：

1.按上述质量配比称取：热膨胀剂、稳定增稠剂和增强剂加入容器中，加热混合搅拌，加热温度为90-105℃，搅拌溶化时间为10-15分钟，然后停止加热备用；

2.按上述质量配比称取水量，装入所述容器中，然后加入上述步骤1配制好的组份进行搅拌，搅拌时间为15-20分钟；

3.按上述质量称取调节剂缓慢加入容器中，继续搅拌5-10分钟使其充分混合，搅拌均匀后停止；得到呈柠檬黄或淡黄色液体，即矿山改性增强剂。

2.权利1所述矿山改性增强剂的使用方法，其特征在于包括如下操作步骤：

对深孔爆破：孔径大于50 mm -250mm、孔深大于5.0 m -20m以上的钻孔爆破的使用方法；

台阶设计高度为5.0 m -15.0m，采用多排三角形布孔或单排直线垂直钻孔的方法；

最小抵抗线为2.5m -5.0m，钻孔深度为6.0m-18.0m，孔间距为3.0m-5.5m；排间距为2.5m-5.0m；

炸药单耗为0.35-0.40kg/m³，装药结构为:对于粉状类硝铵炸药采用间隔藕合装药，对于乳化炸药采用间隔不耦合装药结构形式，具体操作：

当钻孔深度超过10m以上时，第一步孔底先装入矿山改性增强剂为钻孔深度的5.0%，然后装入炸药为钻孔深度的30%，置入第一药段的起爆药包和雷管并引出脚线；第二步装入矿山改性增强剂为钻孔深度的20%，间隔后再装入炸药为钻孔深度的20%，并置入到第二药段起爆药包和雷管并引出脚线；第三步填塞，完成装药；

当钻孔深度在5-10m以内时，第一步孔底先装入炸药为钻孔深度的30%，置入第一药段的起爆药包和雷管并引出脚线；第二步装入矿山改性增强剂为钻孔深度的25%，间隔后再装入炸药为钻孔深度的20%，并置入到第二药段起爆药包和雷管并引出脚线，第三步填塞，完成装药；

2、对浅孔爆破：孔径38-50mm、孔深1m-5.0m的钻孔爆破的使用方法；

小台阶高度为1.0m-5.0m，适用多排、单排零星布孔，垂直、水平、倾斜钻孔的方法；

最小抵抗线为0.3 m -1.0m，钻孔深度为1.0m-5.0m，孔间距为0.3m-1.0m；排间距为0.3m-1.0m；

炸药单耗为0.5kg/m³，装药采用间隔不耦合装药结构形式，具体步骤为：

第一步孔底先装入炸药为钻孔深度的30%，置入第一药段的起爆药包和雷管并引出脚线；第二步装入矿山改性增强剂为钻孔深度的20%，间隔后再装入炸药为钻孔深度的20%，并置入到第二药段起爆药包和雷管并引出脚线；第三步填塞，完成装药。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及炸药药剂及其制备方法，属于爆破开采领域。

背景技术

[0002]随基础工程项目建设和水利、水电、高速高铁建设的发展需要，工业炸药作为特殊的器材，广泛应用于各类工程建设中爆破使用。但随着技术的不断发展、进步以及对环境保护要求也越来越高的需求，新工艺、新产品和新技术的推广应用顺应了新形势发展的需要。

[0003]目前，工业炸药在工程应用中得到广泛的使用，但其利用率较低、有效爆破仅达到炸药爆炸能量的30%，大量的炸药能量则消耗在爆炸过程中，不仅给工程项目带来大量的爆破有害效应和不良影响，同时不能满足环境保护、清洁节能工程的需求。

[0004]工业炸药的新技术发展和电子数码雷管的推广应用，在很大程度上提高了生产效率，缓解了爆破有害效应造成的危害，但未能从根本上得到有效的解决。

发明内容

[0005]针对现有技术的不足之处，本发明提供一种矿山改性增强剂，由以下组份按质量配比制成：

水90-92份、热膨胀剂2.6-3.5份、稳定增稠剂2.6-3.5份、增强剂2.6-2.8份、调节剂0.1-0.2份；

所述水组份为过滤后的自来水或天然矿泉水；

所述热膨胀剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、甘胆酸钠中的一种或几种组成；

所述稳定增稠剂为麦芽糊精、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、冰醋酸中的一种或几种组成；

所述增强剂为糖精钠、碳酸氢铵、蔗糖、半纤维素酶、聚阴离子纤维素醚、中性蛋白酶中的一种或几种组成；

调节剂由中性活性剂、有色素剂中的一种或两种组成，所述中性活性剂为棕榈醇或者山梨醇；所述有色素剂为姜黄素或者柠檬黄素；

制备方法，包括以下步骤：

2.按上述质量配比称取水量，装入所述容器中，然后加入上述步骤1配制好的组份进行搅拌，搅拌时间为15-20分钟。

[0006]3.按上述质量称取微量的调节剂缓慢加入容器中，继续搅拌5-10分钟使其充分混合，搅拌均匀后停止；得到呈柠檬黄或淡黄色液体，即矿山改性增强剂。

[0007]所述矿山改性增强剂的使用方法包括如下操作步骤：

1、对深孔爆破：孔径大于50-250mm、孔深大于5.0-20m的钻孔爆破的使用方法；

1）台阶设计高度为5.0-15.0m，采用多排三角形布孔或单排直线垂直钻孔的方法；

2）最小抵抗线为2.5-5.0m，钻孔深度为6.0m-18.0m，孔间距为3.0m-5.5m；排间距为2.5m-5.0m；

3）炸药单耗为0.35-0.40kg/m³，装药结构为:对于粉状类硝铵炸药采用间隔藕合装药，对于乳化炸药采用间隔不耦合装药结构形式，具体操作：

2、对浅孔爆破：孔径38-50mm、孔深1-5.0m的钻孔爆破的使用方法；

1）小台阶高度为1.0m-5.0m，适用多排、单排零星布孔，垂直、水平、倾斜钻孔的方法；

2）最小抵抗线为0.3-1.0m，钻孔深度为1.0m-5.0m，孔间距为0.3m-1.0m；排间距为0.3m-1.0m；

3）炸药单耗为0.5kg/m³，装药采用间隔不耦合装药结构形式，具体步骤为：

[0008]本发明以上提供的技术方案与现行技术相比，具有以下有益成效：

1）本发明制备方法简单、操作方便，原材料来源广泛、成本较低，可使用于大规模生产制备；

2）本发明作为辅助器材具有较强的提高爆破效率的能力，降低了主要器材炸药的使用量，符合节能环保、降低有害效应的要求；

3）本发明的技术方案，适用于各种矿山、大型土石方平场工程道路开挖、城镇控制爆破以及复杂环境浅孔爆破隧道掘进爆破的场合使用，安全性良好。

附图说明

[0009]图1为钻孔深度10m-20m装药结构示意图；

图2为钻孔深度1.0-9m装药结构示意图。

具体实施方式

[0010]下面结合实施例对本发明做进一步说明。

[0011]实施例1

由以下组份按质量配比制成：

天然矿泉水90份、硬脂酸1.5份、十二烷基硫酸钠2份、麦芽糊精1.5份、羧甲基纤维素钠2份、碳酸氢铵2.8份、棕榈醇0.1份、姜黄素份0.1份；

制备方法，包括以下步骤：

1）将硬脂酸1.5份、十二烷基硫酸钠2份、麦芽糊精1.5份、羧甲基纤维素钠2份、碳酸氢铵2.8份加入容器中，加热混合搅拌，加热温度为95-105℃，搅拌溶化时间为12分钟，然后停止加热备用；

2. 将天然矿泉水90份装入另一容器中，然后加入上述步骤1配制好的组份进行搅拌，搅拌时间为15分钟；

3.将棕榈醇0.1份和姜黄素份0.1份缓慢加入容器中，继续搅拌5-10分钟使其充分混合，得到呈柠檬黄或淡黄色液体，即矿山改性增强剂。

[0012]实施例2

由以下组份按质量配比制成：

天然矿泉水90份、十二烷基硫酸钠1.5份、甘胆酸钠2份，聚丙烯酰胺2份、羧甲基纤维素钠1.5份、蔗糖1.8份、糖精钠1.0份、山梨醇0.1份、柠檬黄素0.1份；

制备方法，包括以下步骤：

1）十二烷基硫酸钠1.5份、甘胆酸钠2份、聚丙烯酰胺2份、羧甲基纤维素钠1.55份、蔗糖1.8份、糖精钠1.0份加入容器中，加热混合搅拌，加热温度为95-105℃，搅拌溶化时间为12分钟，然后停止加热备用；

2. 将天然矿泉水90份装入另一容器中，然后加入上述步骤1配制好的组份进行搅拌，搅拌时间为15分钟；

3.将山梨醇0.1份、柠檬黄素0.1份缓慢加入容器中，继续搅拌5-10分钟使其充分混合，得到呈柠檬黄或淡黄色液体，即矿山改性增强剂。

[0013]实施例3

由以下组份按质量配比制成：

天然矿泉水92份、十二烷基硫酸钠2.7份、羧甲基纤维素钠2.6份、碳酸氢铵2.6份、山梨醇0.1份；

制备方法，包括以下步骤：

1）将十二烷基硫酸钠2.7份、羧甲基纤维素钠2.6份、碳酸氢铵2.6份加入容器中，加热混合搅拌，加热温度为95-105℃，搅拌溶化时间为12分钟，然后停止加热备用；

2）将水90份装入另一容器中，然后加入上述步骤1配制好的组份进行搅拌，搅拌时间为15分钟；

3.将山梨醇0.1份慢加入容器中，继续搅拌7分钟使其充分混合，得到呈柠檬黄或淡黄色液体，即矿山改性增强剂。

[0014]以下为矿山改性增强剂进行实例使用方法，参考图1、图2；

一、大方县星宿至三元公路建设项目实例

本项目为乡村公路建设项目，全长11.54km，开挖路段集中在K5+600—K6+220范围内，设计高程为1341.789m，地面高程1358.002m，路基宽度为10.02m，高边坡为1:0.5和1:0.3，低边坡为1:0.75，最大开挖深度16.21m，台阶高度5-9m，炮孔直径为φ90mm，抵抗线为2.5-3.0m，孔间距为3.0-3.5m，排间距为2.5-3.0m，孔深为6-10m，主装药为粉状硝铵类炸药单耗为0.35kg/m³，延米装药量为4.5—5.0kg/m，填塞长度为2.5-3.0m，单孔药量≤25kg，单孔负担爆破量为45-50m³，其孔数、总装药量及总爆破方量由工程实际确定。

[0015]2020年11月18日k5+600～k5+790段，使用实施例1改性增剂；

具体操作：

第一步孔底先装入炸药为钻孔深度的30%，置入第一药段的起爆药包和雷管并引出脚线；

第二步装入矿山改性增强剂为钻孔深度的25%，间隔后再装入炸药为钻孔深度的20%，并置入到第二药段起爆药包和雷管并引出脚线，

第三步填塞，完成装药。

[0016]本例总孔数135个、装药量为1748㎏、爆破方量为6908m3，单孔装药量为13㎏，单孔负担爆破方量为51.17m3，炸药单耗为0.25㎏/m3。

[0017]实际药量消耗与项目方案设计对比：

与原设计方案对比，单孔装药量为13kg，比项目方案设计单孔装药量≤25kg，减少12kg；降低药量占比48%，单孔负担爆破量为51.17m³，比项目方案设计单孔负担爆破方量45-50m³，增大1.17m³，提高爆破方量占比2.34-2.6%；炸药单耗为0.25kg/m³，比项目方案设计炸药单耗为0.35kg/m³，减少0.1kg/m³，降低炸药单耗占比28.5%。

[0018]二、大方县猫场勇福砂厂项目实例

大方县猫场勇福砂厂位于大方县猫场镇长征村，地理位置坐标为东经：105.335663；北纬：27.99467，属喀斯特地貌特征，岩石为中等硬度的石灰岩性，地质结构稳定，可钻性和可爆性良好；240m范围内无居民楼和保护设施；项目设计台阶高度为13m，钻孔直径φ70mm，抵抗线3.0m，孔间距3.0m，排间距2.5m，钻孔深度15m，主装药为粉状类硝铵炸药，炸药单耗0.35kg/m³，单孔药量≤39kg，延米药量3.0-3.5kg/m³；单孔负担爆破方量112.5m³，总孔数和总装药量、总爆破方量由工程实际确定。

[0019]2021年3月13日爆破作业，使用实施例3改性增剂；

具体操作：

第一步孔底先装入矿山改性增强剂为钻孔深度的5.0%，然后装入炸药为钻孔深度的30%，置入第一药段的起爆药包和雷管并引出脚线；

第二步装入矿山改性增强剂为钻孔深度的20%，间隔后再装入炸药为钻孔深度的20%，并置入到第二药段起爆药包和雷管并引出脚线；

第三步填塞，完成装药。

[0020]本例总孔数为46个、装药量为1311㎏、爆破方量为6210m3，单孔药量为28.5㎏，单孔爆破方量为135m3，炸药单耗为0.21kg/m3。

[0021]与原设计方案对比，单孔装药量为28.5kg，比项目方案设计单孔装药量≤39kg，减少10.5kg，降低药量占比26.9%；单孔负担爆破量为135m³，比项目方案设计单孔负担爆破方量112.5m³，增大12.5m³,提高爆破方量占比11.1%；炸药单耗为0.22kg/m³，比项目方案设计炸药单耗为0.35kg/m³，减少0.13kg/m³，降低炸药单耗占比37.1%。

[0022]三、大方县黄泥塘镇鸡场村长土砂厂项目实例

大方县黄泥塘镇鸡场村长土砂厂位于大方县黄泥塘镇鸡场村，距大方县城约26km，矿山范围由6个拐点圈定，开采标高+1446～+1385m，地貌为溶蚀、侵蚀中高山形地貌，基石结构良好，地质构造简单，中等硬度岩石；生产厂区距距爆区74m，设备设施距爆区142m，190m处为鸡场小学，环境较复杂。

[0023]项目设计台阶高度10m，钻孔深度为12m，钻孔直径φ70mm，抵抗线2.5-3.0m，孔间距3.0m，排间距2.5m，炸药单耗为0.3-0.35kg/m³，单孔药量≤30kg，延米装药量为3.0-3.5kg/m，单孔负担爆破方量90m³，孔数和总装药量、总爆破方量由工程实际确定。

[0024]2021年3月16日爆破作业，使用实施例3改性增剂；

具体操作：

第一步孔底先装入矿山改性增强剂为钻孔深度的5.0%，然后装入炸药为钻孔深度的30%，置入第一药段的起爆药包和雷管并引出脚线；

第二步装入矿山改性增强剂为钻孔深度的20%，间隔后再装入炸药为钻孔深度的20%，并置入到第二药段起爆药包和雷管并引出脚线；

第三步填塞，完成装药。

[0025]本例总孔数为102个、装药量为2045㎏、爆破方量为9435m3，单孔药量为20.0㎏，单孔负担爆破方量为92.5m3，炸药单耗为0.22㎏/m3。

[0026]与原设计方案对比，单孔装药量为20.0kg，比项目方案设计单孔装药量≤30kg，减少10kg，降低药量占比33.3%；单孔负担爆破量为92.5m³，比项目方案设计单孔负担爆破方量90m³，增大2.5m³，提高爆破方量占比2.77%；炸药单耗为0.22kg/m³，比项目方案设计炸药单耗为0.30-0.35kg/m³，减少0.08kg/m³，降低炸药单耗占比22.8%。

[0027]四、大方县鼎新乡同心村姚寨组姚寨小学崩塌地质灾害防治工程项目

该工程位于大方县城南西方向约50km处，距乡镇府所在地东北方向约5km，崩塌区域位于姚寨村民居住区东北侧斜坡陡崖地段，地理坐标为：东经105.38224405，北纬26.94751931，危岩体节理裂隙发育，后缘发育一组陡倾卸荷裂隙，上厚下薄，底部有压裂迹象，高度20m，宽度30m，平均厚7.2m，结构复杂、危险性较大；小台阶设为2.5m，钻孔直径为φ40mm，钻孔深度为2.5-3.0m，孔排距为0.45-0.50m，最小抵抗线0.45-0.50m，炸药为φ32mm×200g乳化炸药，炸药单耗为0.5kg/m³，设计孔装药量0.4-0.6kg，尤其是2#危岩体和3#危岩体环境极复杂，此项目属复杂环境项目工程。

[0028]2021年7月14日，2#危岩体排危爆破使用实施例2改性增强剂；

具体操作：

第一步孔底先装入炸药为钻孔深度的30%，置入第一药段的起爆药包和雷管并引出脚线；

第二步装入矿山改性增强剂为钻孔深度的25%，间隔后再装入炸药为钻孔深度的20%，并置入到第二药段起爆药包和雷管并引出脚线；

第三步填塞，完成装药。

[0029]与原设计方案对比，平均单孔装药量为0.30kg，比项目方案设计炸药量为0.40-0.60kg，减少0.1kg，降低炸药量占比16%—25%，炸药单耗为0.30kg/m³，比项目方案设计炸药单耗为0.5kg/m³，减少0.2kg/m³，降低炸药单耗占比40%。

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