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簇联非电导爆管起爆网路在青海木里煤矿的应用
2015-06-29
结合青海木里煤矿的爆破特点和工程实践,对接力式簇联、复式簇联、复式交叉簇联 等几类簇联非电导爆管起爆网路的联接方式进行了分析,并应用概率论方法对其可靠度进行了定 量分析比较,为矿山起爆网路的优化及应用提供参考。
SeJruianle.N2o0.15554 现 ꢀ 代 ꢀ 矿 ꢀ 业 2015总年 第65月54第期 6 期 MODERN MINING 簇 联 非 电 导 爆 管 起 爆 网 路 在 青 海 木 里 煤 矿 的 应 用 刘 ꢀ 坚 1 ꢀ 张 建 华 1 ꢀ 赵 ꢀ 强 2 ꢀ 吴 ꢀ 迪 1 ( 1. 武 汉 理 工 大 学 资 源 与 环 境 工 程 学 院 ; 2. 北 方 爆 破 工 程 有 限 责 任 公 司 ) ꢀ ꢀ 摘 ꢀ 要 ꢀ 结 合 青 海 木 里 煤 矿 的 爆 破 特 点 和 工 程 实 践 , 对 接 力 式 簇 联 、 复 式 簇 联 、 复 式 交 叉 簇 联 等 几 类 簇 联 非 电 导 爆 管 起 爆 网 路 的 联 接 方 式 进 行 了 分 析 , 并 应 用 概 率 论 方 法 对 其 可 靠 度 进 行 了 定 量 分 析 比 较 , 为 矿 山 起 爆 网 路 的 优 化 及 应 用 提 供 参 考 。 关 键 词 ꢀ 非 电 导 爆 管 ꢀ 簇 联 网 路 ꢀ 可 靠 度 ꢀ 非 电 导 爆 管 起 爆 网 路 1] 具 有 安 全 可 靠 、 操 作 简 [ R = R R R R . ( 2) ꢀ 1 2 3 4 便 、 适 应 性 强 等 特 点 , 在 工 程 爆 破 中 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 但 是 , 目 前 导 爆 管 起 爆 网 路 是 否 通 畅 检 测 缺 乏 有 效 手 段 , 因 此 对 其 可 靠 度 的 分 析 便 显 得 尤 为 重 要 。 ꢀ ꢀ 又 由 于 目 前 R 和 R 没 有 科 学 的 量 化 方 法 进 行 3 处 理 , 因 而 文 中 实 际 考 虑 的 是 导 爆 管 、 雷 管 以 及 网 路 4 设 计 所 决 定 的 起 爆 网 路 可 靠 度 。 1 ꢀ 工 程 概 况 2. 2ꢀ 基 本 假 定 目 前 青 海 木 里 露 天 煤 矿 年 产 量 为 810 多 万 t, 矿 ①起 爆 元 件 与 网 路 仅 可 能 有 正 常 和 故 障 2 种 状 态 , 没 有 中 间 状 态 ; ②导 爆 管 传 爆 可 靠 度 为 1, 导 爆 管 雷 管 各 段 别 的 准 爆 率 相 等 ; ③仅 考 虑 起 爆 元 件 自 区 处 于 高 原 地 区 , 以 白 砂 岩 为 主 , 岩 石 节 理 裂 隙 发 育 明 显 , 岩 石 普 氏 硬 度 系 数 为 8 ~ 12。 由 于 爆 破 网 路 联 接 方 式 种 类 繁 多 , 由 此 导 致 的 盲 炮 现 象 时 有 发 生 , 对 矿 山 生 产 造 成 了 较 大 影 响 , 并 且 一 旦 发 生 盲 炮 , 警 戒 一 时 无 法 解 除 , 对 矿 山 交 通 造 成 了 较 大 的 影 响 , 网 路 联 接 已 成 为 亟 待 解 决 的 问 题 。 木 里 煤 矿 采 用 排 间 微 差 起 爆 , 起 爆 网 路 为 簇 联 联 接 , 簇 联 也 俗 称 “ 一 把 抓 ” 。 [ 5] 和 网 路 联 结 方 式 对 网 路 可 靠 度 的 影 响 , 身 可 靠 度 其 他 因 素 视 为 理 想 条 件 。 2. 3ꢀ 计 算 结 果 分 析 网 路 可 靠 度 的 计 算 方 法 有 : ①提 出 最 小 分 支 的 最 小 值 准 则 , 将 网 路 中 最 后 1 个 炮 孔 或 最 小 分 支 可 靠 度 的 最 小 值 作 为 该 网 路 的 可 靠 度 ; ②将 所 有 结 点 都 起 爆 的 概 率 当 作 该 分 支 网 路 的 可 靠 度 ; ③将 1 个 2 ꢀ 起 爆 网 路 可 靠 度 计 算 2 . 1ꢀ 可 靠 度 定 义 [ 6] 。 文 起 爆 网 路 在 规 定 的 条 件 下 , 在 规 定 的 时 间 内 , 完 分 支 的 传 爆 概 率 当 作 该 分 支 网 路 的 可 靠 度 中 采 用 第 1 种 方 法 计 算 网 路 可 靠 度 。 2. 3. 1ꢀ 接 力 式 簇 联 网 路 可 靠 度 成 规 定 功 能 的 能 力 被 称 为 网 路 可 靠 性 2] 。 由 于 “ 完 成 规 定 功 能 ” 是 一 随 机 事 件 , 可 以 运 用 概 率 论 及 其 他 随 机 事 件 定 量 表 示 其 可 能 性 , 即 可 靠 度 3] , 记 为 R。 起 爆 网 路 由 各 个 元 件 组 成 , 如 导 爆 管 、 雷 管 等 , 因 此 网 路 可 靠 度 与 元 件 可 靠 度 密 切 相 关 , 此 外 , “ 起 爆 网 路 应 在 规 定 条 件 、 规 定 时 间 内 完 成 规 定 功 能 ” 这 一 事 件 还 与 网 路 设 计 及 现 场 施 工 工 艺 有 关 , 因 此 网 路 可 靠 度 还 取 决 于 网 路 设 计 和 现 场 施 工 工 艺 。 建 立 的 起 爆 网 路 可 靠 度 数 学 分 析 模 型 4] 如 下 [ [ 接 力 式 簇 联 网 路 孔 内 采 用 单 发 高 段 别 起 爆 雷 管 , 孔 外 采 用 双 发 低 段 别 雷 管 作 传 播 雷 管 。 网 路 示 意 如 图 1 所 示 , 网 路 中 元 件 可 靠 度 表 示 为 P0 , 应 用 可 靠 性 数 学 中 的 矩 估 计 法 得 出 雷 管 的 准 爆 率 不 低 于 0. 975 7] , 则 取 P = 0. 975。 [ 0 对 于 双 发 捆 绑 传 爆 雷 管 正 常 起 爆 而 言 , 只 有 当 主 线 雷 管 依 次 起 爆 后 , 最 后 1 条 支 线 和 孔 内 雷 管 正 常 起 爆 网 路 的 最 后 1 个 炮 孔 才 能 起 爆 , 将 第 m 级 分 支 任 意 炮 孔 正 常 起 爆 的 可 靠 度 作 为 网 路 的 可 靠 度 , 则 有 [ R = f( R R R R4 ) , ( 1) 1 2 3 式 中 , R 为 网 路 可 靠 度 ; R 为 导 爆 管 可 靠 度 ; R2 为 雷 1 管 可 靠 度 ; R 为 现 场 施 工 工 艺 可 靠 度 ( 含 人 为 因 3 素 ) ; R 为 其 他 偶 然 因 素 可 靠 度 。 R = [ 1 - ( 1 - P0 ) 2] m+1 P0 , ( 3) 式 中 , P0 为 原 件 初 始 可 靠 度 ; m 为 主 线 雷 管 数 目 。 式 ( 3) 中 , m 取 不 同 值 所 对 应 的 网 路 可 靠 度 见 表 1。 4 由 于 以 上 各 事 件 互 为 独 立 事 件 , 因 此 有 ꢀ ꢀ 刘 ꢀ 坚 ( 1990— ) , 男 , 硕 士 研 究 生 , 430070 湖 北 省 武 汉 市 洪 山 区 珞 狮 路 122 号 。 1 55 总 第 554 期 现 代 矿 业 2015 年 6 月 第 6 期 图 3ꢀ 复 式 交 叉 簇 联 网 路 0 ꢀ 式 ( 5) 中 , n 取 不 同 值 所 对 应 的 网 路 可 靠 度 见 表 图 1ꢀ 接 力 式 簇 联 网 路 示 意 R = [ 1 - ( 1 - P ) ] [ 1 - ( 1 - P0 ) 2 ] P . ( 5) 4 n 表 1ꢀ 不 同 m 值 对 应 的 网 路 可 靠 度 0 ꢀ m R 5 10 20 30 40 50 0. 945 3 。 0. 972 0. 969 0. 963 0. 957 0. 951 表 3ꢀ 不 同 n 值 对 应 的 网 路 可 靠 度 ꢀ ꢀ 由 表 1 可 知 , 当 m 取 40 时 网 路 可 靠 度 仍 可 达 n 10 0. 974 20 0. 974 50 0. 974 100 0. 974 300 0. 974 500 0. 974 到 0. 951, 由 此 得 出 , 接 力 式 簇 联 网 路 能 够 满 足 该 爆 R 破 工 程 的 要 求 。 ꢀ ꢀ 由 表 3 可 知 , 随 着 n 值 大 幅 增 加 网 路 可 靠 度 基 2 . 3. 2ꢀ 复 式 簇 联 网 路 可 靠 度 本 保 持 不 变 , 基 本 与 单 发 雷 管 准 爆 率 相 等 , 满 足 爆 破 工 程 的 要 求 。 复 式 簇 联 网 路 由 孔 内 采 用 双 发 高 段 别 起 爆 雷 [ 8] , 孔 外 采 用 双 发 传 爆 雷 管 簇 联 而 成 , 每 双 发 捆 管 3 ꢀ 结 ꢀ 论 ( 绑 雷 管 依 次 记 为 1 ~ n, 共 2 个 分 支 , 如 图 2 所 示 。 1) 在 相 同 孔 数 条 件 下 , 复 式 交 叉 簇 联 网 路 使 用 雷 管 数 最 少 , 经 济 成 本 最 低 。 ( 2) 在 其 他 条 件 相 同 条 件 下 , 复 式 交 叉 簇 联 网 路 可 靠 度 最 高 , 而 且 可 靠 度 稳 定 , 基 本 不 随 孔 数 的 增 加 而 递 减 。 图 2ꢀ 复 式 簇 联 网 路 该 网 路 中 只 有 2 个 分 支 均 失 效 , 最 后 1 个 炮 孔 才 不 能 起 爆 , 将 最 后 1 个 炮 孔 起 爆 的 可 靠 度 作 为 该 网 路 可 靠 度 , ( 3) 尽 管 文 中 所 提 的 3 种 簇 联 联 接 方 式 均 能 满 足 该 矿 爆 破 工 程 要 求 , 但 复 式 交 叉 簇 联 网 路 具 有 成 本 低 廉 、 操 作 简 便 、 网 路 清 晰 的 优 点 , 如 果 增 加 雷 管 段 别 仍 能 实 现 逐 孔 起 爆 , 提 高 爆 破 质 量 , 因 此 , 推 荐 矿 山 优 先 采 用 复 式 交 叉 簇 联 起 爆 网 路 。 R = 1 - { 1 - [ 1 - ( 1 - P0 ) 2 ] n } 2 , ( 4) 式 中 , P 为 原 件 初 始 可 靠 度 ; n 为 雷 管 数 目 。 0 式 ( 4) 中 , n 取 不 同 值 所 对 应 的 网 路 可 靠 度 见 表 2 。 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 表 2ꢀ 不 同 n 值 对 应 的 网 路 可 靠 度 [ [ [ [ [ 1] ꢀ 中 国 力 学 学 会 工 程 爆 破 专 业 委 员 会 . 爆 破 工 程 [ M] . 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 , 1992. n 40 100 200 300 400 500 2] ꢀ 唐 健 军 . 起 爆 网 路 的 可 靠 性 及 其 评 价 方 法 [ J] . 矿 业 研 究 与 开 发 , 1986( 4) : 161168. R 0. 999 0. 996 0. 986 0. 971 0. 951 0. 928 ꢀ ꢀ 由 表 2 可 知 , 当 爆 破 孔 数 达 到 400 个 时 , 该 网 路 3] ꢀ 孔 ꢀ 伟 . 复 杂 系 统 可 靠 性 工 程 相 关 理 论 及 技 术 研 究 田 [ D] . 重 庆 : 重 庆 大 学 , 2002 可 靠 度 达 0. 951, 可 见 复 式 簇 联 网 路 能 满 足 该 矿 山 4] ꢀ 将 仁 言 , 左 明 健 . 可 靠 性 模 型 与 应 用 阿 [ M] . 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 , 1999. 爆 破 工 程 要 求 。 2 . 3. 3ꢀ 复 式 交 叉 簇 联 网 路 可 靠 度 5] ꢀ 齐 世 福 . 基 本 单 元 的 可 靠 性 试 验 及 结 果 分 析 [ J] . 爆 破 , 2003 复 式 交 叉 簇 联 网 路 孔 内 采 单 发 高 段 别 雷 管 , 孔 ( S) : 80102. 外 分 为 2 个 部 分 , 分 别 采 用 2 发 低 段 别 传 播 雷 管 “ 一 把 抓 ” , 第 i 级 和 第 i + 1 级 孔 外 雷 管 交 叉 相 联 形 成 复 式 的 簇 联 网 路 , 如 图 3 所 示 。 [ 6] ꢀ 杨 月 平 . 非 电 起 爆 网 路 可 靠 性 研 究 及 其 计 算 软 件 评 价 开 发 [ D] . 长 沙 : 中 南 大 学 , 2005. [ [ 7] ꢀ 姚 ꢀ 尧 , 孟 ꢀ 冲 , 师 俊 平 . 捆 联 及 跨 越 式 联 接 线 路 提 高 导 爆 管 起 爆 网 路 的 可 靠 度 [ J] . 工 程 爆 破 , 1996( 4) : 6063. 8] ꢀ 曹 ꢀ 跃 , 赵 ꢀ 翔 . 簇 联 导 爆 管 网 路 传 爆 联 接 方 式 探 讨 [ J] . 爆 破 , 2006, 23( 2) : 7779. 最 后 1 个 炮 孔 起 爆 的 条 件 是 孔 外 2 个 分 支 的 1 n 级 传 爆 雷 管 按 顺 序 任 意 起 爆 其 中 1 个 , 将 最 后 1 ~ 个 炮 孔 起 爆 的 可 靠 度 作 为 整 个 网 路 的 可 靠 度 , ( 收 稿 日 期 20150106) 1 56
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