扇形中深孔爆破在锡矿山南矿的初步实践.pdf

7} ，礓簪 I 爆 破 c 一 扇形中深孔爆破在锡矿 山南矿 的初步实践 锡 矿山矿务局 7 Y g | 【 摘要】 本文详早夼绍了上向扇形中深孔爆破在锡矿山 南矿采矿中的初步实践经验，并对如何进一步提 高谈工 艺爆破 效 果进行 了探讨 ． 关键词扇 形中深孔爆破效果炮孔密集系数 在 地下采矿中 ，由于扇形 中深孔崩矿 具 有生产效率高，劳动条件好，所需凿岩巷道 少，布孔灵活等优点而被广泛应甩。建国四 十多年 以来，我 国已积累 了丰富的 申深孔爆 破 技术经验。腺改革爆破参数外，还发展和 实施了挤压爆破、多排孔同段爆破等技术， 引进和消化了非 电起爆系统，试验生产了高 威力 炸药，这些对我 国中深孔爆破 起到了 巨 大 推动作用 。 近 年来 ，锡矿 山南矿为 了提 高 生 产 效 率 ，改 善工人劳 动条件 ，在 中厚矿休开采 中 进行了扇形中深孔崩矿工艺试验， 自l 9 9 0 年 下半年开始落矿，至年底采出矿石近2 万t ， 取 得 了工艺试 验的成 功 ，获得 了较好 的经济 效益。通过初步实践，我们 已摸索出了一定 拘扇 形 中深孔爆破经验。 1 矿体性 质与采 场结构参数 该 工艺 试验在锡矿 山南矿 1 5 中段6 3 ～6 9 穿脉之间进行。试采 区矿体距离 地 表2 9 0 ～ 3 0 0 m，赋 存于 厚层 页岩之下 的硅 化灰 岩 中， 呈缓倾斜似层状产 出 ，矿石坚 硬 稳 固，f “ ～l 6 ，节理裂 隙较 为发 育 ，凿岩 性不好 。 矿体 直接顶板为不稳 固的厚层页岩 ，f 2 ～ 4，节 理发育 ，与 矿体 成不 整 台接触 ，极易 冒落。矿体底板为部分硅化的灰岩，接触面 不明显，起伏变化较大，f t 4 1 6 ，稳固。 采 场沿矿 体走 向布置，如 图 l，其长度 为6 0 m左右 ，采场宽 度 逆 倾向斜 长 8 m， 高度8 m，当矿体高度超过8 m对 ，实 行 分层 回采 。在靠近矿休 的底盘沿走 向布置 采准 巷 道，它既是中深孔凿岩巷道，又是铲运机出 矿巷道 简称凿装道。 圈1采准工 程布 置示意圈 l 一辩坡遗I 分段联络道；3 一舟段营装 遭 ； 一簟 【 矿幅井I 、 I 一一分段、二分段 2 采矿工艺简况 采场回采逆倾向由下往上进行，采一个 克一个 ，实行盘 区内连续不问戢 回采．沿矿 体倾 向靠下部 中段第 一个采场采用胶 结料充 填，作为 下部 中段回采的人 工顶柱 ，其余采 场采 空区均采用粗 颗粒水 砂充填。为回采下 扇形中深孔爆破在锡矿白南矿的研步实践祝赫显 维普资讯 一 个 呆场时确 保非胶 结的粗颗粒水 砂充填体 不致 塌落 ， 采场逆倾 向的上侧圆采成 5 0 6 0 。 的倾斜壁 面。当矿体厚度小于 或等于 8 m 时 ， 实行 先切 顶和安装水泥药卷 锚杆支护顶 板。 圊采用采 矿 台车钻眼 ，装 药器 装药 ，扇 形中 深孔爆破 ，w J D一7 5 型 电动铲运 机 出 矿 ， 出矿过程 采用C DC 1 0 型 采场顶板作业车处理 松 石并 维护顶 板安全 。 采 场回采结束后 ，采用粗 颗粒 水砂对采 空 区进行 一 次充填 。为 了保证爆破 不影 响粗 颗粒 水砂充填 体的稳定性 ，研 究人 员根 据极 限平 衡理论选定基础 参数 内聚力与 内摩 擦角 对 充填体斜壁稳定性进行 了电算模 拟分析 ， 得出未加固 的充填体最小 安全 系数 为1 ． 0 1 2 ， 大于极 限平衡状态 f 1 ，证明该斜 壁在 不加 固的情 况下是处 于稳 定状态 的，考虑 到 安全储备较 小 0 ． o 1 2 ，我们还 采取 了 下 列技 术措施进行加 固 2 1 采用粗颗粒混合充 填料 ，并 采用 合 理 的级 配， 降低其孔隙率增加其密度 ，从 而增 强其稳定性。粗颗粒水砂充填料大约由8 0 ％ 经破 碎筛 分的手选尾矿 和2 0 ％的矿 碴组 成， 平 均粒径1 4 ． 9 4 ram，最大粒 径4 5 m } 2 2 保 证中深孔孔 底距充 填 体 斜 壁0 ． 2 -- ● ． 4 m的安全距离 ，以 防止爆破 时崩 垮 充 填 体； 2 3 采用单摊同段多排孔内微差复式 起 爆 佣向崩矿，以起到侧伺挤 压斜壁粗颗粒水砂 充填体的作用，从而增加其稳定性， 2 4 紧靠采空医的充填体斜壁，按垂 直 斜 壁 面的方 向铺设荆笆棍 ，使其起 到固筋的作 用 。荆 笆提问 距 5 1 0 c m，长 度 1 ． 5 ～2 m， 每 隔2 3 w ． 的高度铺一层 。 3 炮孔的设计 与施工 3 ． 1 炮孔设计参数与技术要求 设计 参羝 排距1 ． 5 m ，赫面 角 9 0 。 ， 孔底距 1 ． 8 ～2 ． 4 m； 炮 孔密集系 数 1 ． 2 ～1 ． 6 ； 每排孔磐8 ～1 0 个|炮孔深度 1 ． 5 ～u． 5 m}每米炮孔崩矿量5 ． 1 e t ／ m 孔 径 6 5 mi i l o 为保证爆 破效果， 同排炮 孔必须保持在 一 个垂直面 上，炮孔深度和 角度必须达 到设 计 位置。为 防止爆破对相邻采 场充填体产生 破 坏，靠近 充填体一侧 的炮 孔孔底 与充填体 斜壁的距离保持在0 ． 2 ～0 ． 4 m之间，其他炮 孔则 超深 回采边界0 ． 5 m， 以保证 回采 边界整 齐规则 。炮孔布置如 图2 所 示。 3 ． 2炮孔的施工 3 2 1 钻凿机具 。选用 C TC 1 4 型 轮 胎 式 单 机采矿 台车 ， 配用Ycz 9 0 型导 轨式独 立回 转 凿岩机 ， 6 5 mm的柱齿钎 头。采 用 接 杆 钻 凿 ，接杆长 1 ． 2 m。 围2炮 孔布 置示意图 l 一充填体}2 一中踩孔 ；3 一特采矿体；‘ 一凿装遭 3 2 2 钻 孔作业 。由采场两 端向 中间进行 ， 双机三 班作 业，单机 鼹人操作，穿孔 速度为 0 ． 3 ～0 ． 5 m／ mi n ，台班实际打眼能力平均为 2 5 3 0 m，最高达4 5 m。由于矿岩 硬 度 大， 节理裂 睐发育，工人操作不 够熟练，卡钎并 造成钢 钎报废现象较为严重 ，这在很大程度 上影 响了打眼能力 。 3 2 3 炮孔的标设 与验 收。炮 孔的钻 荫 质 量在很 大程度上影响爆破效果 ，为 了保证炮 孔钻 凿质量 ，在钻凿前，根据设计在实 地标 定开 眼位置 、炮孔深度 ，钻 凿 角度，钻凿过 程中，技术人员跟班指导，并进行有关原始 资料记录， 当炮 孔钻 凿 了一定 数量后 ，由溅 量人 员进行炮 孔验收 和测绘，发现不合格炮 孔，及 时补孔 。 一 2 4 ⋯ 有 色 矿 山一一 i 9 9 3． 2 维普资讯 4 装药与起爆 爆 破的 炸药 为 自制粉状铵邻 炸药 性能 略 好于 铵松 蜡炸药 ，用装药器 进行 压气装 一 药 。设计的装药结构为交叉装药系数法，装 药 系数 为0 ． 6 0 ． 7 ，切割立槽的 中深孔装药 系数不少于0 ． 7 。设计单 位 炸 药 消 耗 量 为 0 ． 4 7 k g ／ t 。 利用采场端部切割并 为 自 由 面，布置 4 ～5 排 中深孔 多排 多 向微差爆破一 次形成切 割 立槽 以切 割立槽和凿装道为 自由面 进行 大 量 崩矿。 装药时 ，导爆 索铺设整个 泡孔 ，并在靠 近孔 口的位置安设毫秒非电塑料导爆管，然 后用炮泥填塞，炮泥填塞长度不少 于0 ． 2 m。 装药 完 毕后，即可联线点火 ，起爆 采用毫 秒 非 电塑料导爆管一 导爆索 复式 起爆 网 路，单 排 同段 多排 孔 内微差，火 雷管 一 次引爆 。每 次 爆破8 ～1 O 排 ， 一次崩矿长 度 为 1 2 1 5 m， 崩矿 量 1 5 0 0 2 0 0 0 t 。起爆 网路 敷 设 见 图 3 所 示。 5 爆破效果分析 围3起爆 网路 敷设 示意 图 1 一异爆管 }2 一炮孔 3 一支导瀑索1 一火胃管， 、 5 ～主导爆煮，6 一 支导爆索 扇形中深孔爆破在我局南矿经过近两年 的生产实践 ，整 体来说是成 功的 。从爆破矿 岩爆堆来看 ，矿 岩块度较 小，均匀性好 ，最 大 块度不超过4 0 0 mm，未超 出我局制 定的大 块标准 ，不 需要进行二 次爆破，爆 堆在 自由 面一端 成5 0 。 左右 ，充满整 个分 段 宽 度 。爆 破 时没 有出现崩 坏糨邻 采场租颗粒水 砂充填 体 面产 生矿 石二次贫化 的现 象， 同时 矿石基 本上采 下 丁。据统 计，该 工艺试 验每 米崩矿 量为 3 3 t ，，单位 炸药消 耗量 为0 ． 7 4 6 k g ／ t ， 采矿作 业成本为 1 O ． 5 9 元／ t 。 从上述 技术经济指标 中我们看到，该工 艺试验过程中每米炮孔崩矿量较小，单位炸 药 消耗量偏大，采矿 作业成本 偏高，这主 要 是我们在试 验阶 缺乏管理经 验，对作业人 员技术培训 不够，操作工人 劳动 熟 练 程 度 差 ，责任心 不强，尤其是原 材料消耗控制 不 严 浪 费较 大。凿岩 卡钎现 象较严重 ，报废 孔多。炮孔装药 量控制不准 ，大多超过设 计 装药量 ，而 且反 弹损失较大 ，这些因素在 一 定 程度上 增大 了采矿作业成 本。爆破参数选 择过于保守，炮 孔密集系数偏小 ，施工时较 大部分炮孔孔 底距 未超过1 ． 8 m，加 上 形 成 切割立槽的炮孔及部分废孔也统计在内，造 成每米炮孔崩矿量过小，也影响到采矿作业 成本。现在，我们在进一步试用中对原材料 消耗实行定额考核管理，作业工人操作技术 水平也有一定程度的提高，炮孔孔底距也适 当增大，这些指标 已有所 改善 。 6 进一步提高爆破效果 的认识 6 1 选用 高威力 炸药 ， 一 改 进装 药 结 构 ，减 少单位炸药消耗量 。我局扇形中深孔爆破设 计装药结构虽采用交叉装药 系数法，但在实 际装 药过 程中， 由于采用胶 管进 行 压 气 装 药 ，因作 业工人操作 经验不足 ，装药 系数控 制不准 ，炮孔装药量 普遍过 多，部 分炮 孔装 药系数甚 至达到 丁9 0 ％以上 ，造成矿岩孔 口 部分过粉 碎，单 位炸药消 耗量过 大 如采用 高威力乳胶粒状炸药，孔底用装药器装填散 装炸 药 以提高装药密度 ，孔 口装 填柱 状炸 药 药包并适当 增大炮 泥填塞长 度，则炮 孔装药 量较 易把 握， 丽时 炸药反 弹损失也可显著减 少，矿岩孔 口过粉 碎的 弊端可 以诮除，炸药 单耗可 降低，瀑破效果 将明显提 高 。 6 2适 当提 高炮 孔孔底距 ，增大 炮孔 密 集 ．扁形中藩孔爆馥在锡矿山南矿的韧步实践祝檬囊 一 2 5 维普资讯 一 7 ， 锄 逆 初 堆 ff - 一 光面爆破在我矿掘进中的应用 篦子沟矿昝 月法 ● -●- _ _一 我矿采 用有 底柱 分段崩落法 ， 电耙道 、 进 回风遣 的稳定性 是极为重要的 。根据 多年 观 察 采用普通法掘进，普遍存在超挖量大， 这不但 增加 了排 矸 矿 量 和 回填量，而 且 破坏 了原岩的稳定性 。一年 来的使用表 明， 光 面爆 破应用于这 些服务年 限较 长的巷 遘是 极 为有效的 。本 文就 我矿光面爆 破 使 用 情 况。特别是微 差导爆管在光面爆破 中的使甩 作一 介绍。 1 光面爆破采用 的方法 l l 导硐 法 系数。 以改 善爆 破效果 。根据 爆破 理论， 当 整排炮孔 同时起 爆时 ，爆 轰气体和应力渡就 会骤然集中于炮孔排面附近，裂晾的产生和 发展要快和先于其它区域。裂隙的传播与炮 孔 孔底距有关 ，当炮 孔孔底距较 小，炮 孔之 间就会很快 连通 ，脱离岩体形成预裂 面，造 成能量过早释放，使其它部分裂 晾得不弱充 分发育，拉悼应力波也得不到完全作用。当 加大炮 孔孔底距，提高 炮孔密集系数 时，爆 破作用时间加长，裂隙发育充分，拉伸作用 加大 ．因而，在我局矿 岩节 理裂隙 比较 发育 的情况下，适当提高炮孔密集系数对提高爆 破效果 是有益的 。根 据我们的实践 以及过 去 平行 中深孔爆破 经验 ，并 参阅国内其他矿 山 资料，认为 把炮孔孔 底距提 高 到2 ． 4 ～2 ． 8 m 是 比较 合适 的，这不仅可改 善爆破 效果， 同 时 可降 低采 矿作 业成本 。 7 结 语 扇 形中深孔爆破在 我局 是首 次应 用，经 3 多 - 导 碉法 即预留光 面层，开始，光面层 以 内的掏槽 眼 、辅助 眼、底眼和帮眼等超 前一 炮爆破，超前距离须在7 0 0 ram以上 。以后备 炮的滞后光面层与超前掏槽眼、辅助眼，帮 服 ，底 眼同时爆破。表面 眼仅 中间一个 炮眼 装秒差导爆管 ，其余光面 眼用 导爆 索引爆， 以确 保光 面 眼同时引爆 。 l 2 微差导爆 管洼 该法 即在 掌子面垒部 采用 毫秒导爆 管。 掏槽用l 、 4 或2 、5 两个段，跳两个 段，以 保 证有 足够的时间 掏心 。周 围辅助 眼 用5 ～l 0 段导爆管。周边 服应 采用一个 段， 以保证巷 过近两年的生产实践，已基本上 被 工 人 掌 握 。它不仅在 技术上 可 行 ，安 全 可 靠， 同 时 ，它便于 集中作业，大大 改善 了 作 业 条 件 ，简化了回采工艺，并显著地提高了采场 综合生产能力，为实现 三 强 开采创造了 条件 。可 以预言， 随着 我局 质量 管理 不断 加 强，爆破装药 结构 和爆 破参数的不断 优化， 扇形中深孔爆破效果定会得到 大 幅 度 提 高，矿山生产能力将可达到一个 更 高 的 水 平。 ． 参考文献 l李洪球 ．扇形中最孔装药结构及爆破参数柏 确 定 ． 有色矿 山。l 9 9 1 ， 3 O ～3 3 ． 2白胍祥． 提高中踩孔爆破弛果柏有弛途径．有色矿山， l 9 9 2 ， 2 2 6 2 8 ． 、 3北京矿 冶研究 总院、 锡矿山矿 务局 ．锡矿 山粗颗粒 水移竟其采矿方{ 圭 试验研究 ．国家 七五 重点科技 攻关项 目鉴定 赍科，1 9 9 0 年I o 胃． 责任编辑肖泽话 一 2 0 一 有 色矿 山一 1 9 9 3 ． 2 维普资讯