提高银山铅锌矿露天采场爆破质量的途径探讨.pdf

2 0 0 1年 7月 第 3 O卷第 4期 有色矿山 N J nf er F ou s M i ae s J u 】 ． 2 0 0 l Vol 3 0 No 4 提 高银 山铅 锌矿 露天 采场 爆破 质 量 的途 径探 讨 张 有 福 银 山铅 锌 矿 ．江西 德 兴 3 3 4 2 0 1 [ 关 键 词 ]露天 采 场 ； 爆 破 质量 ；技 术措 施 [ 擒要 ]针 对银 山铅锌 矿 露 _天采 场 影 响爆 破 质 苗的 原固进 行 了分 析 研 究， 提 出 了 以降 低大 块 率 、 根 底 章 、 减 少 后 冲 。 改 善爆 破 质 量 为 中 心 的 一 系列 技 术 与管 理 的建 议 和 措 施 ， 以探 讨 提 高 矿 山 经 济 效益 的途 径 。 [ 中图 分 类号 ] F D 2 3 5 4[ 文献 标 识码 ]A[ 文章 编 号 ]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 1 0 4 ． 0 0 1 3 0 4 ． Di s c us s i o n o n t he wa y of i mpr o v i ng b l a s t i ng e f f e c t i n o pe n- pi t o f Yi ns ha n Le a d- z i nc M i ne Z HANG YOUf u Yi n s h a n L∞ z i n c M i n e ． De c i n g 3 3 4 2 0 1 ． Ch i n a Ke y w o r d s o p e n p i t ；b l a s t i n g e f f e c t ；t e c h n i e a 1 me a s u r e s Ab s t r a c t Ba s e d o n t h e a n a l y s i s a n d s t u d y o n t h e c a u s e o f a f f e c t i n g b l a s t i n g e f f e c t i n o p e n p i t o f Yi n s ha n Le a d z i n c M i n e ，a s e r i e s o f t e c h n i c a l a n d ma n a g e me n t s u g g u s t i o n s a n d me a s u r e s ，wh i c h i s r e d u c i ng b o u l d e r y i e l d ， [ r e q u e n c y o f r o c k t o e a n d b a c k b r e a k， a r e p u t o u t ， S O t h e wa y o f i mp r o v i n g mi n e e c o n o mi c b e n e f i t a r e d i s c u s s e d 大块 率高 、 采场 不平 整 、 经 常 出现后 冲现 象是露 天 中深 孔爆 破普 遍 出现 的问题 ， 以降 低 大块率 、 根底 率 、 减 少后冲 为中心改 善爆破 质 量 的研 究 ， 国 内外 都有 不 少 报道 。 本 人 在 总结 前人经 验 基 础上 ， 结 合银 山矿露 天采 场 爆 破实践 ， 对 影 响爆 破 质 量 的原 因 进 行 了分 析 ， 并 对改 善爆 破 质量 的途 径进行 了探 讨。 1 概 述 银 山铅锌 矿是 一 个 多金属 矿 田， 由银 山 区、 九龙 上 天 区 、 北 山 区三 个铅 锌 矿 区和 铜 区、 银 山西 区两 个 金铜 硫 矿 区共 5个 矿 区 组 成。现有 井下 和露天两 种 开采 方式 。井下 是 1 9 5 8年建矿 ， 至今 已开采 4 2年， 露天 采 场基 [ 收 稿日期 ] 2 0 0 1 - 叭一 0 8 [ 任订 日期 ]2 0 0 1 0 4 2 O 【 作者 简介 ]张 有福 1 9 6 6 一 ． 男 。 江 西 南 艟 凡 工程师 ， 从 事 矿 山采 矿 技术 工作 。 建 始于 1 9 9 2年， 现有 生产 能力 6 0 0 ～8 0 0 t ／ d ， 后 期将 建 成 8 0 0 0～ 1 0 0 0 0 t ／ d的 规模 目前 露 天 采场 年采 剥 总量 3 5万 t 采 矿 主 要 设 备 4 电 铲2 台，型 号 分 别 为 D一4和 WK一4 型 ； 1 5 0 mm 钻 机 2 台， 型 号 分 别 为 KQ 一1 5 0 和 KQX 一 1 5 0型 ， 2 0 t B J Z 3 3 6 4 自 卸汽车 9台。 台阶 高 度 1 0 m， 矿 石 类 型 为黄 铜 矿 、 硫砷 铜矿 、 砷 黝铜矿 、 变 胶状黄铜 矿 ， 矿 石体 重为 2 ． 8 8 t ／ ， 松散 系 数为 1 ． 5 4 ～ 1 ． 6 矿体 由多条 细脉浸 染状 矿脉 组成 。矿体和 围 岩大部 分 由蚀变 千枚 岩 和 蚀 变 英安 斑 岩 组 成 ， 矿 石和 围岩 的 区别 仅 仅 是金 属 量 含 量高 低及蚀 变 程 度 之 强 弱。 干 枚 岩 岩 石 片理 发 育 ， 受构 造作用 裂隙显 得更 密集 ， 矿 岩稳 固性 中等 ， 硬度系数 为 f 6 ～8 ； 英安 斑 岩 岩石 致 密坚 硬， 节理 发 育较 差 ， 矿 岩 稳 固性 较 好 ， 硬 度系数 为 f 8～1 2 。矿 体 走 向 为 E W 向， 矿 脉大都与 围岩 片理一致 维普资讯 1 4 有色矿山 2 0 0 1正 露 天 中深 孔爆 破， 孔辣 1 2 m， 炸 药 主要 是 矿 八 四 厂 自产 铵 松 蜡 炸 药 ． 少 量 外 购 乳 化 炸 药 ， 炸药 使 用 塑料 袋 包 装， 其 规 格 为 1 3 0 ram 5 0 0 mm 直径 长 度 ， 6 ． 5 k g ／ 条， 起 爆 器 材 为导爆索 和非 电塑料导爆管 雷管 。 目前露 天采场采剥工 艺采 用 由南 向北 开采 的纵 1 开 采工 艺。 生产几年 来 ， 经 常出现 根底 、 大块及 后 冲现象 ， 造成 台 阶不平 整， 高低相 差 1 ～3 m 不等 ． 严重 制 约 生产 ， 给 生产 管理 ， 安 全 及现 场标 准化建 设 带来 很 多 困难 ， 从 而 影 响 露 天 采场经 济效 益 的提 高 ， 也 影响大 露 采 的 开发 建 设 。因此 ， 如 何 改 善爆 破 质量 已成 为 采矿 工程技术 人员探讨 的一个关 键性的课 题 2影 响爆 破 质 量 的 原 因 2 ． 1自然山坡 银 山矿铜 区山体属丘 陵型， 山坡较 缓 ， 因 此 临近 山坡 穿 孔 困难 ， 前 排炮 孔底 盘 抵 抗 线 大 ． 始终 存有爆 破死 角， 因此 ， 爆 破后 易产 生 根 底和大块 ， 甚至 出现 孤 岛型 岩墙 。如 1 4 0、 1 5 0 m 台 阶西 边 靠 山坡 处 ， 分 别在 1 9 9 8年 和 1 9 9 9年出现 过岩墙 。 2 ． 2 岩石性质 和结构性 银 山矿铜区 矿体产 于蚀变 干枚 岩和 蚀变 斑 岩中， 矿体与围岩在平面上有 规律 的交替状 产出． 千枚 岩岩石硬 度较 软， 且 片理裂 隙发育。 由于采用纵 向开采 工艺 ， 采剥工作线与矿体基 本一致 ， 近似 平行 ， 即爆 破方 向与 片理方 向垂 直或斜 交。这样 在同一爆 破 区域， 当炮孔前 方 有片理 裂隙发 育的岩石和 坚硬的矿 石， 爆破 时 产生的气体 易从裂隙中冲出， 留下矿石墙而 形 成根底 ； 而 当炮 孔前 方有坚 硬 的矿 石， 炮孔 后 有片理 裂隙发 育的岩石时， 爆破产生 的气体 同 样易从裂隙中冲 出而形 成后冲， 给下 次爆破 布 孔穿孔造成困难 ， 造成再 次爆破前排炮孔 底盘 抵抗线大， 极易形成根 底和大块 。 2 3 炸药 因素 1 炸 药 自身能 量 低 ， 对 前 部 矿 石推 力 小。本矿 八四 厂 生产 的 铵松 蜡炸 药， 其爆 速 和 猛 度分 别 为 3 2 0 0～3 3 0 0 m／ s和 1 2 mm， 小 于 其他类 型 的销铵类 炸药 。同样采 用人工 塑 料 袋包装 ， 受操 作 因素影 响和经济 利益驱 动， 数 量偏差 大 ． 常 出现短斤 少两或超 量的现象 ， 给 炮孔装 药量 的计算 带来 困难 。这样 当出现 负偏差 时 ， 若 按 设 计计 算 装药 条 数 ， 装 药 量 少 ， 前 排炮孔 对 其前 部 矿 石 的 破碎推 移困 难 而 形成大块 或 根 底 ， 同时 造成 后 排炮 孔 的 岩 石夹制力增 大 ， 向前 推 移 困 难， 而 形 成后 冲 ； 当出现正偏 差 时 ． 装 药量 增 加， 易产 生 飞 石， 不 利于安 全 生产。 2 炸药 与岩石 的波 阻抗 不 匹配 。炸 药 在炮孔 中爆 炸 ， 在 定容绝 热条件下 ， 产 生的高 温 、 高 压产物 ， 其 密度 可 看作 炸 药 原 密 度， 其 爆 速 可视 为冲 击波纵 波速 度 。冲击波 触及 炮 孔 壁 时， 假设 为垂 直入 射 ， 如 图 1所示 。设 炸 药 1 P l ， C 】 和 岩 石 2 P 2 ， C 2 的界 面即 炮 孔 壁 为 A A 。 注 El 、 E2 、 E3 表 示炸 药 射 、 透 射 、 反射 的能 量 其关 系式 为 E L E2 E3 ； 。 、 表 示密 度 、 纵 波建度 即渡 阻抗 。 围 I 纵 波 垂 直 人 射示 意 图 根据 渡 阻抗理 论 得 知 ， 当炸 药 的波阻 抗 P C 】 与 岩 石 的 波 阻 抗 P 2 C b 2 相 等 时 ， 即 P l C P l 6 2 C P 2 ． 炸 药 能 量 全 部 用 于 破 碎 岩 石 ， 岩 石 破 碎 程 度 高 。 而 当 炸 药 的波 阻 抗 p l C P l 小于岩 石 的渡 阻抗 P 2 2 时 ， 即 P l C P l ， C z 2 ， 炸药能 量 利 用 系数 低， 岩 石破 碎 程 度 不 完 全 。 银 山 矿 铜 区 矿 石 密 度 为 2 ． 9 1 g ／ c m3 ． 纵 渡速 度 为 5 0 0 0 r r ds ， 而 本 矿 八 四厂 生产 的炸 药密 度 为 0． 9 ～ 1 ． o g ／ c m ， 爆速 为 3 2 0 0 m／ s ， 其波 阻 抗与 矿 石 的 渡 阻抗 相 差 较 大 ， 因此其能 量利用 系数低 ， 对前 面岩石 破碎 程度较低 ， 使后排孔夹制力增大 ， 而形成后冲 。 2 。 4施 工 问 韪 1 布孔、 穿孔未 能按设计 进 行。受经 济 维普资讯 第 4期 张有 福 提 高 银 山铅 锌矿 露 天 采场爆 破 质 鼍 的途 径 探 讨 1 5 利益驱动， 凿 岩工工作 责任心差及 操作技 术水 平低 。 加之炮孔验收把 关不 严 甚 至无人验收 ， 因此 ． 穿孔质量得不到保证， 造成底 盘抵抗线过 大或过小， 从 而爆后 易形成大块和根底。 2 由于 矿 岩铲 装 不 及 时 ， 这 样 在 设计 和布 孔时 ， 往 往 是 在 有矿 岩 渣 的情 况 下进 行 的。 前 次爆 破 情 况 心 中 无 数， 造 成 布 L 不 规 范 ， 与 实际有 差距 ． 所 穿成的炮 L 抵抗 线大 小 不一 ， 在欠挖 的坚硬 矿石 或英 安斑岩爆 破 处， 极 易形 成根底 和大块 。 3 遇 有积 水炮 孔， 尤其 是雨季 ， 由于炸 药密度 略 小于水 的密度 ， 受水 的浮力 作用 ， 炸 药 在水 中容 易堵 塞， 难 以装入 孔底 ， 炮 L 下部 无 炸药 ， 爆破 时也极 易出现根底和 大块 。 2 ． 5爆破 参数选 择不 当 1 孔 网参数单 一 。银 山矿 露天 采场 目 前爆 破矿 石 孔 网参 数 为 3 ． 8 ～4 ． O m 3 ． 2～ 3 ． 5 m 孔距 排 距 ， 爆 破废 石孔 网参 数 为 5 ～ 5 ． 5 m4． 5～5 m。 由于 存 在 干 枚 岩 和 奠 安斑 岩两种 岩石 ， 且 两种岩 石是交 替 出现的． 而露天 采场 为 了操 作 的 一 致性 ， 采 用 了上 述 单 一 的孔 网参 数 。这 样 ， 当爆 破 英安 斑 岩 中 的矿 岩时 。 常 出现大块 和根 底， 这说 明这种 岩 石孔 网参数偏 大。 2 微差 间隔 不合适 。银 山矿 露 天采场 一 般 采用 斜 线 起爆 见 图 2 和 排 间 起 爆 ． 也 有 少量采 用“ v” 形起爆 。爆 破顺 序 是按 雷管 段 数 依次递 增而 起爆 的。 由于雷管 存在精 度 问题 ， 斜 线起 爆 以 7段 和 8段 为 例。7段 雷 管 的微 差时 间和精 度 为 2 0 0 2 0 ～2 5 ms ． 8 段雷管 的微差 时 间和 精 度为 2 5 02 5 ms 。如 果 炮 孔 中 7 段 雷 管 延 期 时 间 为 上 限 ， 即 2 2 0 ms ， 8段 雷 管延期 时 间 为 下限 ， 即 2 2 5 ms ． 这样 前 后两 斜 线 炮 孔 的微 差 时 间 只有 5 ms 炸药 在 炮 孔 中爆 炸 产 生 的 应 力 波 速 度 为 3 0 0 0～6 0 0 0 m／ s ， 但 破 碎 岩石 的 移 动 速 度 却 较慢 ． 由岩 石松散 系数得 知， 岩石破 碎后 占据 的体 积 比实 体体 积大 5 0 ％ ～6 0 ％， 这 样 7段 炮孔 不 能为 8段 炮 孔提 供 足 够 的补 偿 空 间 ． 使 向前推 移 的夹制 力增 大 ， 向上冲 出而 形成 后冲 。排 问起爆 ， 这 种困 素影响更 明显 图 2斜 线起 爆 网 络 圉 ① ～ 为 1 ～9段 雷 管 ； 1 一主 导 爆素 ； 2 一 起爆 火 雷 管 3 提 高和 改善爆破质 量的途径 根据 以上分 析， 对银 山矿露天采场提高和 改善爆 破质量的途径 ． 提 出以下建议与措 施 1 对 临近 自然 山坡 的 前排 L 采 取预 先 扩 壶爆破 ， 将 炮孔 底部扩 大若干体 积 ， 以增 加 台阶爆 破 时炮 孔底 部 装 药量 ， 从 而 达 到减 少 根 底和大块 ． 消 除 岩墙 之 目的 。具 体 扩 壶体 积 视 山体 自然形 状 依据地 形图 通过 计算来 确 定 见图 3 。 圉 3扩 壶 后 的炮 孔 图 1 一 自然 山 坡 线 ； 2 --上 部 台 阶 线 ； 3 一 F部 台 阶 拽 ； 4 一 扩 壶炮 扎 2 改进 采剥 工 艺 ， 建 议将 目前 由 南到 北 的纵 向 开 采 改 为 由西 到 东 的横 向开 采 J 二 艺 。这样在 同 一爆 破 区 域 内， 同 一 爆 破方 向 均为 同一矿 岩 ， 爆 破方 向与 片理 裂 隙 走 阿 一 致 。 矿岩性 质 和结 构相 同． 避 免 了爆破前 排炮 L 为 片理 发 育 的干 枚 岩， 后 排 炮 孔 为坚 硬 的 英安斑岩 或前 排 炮 孔 为英 安 斑 岩 ， 有 利 于 降 低根底 率 大块率 和减 少后冲 3 针对 炸药 的问题 。一 是要 在 使 用前 进 行炸药性 能的 测 试和 验 收 ， 发现 问题 及 时 维普资讯 有色矿山 2 0 0 1拒 处理 ， 从而保证 炸 药的质 和量 ； 二是 炸药的选 择应与 岩石特性 相 匹配。 在坚硬 的英安斑 岩 部位 炮孔 下 部 孔底 应 装入 高 密度 高 爆速 的炸药 ， 如 2 岩 石 炸 药 、 乳 化 炸 药 等， 上 部 可装铵 油炸 药， 从而提 高炸药 的波 阻抗 ， 提 高 炸药能 量和 利用 率 ； 在 岩性 较 软 的千 枚 岩 易 爆 区． 无水 炮孔 则 可全 部装铵 油炸药 。 4 针对 旋工 存在 的 问题。一 是铲 装 要 及时做到 无矿 渣 设 计 与布 孔 ， 从而 保 证 孔 位 准确 ； 二是 穿 孔必 须 严 格按 爆 破现 场 布 孔 位 置 进 行 作 业 ，孔 位 平 面 误 差 不 得 超 过 0 ． 2 m， 孔深误 差 不得 超 过 0． 5 m， 穿 孔 时 要有量 角 器和 测绳 。严 格把 好 炮 孔验 收关 ， 对不符 合设 计要 求的炮 孔， 坚决不 予验收 ， 打 成的孔 米数 作废 ， 同时 必须重 新穿 孔， 否则给 予严 厉处罚 ， 直 至合格 为止 ； 三是遇 有 积水 炮 孔要 求将孔 内积水 处理干 净 或采 用高 密度的 防水 炸药 。 5 加 强爆 破 试验 ， 优 化爆 破参 数 。一 是 对于爆破 器材 ， 在 现有条 件下 ， 可 采用雷管 隔段 使用 的方法 ， 如采 用 1 、 3 、 5 ⋯ 7 9 1 1 、 1 3 、 l 5或 2 、 4 、 6 、 8 、 1 0 、 1 2 、 1 4等 这 样 可 消 除 因 精 度不够 而 引起 的微 差 间 隔 时间 不足 问题 ， 地 表联线 采 用导 爆 索 和 1段 雷管 相 配合 ， 从 而避 免串段 现象 发 生 ； 二是 建 议 通过 理论 计 算和现场 试 验， 按 矿 岩爆 破 难 易 程度 进 行 分 区， 分 为难爆 区和易爆 区等若 干 区， 以取得 不 同岩性 各 自最 佳 的孔 阿参数 和所适 合的 炸药 类型及 炸药单 耗 。 4 结束语 笔者根据有关爆 破理论知识 ， 借 鉴和学 习 他矿工作经验 ， 结 合银 山矿露天 采场 目前爆破 现状， 提出提高和改善爆破质量的途径， 有待 生 产实践 中验证和探索。 目的在于提高银 山矿露 天采场经济效益 ， 利于江西 铜业公 司正确决策 大露采的开发建设， 使矿山早 日走出困境。 [ 参考 文献 】 [ 1 ] 管 伯伦 爆 破工 程 [ M] ． 北 京 冶 金工 业出版 社 ． 1 9 9 3 ． 2 ] 于 亚 伦 等 提 高 峨 口铁 矿爆 破 质 量 的综 合 技 术 措 施 [ 】 ] ． 金 属矿 山 ， 1 9 9 4 6 2 0 2 3 皮带胶接头寿命延 长 在江 西铜 业 公司 大山选 矿厂碎矿 工段， 曾流行 着一句职 工 们 自编 自潮的顺 口溜 碎矿 职工 有 三怕 ， 断带 、 过 铁 、 粉尘大 。其 中的“ 断带” 指的是 皮带胶接 头 断裂 。 大 山选矿 厂碎 矿流 程 分“ 前 、 后三 万” 两个 系统 ， 采用 1 6条 尼 龙皮 带 执行 矿 石输 送 任 务。 自 1 9 9 1年投 产 来 ， 皮带接 头 的胶 接 质 量 一直 是制 约 生 产的 首 要 问 题 ， 1 、 2 、 7 、 8 、 9 、 1 O 等 6条重 负荷运 输 皮带经 常发 生接 头 断 裂现象 ， 主要 原 因就 是 接 头 阶梯 处在 通 过 输 送机 改向滚筒 时 ， 由于 外张力 的作用 而发 生疲 劳裂开 ， 以及 胶接 头 起 泡 产生 空 心现象 ， 最终 使 接 头 在运 行过 程 中发 生断裂 。 1 9 9 9年 ． 大 山选 矿厂科 协组织 精兵 强将 ， 成立 了“ 尼龙运 输 皮带 接 头 硫 化 胶接 工 艺 改进 ” 课题 攻关 小组。经 过 多次试 验 ， 技 术 人员终 于 找 到 了“ 解 题” 之 术 把 胶接 头 的 长度 由原 来 的 1 5 0 0 mm 改为 2 0 0 0 mm． 通 过接 头 接合 面 积的 增大 来 增 加带 头的 强 度 ； 用搭 接 代 替 对接 ， 使 接 头之 间错 开距离 6 0 t ri m 至 3 0 mm， 从 而避开 了原来 的薄弱处 ； 在 错开处 多贴一 层 3 0 mm宽 的胶 片 ， 以确保硫 化后 此处不 存在 空隙 ； 将配重 改 向轮 由原先 的直径 5 3 0 mm 滚筒 改 为 直径 6 3 0 mm 滚筒 。 经过 这 一改 进 ， 皮带 胶接质 量 问题 得到 了 明显改 善， 不 存在 起 泡现 象 了 ， 胶 接 头 的寿命 由 原来的 2个月 至 3个 月 延长 到 了二年 以上， 从而 保证 了碎矿 系统“ 均衡 、 稳 定、 安 全 、 高效 ” 的运 行 摘 自 中 国矿业 报 维普资讯