提高中深孔爆破效果的有效途径.pdf

● l i 司 矽 ， ， 干 j ， 龌 雏，， 孜 果 6 ， ， 提高中深孔爆破效果的有效途径 。／ 提要 本文根据寿壬坟铜矿 胡家峪锕矿 及白银公司曝都开采苷矿山前扇形中 孔爆破实践经 验，对采用 高密集系数布孔 提高一碑炸药消耗量 改变装萄结构等改善中深孔爆穰效果的措施进行了 总结井对此作实例介绍． 一 、高密集系数布孔 炮孔 密集系数 m等 于 炮 孔 孔 底 距 a 与最小抵抗线 w之 比值 。 高 密 集 系数 布孔 是指 m 大 于 2时 的布 孔形式 。 根据爆破理论，爆破破碎矿岩体是在气 体嘭胀推力和反射拉伸应力波共同作用下进 行 的，二 者之间密切相关 又相 互影响 。 炸药 爆轰时，在药包周围的矿岩中，产生压缩应 力场引起矿岩质点径向移动，而爆轰气体产 生嘭胀 的推力作 用大大 加强 了矿岩质点 的径 向移动，从而产生 微观裂 隙并 促使其向 远处 发展 ， 与此同时， 爆轰压力波向外传播遇到 自 由面反射形成拉伸波，当矿岩的抗拉强度小 于拉应力时，矿岩便从 自由面向爆心被逐层 拉落 。 当整排炮孔同时起爆时，爆轰气体和应 力波就 会 聚然 集 中于炮孔排面 附近 ，裂 隙的 产生 和发展要 快和先 于其 它区域。裂隙 的传 播 与炮孔 间距 有关也就是说 与 m 有 关 。当 m较 小 时 炮 孔间距较小，炮 孔之 间就 会很 快连 通 ， 脱离岩 体形成 预裂面 ， 造成 日 E 量 过 早释放 ，使 其余部分裂 隙得 不 副 充 分 发 育， 拉伸应力 波也得不到完全作 用。当加大 炮孔 间距 ，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 ，在一定条件 下， 高 的 m值 比低 的 一 Z6 一 m值爆破 效果要 好。 最近 几年 ，我国 高密集系数爆破 的实践 取得 了一 定成效， 已在寿 王坟 ， 胡 家 峪 铜 矿 ，小 寺沟钼铜矿 以及其 它冶金，化工矿 山 有不少应用，获得 了令人满意 的技术经济效 果 。 寿王坟铜矿采用 Ba 一1 O O 型 凿 岩 机 凿 岩，矿石 硬度 f 8～1 6 ，在 采用 m值等 于1 ． 1 ～1 ． 2 的系数布孔爆破时，大块率高达 2 0 3 0 ％，二次炸药 消耗 量为 0 ． 7 5 ～O ． 8 k g ／t ，也 严重 地制约着 采场 能力的 提 高。 后在 1 9 8 2 年开始 改 用 m 值 为 2 ～2 ． 2的 系 数 ，效果显著 ，据该矿7 6 2 采场 统计， 在 一 次炸药量略有下降的情况下，二次药量降到 0 ． 2 8 k g ／l ，电耙出 矿 效 率 提 高 到 1 7 8 t ／ 台 班 ，比过去高出5 9 ，每吨矿石的成 本下 降了0 ． 6 1 元。 胡家峪 南和沟3 矿体为沉积变质似 层状 铜矿体 ， 普 氏系数f 8～1 O ， 用 YG一9 0 钻凿 上向扇形中深孔，孔 径寸 ， 6 5 7 2 mm， 孔深 3～1 5 m。 过去应 用 m 值为 1 ． 1 ～1 ． 2 时， 效果不好 。后在底盘矿 带 的 7 3 1 , 1 、8 3 1 5及 8 3 l 7 三个采场，用高密集系数及装药结构爆 破 见表 1 ，改善 爆破效果。 试验 统计 可知 与使用低密集系数 的1 9 8 5 年相比， 一次炸药单耗降低了1 3 ％， 二次单耗 降低了1 6 ． 9 ％， 总的炸药消耗量下 辟1 4 ． 3 ％， 有 色矿 山～ 1 9 g 2 ． 2 维普资讯 鲁试验采塌囊破参颤厦袭药结构 袭1 果暂号 l t in l a m I 【 mI 装 苟 结 构 I 矿体地质特征 T I 4 l 2 e 3 1 T l 2 ～ 2 ． 5 83 1 5 1 2～ 2． 5 芒 鉴 油 炸 药 - 孔 口 。 个 桂 状 起 爆 药 - 充 填 I裂 隙 较 挂 育 ， 矿 体 较 破 碎 孔13 装5 a l 柱状硝铣炸药，充藕I 6 m I 矿石致密坚硬，弱面不发育 装柱状硝铵炸药 ，充填1 ． 4 m l 同 上 电耙 出矿效率提 高了3 0 ． 1 ，每 米炮 孔崩矿 量增加0 ． 4 I 。其它如马鞍山矿山研究院对混 凝土试 件及 国 内一些矿 山以及 国外对有机 玻 璃 ，均 匀花岗岩的试验生产 证明，密集系数 为2 ～2 ． 5 时，裂 隙形成最 密， 破碎最尉 烈， 爆破 效果 最好 。但在矿体 厚度 较小 或拉槽爆 破 时，围 岩对矿体的夹制性 加大 ，将有 很大 一 部分 应力 被周围介质吸 收，此 时，以采用 小 的 m值 为宜 。 二、提高一次炸药单耗 要提 高爆破效果，还必须根据矿岩物理 力学性质合理确定一次炸药单耗 。生产实践 表 明，在 采矿工业 中只注 意单 项 成 本 的 降 低，不注意每项作业成本的变化对其它有关 作业 的影 响是不 全面 的。 一 般说来 ， 矿 山爆 破 作业成本只 占总成 本 的 5～ 1 5 ，平 均1 0 左右， 比例不大 ，但它往往 会给 后续 作业及 其成本 带来较大 的影 响。 通常 ， 电耙作 业时 间在八小时的工作时间内约占3 5 ，而用于 二次破碎的作业时阔往往 比电耙还多。当大 块率在 1 0 1 5 时，每下 降 5 ，电耙的纯 作业 时间 可增 加3 0 。显然 ，二次破碎作业 时间主要受大块率所支配，而采场大块率又 直接受着一次炸药单耗 的制约。表 2是胡家 峪铜矿 曾经 采用的爆破参数，它反映了相同 条件下不同一次单耗与电耙出矿效率之间的 关系 。 一 次蚱药单耗与 电粑效率 的美 系 表2 一 次 二 次 台 计 O． 2 5 O． 4 ～ 0． 5 O． fl5 1 ． 5 l 2 0 ～ 1 3 0 0． 05 0 2～ 0． 3 0． 5 5 ～ 0． 6 5 3 O 0 “ 8 O 表 2可知，适当提高一次炸药量，二次 破碎的药量和炸药总量相应降低，电耙出矿 效 率成 倍提 高。一 次爆 破作 业成 本的提 高会 因后续几项作业成 本的下降而得 到补偿， 总 成本因此而下降。所以，增加一 次炸药量绝 不是 多余构，但也不应无 限地增大 ，应根据 矿岩的可爆性，炸药性能等因素台理确定， 不 可千篇一律。 即使 同一 个矿 山，对于不 同 的岩性，不同的生产时期，也应有不 同的单 耗。例如，寿王坟铜矿西部3 4 ’ 矿 体，f 8 ～1 4 ，且节理 ，裂 踪发 育，一 次 单 耗 选 用 0 ． 4 k g ／ t 左右，东部2 ‘ 矿休，f 1 2 1 6 且含 有 色矿 山-- 1 9 9 2 ． 2 有可爆性差的小花杨起石，一次单耗用0 ． 4 5 k g l t 。近年来，随着开采深度的增加，矿石 品位 的下 降， 出矿紧张 的矛 盾越 发 显 得 突 出，也越来越觉得增加一次单耗 药量的势在 必行 。 白银公司深部 铜矿是一 个露 天转地下 开 采矿山，于1 9 8 3 年 3月开始 生 产，投 产 初 期，用无底柱 崩落法 回采，选用排 间距 w 1 ． 5 m，孔底距a 1 ． 6 ～2 ． 0 m的爆破 参 数， 效果很差，大块率高达2 1 ． 8 。后将排间距 缩小到1 ． 2 m，一 次单耗 提 高 了 2 5 ，大 块 率降至8 ． 9 ，采场生产能力提 高，矿 石成 一 27 4 4 4 5 5 ； ～ ～ 3 维普资讯 本降低。 三、变革装药结构 提高装 药密度 采用常规装 药的中深 孔爆破 ，虽有 足够 的炸 药消耗量，但 由于扇 形孔 本身在 排面上 分布的不 均 匀性，爆破破 碎程 度存在差 别， 一 般在 孔 口部分是粉 碎区，孔底是 大块区， 中间部分是块度 比较适用 的合格 区。 孔口倒两个相邻炮孔 药卷的中心距 通常只为孔底 的 ～ ，并有 两个 自由面， 该部分矿石得到的炸药能量远超过正常破碎 所需 的能 量，造成该部分矿石 过分破 碎J孔 口过 早贯通泄压，造成整排 孔爆破恶化 和由 于 雷管延时误差造成 带孔而产 生孔底 拒爆或 因孔底距大而产 生大块。 因此 ，改变 装药结 构，是提 高爆破 效果的又一途 径。 胡家 峪铜矿 3 矿 体 曾是该矿爆破 上的难 关。该矿 总结 了以往 的经 验教 训，在 采用 高 密 集系数布孔 的同时，充 分注 意了装 药结构 的改 革。如在 孔底普 遍装填铵 油粒状炸 药以 提高装药密度，孔 口装柱状硝铵药包，并根 据矿岩条件适当调整孔口充填 长度。从而使 孔底 矿岩大块率 明显 减少 ， 电耙耙矿效 率提 高，矿车装满系数加大，装车时间缩短，每 吨矿石凿岩和炸药成本下降0 ． 1 8 元。 云锡松树脚锡矿属不 稳 固松 软 氧 化 矿 床，过去采用2 ‘ 岩石硝铵柱状连续装药绪构 爆破 ．产生 大量粉矿，放矿过 程 中 引 起 绪 块，矿石很 难放 出。对此，该矿在 调整爆破 参数和加强质量管理的同时，采用了如下装 药技术措施t 1尽量减少排面孔口端 的 装 药 密 度，每排前后两个炮孔分别用不同的装药系 数计算药量，使排面上形成长、短药包相互 交替排列。长药包的装药系数 取 o ． 8 ，短药 包取0 ． 6 5 。 2每排炮 孔首束两个炮 孔 采 用o ． 8 的装药系数 装药。 一 2 8 一 采用上述装药结构以后，粉矿和大块明 显减少，一次炸药单耗 也 由 原 来 的o ． 3 ～ o ． 3 4 k g ／ t 减少到0 ． 2 1 ～O． 2 3 k g ／ t ，还节 省 了 雷管和其它相关 爆破 器材 。 牟定铜矿在 采用人工用组 台炮 棍 装填4 1 4 3 mm柱状 药包爆破 时 ，装药密度仅0． 5 g ／ CI I 1 ． 。 ，后逐步改 用B Q 一 1 0 0 型装药 器 装 药， 同时采用高密集系数布孔 ，装药密度提 高到 0 ． 7 3 ～O ． 8 k g ／ t ，爆 破效果大为 改 善，如 表 3。 提高璇药密 度的爆破 效果 表3 l 9 8 6 0． 3 l 2 0 ． 【 0 f 0 ． 【 9 9． 8 3 ． 【 2 5 [ 9 8 7 0 3 0 0 ． 0 8 1 0 ． [ 6 8 6 ． 5 6 J 3 由于装药密度 的提 高，不 仅一 、二 次炸 药单位 消耗下降，且炮孔 利用 率相 应提 高， 中孔费用下降， 1 9 8 7 年 比1 9 8 6 年 节约中孔费 用6 2 8 6 6 元 ，比1 9 8 5 年节 约 8 6 2 3 9元，尽 管 1 9 8 7 年 比1 9 8 5 年炸药价格上涨 1 2 ． 5 ，每吨 矿石 成本却下降0 ． 7 8 元。 四、结 语 建 国4 O 多年 以来，我 国已积累 了丰 富的 中深孔爆破技 术经 验。除改革爆破参数 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 ，都 对我 国中深孔爆破 起 了巨大推 动作 用。当前 ，应认真总结经验， 使其更 加完 善。但 是一 个矿 山爆破 效果 的好 坏，还与施工质量密田相关。从国内生产矿 山的现状看，无论是先进的矿山或是一般生 产 矿 山都不 同程度地 存在着 质量问题。这些 问题 的懈 决是 提 高爆破 质量的潜力所在。可 以预 言， 加强质是管理 ，提 高工程质量， 中 F转第 5 7 页 有 色矿 山一 1 9 9 2 ． 2 维普资讯 选 ，得 到混合 粗 精 矿 C u 、S 、Au 、Ag 、 Mo 和最终尾矿 ，尾矿 自流至 4号尾矿库 。 对混合粗精 矿进 行一段再磨 ，得 到 细 度 为 一 2 0 0 目含 量9 6 的矿 浆进 入 段 分 选，产 出古 铜2 4 的精矿 含Au 、Ag 、Mo 及 含 硫尾 矿。铜精 矿由管道 自流而下 ，经浓 缩调 浆进行铜 、钼 分选，再浓缩过 滤，得铜精 矿 水分l 4 。含硫尾矿经浓缩 调 浆 后 选 硫，得 硫品位4 O 的硫精矿 水 分1 3 ％ 。 磨 浮工艺特点 ； 1 磨矿系统是从美国MP S I 公 司 引 进 的成套 设备 ，采用 了先进 的计 算机集散系 统进行 自动控制 ，整个系统用Pr o v o x 计 算机 进行 集中控制管理 。 2一段粗磨采用 国内外先进的大型 5 ． 5 m8 ． 5 m溢流型 球磨 机，处 理能力大 ， 利用率高，细度也 能满足选别分离要求。 3 分级设备采用国内先进的 6 6 0 mm 旋流器，溢流浓度调变灵活，占地面积小， 生产能力大，适台选别前检查分级作业。 4 一段优先混合浮选，得铜、硫、 钼混台产品再分离 ，可大量废除尾矿，工艺 上灵 活性大 ，能 适应 原矿变化 的需要 。 5 每 4个磨矿系列和 2个浮选系列 组成 3 万t ／ d 处理能力的大系统，两 大 系 统 互相对 称 设 置，称 为 前 3 万t ／ d 与 后 3万 t ／ d 5 设计总供水 量1 5 1 6 2 0 L ／ d ，其 中 新水2 1 1 3 1 ． 6 L ／ d ，圊水 约 1 3 0 5 0 0 t ／ d 酸 性水 5 2 7 7 t ／ d 。 7选矿过程中所 用的选矿药剂为斑 岩铜矿所用 的常规 选矿 药剂 。采 用的磨 矿介 质为高质量耐磨剐球。捕收剂为丁基 、乙基 黄 药，丁胺 黑药}起抱 剂为 2号 油， M] B C ， 调 整剂 是石 灰、硫化 钠 和酸性水 。 五、设备配置 大 山选矿厂采 用大型 高效选矿设备 。原 矿运 输钢 芯胶 带、破 碎、磨 浮三 个系统的小 成套 设备 均是引进 的 。同时，配套引进 了碎 矿 、磨 矿 自动控制系统 仪表 ，X荧光 分析 仪 及 附属设备 。因此 ，选 矿设备配置是 以三 个 小 成套 设备为主 干，以先 进的 自动化控 制为 主导 ，以常规选 矿设备为基础。 1 ． 碎矿 系统 碎矿系 统采用先 进的 自动检 测 控 制 技 术 ，各主要产 品均 有 自动计量装置 ，各 矿仓 均装 有料位检 测指示仪表 。中 、细碎圆锥破 碎机实行 电动 功率衡定 自动控制和调节 。整 个碎矿系 统采用可编程序控制器 ，实行集 中 联锁 的可编程序控制。从 日本引进的 长距离 钢芯胶带输送机具有防撕裂，肪断裂等 自动 检 测装置 2 ． 囊浮系统 由美 国MPS I 公 司引进 的成套 设备 采 用 了先进的计算机集散系统进行 自动控制 ，磨 矿回路实行 自动检耐及 自动控制调节 ，包括 定值 给矿，比例给水，磨 矿浓度 定值调节 ， 泵池液位 自动调节 ， 整个系统用 Pr o v o x 计 算 机进行集中控制管 理。浮选采用 x 荧光 载 流 分 析仪进行过程控 制分 析，还有 矿 浆p H值 和浮选机液面及充气量自动调节与控制，浮 选药 剂的 自动 添加与调 节。 责任 编辑王 家骧 上 接第 2 8 页 深孔爆破效果一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。 参考资科 [ 1 牛 化龙 改进软 岩 扇形式 中 深 孔 爆 破 的 布 色矿 山一 1 9 9 2 ． 2 践 ’ ， 有 色金 属 ，l 9 9 0 ，5 [ 2 刘 宗 久 提 高有底柱 分段崩 落{ 击采 场 生产能 力 的实践 ， 金属矿 山 ，l 9 8 8 ，5 [ 张克荆 提高爆破葫量的实践研究与 理 论探 讨 ，八省市采矿学术台议论文．1 9 8 8 ．8 责任编辑解忠 一 5 7 ～ 维普资讯