日本釜石矿山爆破.pdf

爆 破 l 明t 日 本 釜 石矿山 爆 破 杜力 簟 译 机械 电子工业部2 I 3 所 1 引 盲 釜石矿山位于岩手县 的釜石市到 远野市 的 向 北 山 区 曾是 日本 最 大 规 模 的 铁 矿 ，二 次世界 大战后又开发 了铜矿床 ，因而 成为 日 本生产 铁 、铜矿石 的大型矿 山 。 该 矿 山 发 现 于 I 7 2 7 年 ，1 8 5 7 年 正 式 开 矿 ，至 今 有 1 3 0 多 年 史 ， 曾 被称 为 日 本 近 代 炼铁业 的发 源地 。 目前 原 矿 石 月 产 量 达 7 ． 3 万 吨 ，其 中 铁 矿石3 ． 3 万 吨 Fe 含量2 9 师、铁 铜矿石2 ． 1 万 吨 Fe 、Ca 含量分别为3 4 弼及0 ． 8 ％ 、 铜矿 石1 ． 9 万 吨 Cu 含量 1 ． 8 5 呖 2 采 矿 概 况 矿床 是典型 的接 交代矿床 ，主要 岩石 有 古生代 的石灰岩 精板 岩受 火成 岩 花 岗 闪长岩 、玢 岩 的接触交代并 伴随 着矽卡岩 化 石榴 石、绿帘石 等 ，生成块状或板 状 的铁矿床 主 要是 磁铣矿 及铜矿床 黄 铜 矿 等 。 1 9 9 0 -- 0 5 -- 2 5 收 稿 开采范围 ，甫j t 6 k m、东 西2 k m 高度在 海 按 I 8 0 mL至 9 5 0 mL 以 约S 0 m 间 隔 展 开 水 平 巷 道 ，把 连 接 这 些 水平 巷道 的 斜 井 、竖 井及无轨 溜道 配合 组成广泛 的立体 结构 ．巷 道 的 总 延 长 线 超 过 I 4 o k m 由于矿石 及围岩非常坚硬 ，相 当于硬质 岩石 ，所 以巷 遭的支护率 主要为 顶板等简 易支 护 低 于 9弼 。 采 矿 作 业 全 部 为 井 下 采掘 ，由 探矿 一 生 产准 备一 采掘一装 载一运输各 主 要 __ 『 _ 序组 成 。除机 车的主要运 输 向井 外选 矿场 运输 原矿 外，大 部分作业使 用 LHD 装 运卸 联台 车 、井下 自卸卡车 移 动 式 钻 机 台 自移式钻岩机 ，无轨 运输 、开 化 达到 了高效率 。各项作业 分别 与爆 破作业 形成一 体 化 采 掘 方 法 以深 孔 分段 四采 法为 主 如 图 1 所 示 而 部 分 锥矿 体 则 并 用 房 柱 式 采 矿 法 如图 2所 示 及半挖半填 法 如 图 3所 示 。 含量是 l 0 ％ 由于TNT含 量越 高 ，故生产过 程 中空气粉尘和废水 中TNT浓 度就 越大，因 此 ，我们寻求在炸药 中，加 八某种成 份 ，代 管 稻减小 炸药 中TNT的含量 5 绪论 1、浆状炸药 中梯 恩梯 组份是污 染源 ； 禽钮炸药 也是污 染 源 ； 2、在不 影 响浆状 炸药麻力和感度前提 下 ，适量地减小TNT含量 ，是降低浆状炸药 中TNT污 染的 量耍途径 ． 3、尽 可 能 使 生 产 废 水 经 过 处 后 循 环 使 用 。 参考文 献 [1] 马湘 君 菜 状 炸 药 污 染 与 防护 问趣 ， l9 8 7 [ 2] 谭 华兵舍梯 装 状 炸 药 的污染闸逦 ． 1 9 8 6 [ 8] 武汉安全环境研 究院玷金矿 山安 奎标 准 汇 蝙 ， 1 9 8 8 年 l O月 维普资讯 ‘ ． ‘ l r N o 】 杜力编译 目 l本釜 i 矿山爆破 7 3 3 ■硪传业 井下采矿 作业的前提是根据 矿体埋 藏状 况 矿 岩种类的差异 ，有无 断层及节理 以 不 同的 目的l殛方法进行各 种各 样凿岩作业 。 对 景爆破 作业 来说当然耍 涉 融许多方面 ， 因而也 是多种多样韵 。 ． 下面舟绍在 该矿 山进 行构 爆破 ； l 爆 破 系 统 在 该矿的一种矿 石 是 良 导 电体 的磁铙 矿 主要运输使 用架 线蛊 电机车等 ，园为泄 漏 电流、杂散 电流 的危 险性 大 ，所 以通常爆 破 作业不使剧 电雷管 大部分 用接亩管导火 索 即工业舀管 导 克索 进行 起爆 。历来 使 崩 的这 种按 语管 导 火 索 起 爆 法 尽 管 非 常 简 便 ，又括避免 电危险洼 ，然而点火后躲 及 保险 装置等安全方谣 常出现 问题 近 年来 ， 随 着控制爆 破技 术的发 展 又稂 据必要沟经 济 性 一边 识极采周 新 啦爆 破技术 一边 努 力 于 技 术 开 发 目前 采 阁 j 主 要 起 爆 方 式 有 下 列 几 种 接 雷 营导 火 索 2 ． 7 m 接 露 管导 史 索 i ． 0 m 导爆 索 普通 电霄管 MS 及DS；高压 电苗 管 S CS MB S MS N ． DS ,}S P 及L lP 2深孔爆破 森爆破 ． 该矿采握方法 的一太特点 是果 册抵 成本 的撵孔式熊段回采法 虽然是井 鬻赫 但 是 效 率确 报 高 。 1 一底 部掬 椿 2一深 孔 爆 破 图 l矿体急倾 斜 时 指 矿体 3 5 ’ ～ 5 5 。 的分段 回 采 溽 以 1 O 3 0 m分段 ， 进 行 由 露 头 的 梯段 采 掘 和 自下 而上 的 逆 向 采掘 矿 挂 一 2Om 掘 图 2 矿体平 板状时 的房拄 式采矿 法 为 了保持 采至 区空问，保 留矿拄 进 行 平 面采 掘 断再 ／ 1 人 嘴道 承平钴孑 L 1 人 口援道 囿 矿体 缓倾 斜 时 指矿体0 。 一1 0 。 的 牛挖 半填 采矿 法 ￡ 盎彝室区边充填矿石 迎向上采掘境 板 ， 一 爱霪 一 T f 哥 eH ． ．．上 囫 囫 采 囫 』 囫 囫 维普资讯 7 4 。 。 一礁 l 9 口 t 这 种深 孔 式 分段 回采 法 是 在 各 分 段 中 ， 通过从钻 孔巷道 ，钻 孔室或井下梯段 ．扇形 澡孔 或向下梯 段整 个采 掘范围钻许多爆破孔 进 行 区段 爆 破 。 在规 模 大的铁矿 及铁铜 矿体 中，把 通常 为 1 0 2 0 m．偶 尔3 0 5 0 m的辅 助 间 隔 采 用 深 孔 进行 爆 破 采掘 。 铜矿 体 一 般 采 用 8 1 5 m 婚半蹿乳． 一 蔓 ． 杀用深孔采摘l时 ． 一音．先要充分分析勘探 资料 ．确定矿体产状后 ，研 究为 了爆破 的 自 由面选择 及爆破程 序 ．预测各 处爆破效 果对 于进行深 孔可靠爆破计弼 是 至关重要的 ． 表 1表示深孔舰 掩 。图 4是 表示 一例新 矿淙 孔采掘计 划． 襄 1深孔 规 格 l O m m s M 1 泺孔 ⋯ ∥ S 十D H D H 5 4 m m深孔 吾 D P 放矿点 开口 ．U Hl 1 8 段 话 『 止 蕊 一 5 0L0 ／ ， } I i 、 I／ 5 段 平巷 二 二已设巷道 ， 新设巷 道 ，一矿体线 圈 1 1倒新矿采掘计 划 东西断 面圈 开 采矿 量 l 4 3 4 0 0 t F e 4 1 ％ Cu 0 ． 5 1 ％ 深 孔爆 破 ，通 常 矿 量 规 模 达 几 千 吨至 几 万 吨 ，考 虑 到 自 由面 方 向 ，爆 破 程 序 ．周 周 岩体 驶对设施 的影 响 ．采用 回采 ，冲上 、击 落或其综合方 法，进行 多组 多 段 爆 破 另 外 ，矿枉一 次采 掘时 ，甚 至有几十万吨规模 的矿 量同时爆碎 因而一 次使 用炸 药量 及雷 管 就多达 几十 l h ，几万 发 由于一 次爆破 炸 药 量 超 过 了 3吨 ，所 以称 为 大 爆 破 。根 据 大 爆 破 计 划 到 实 施 以 及 爆破 后 的 检 查 ，往 往 是 在 周末组成特 别班组进行作业 ．而 且事 先应 该 通 知 当 地 地 震 观 测 站 。 3 控 铷 爆 破 井 下开采最费成本 及 时间 的是 为了开采 准 备巷 道及开挖地基 矿体底 部 截槽 ．井下 挖掘 梯段 等扩 大平 面空间 的凿 岩作业 。因 而为 了大杯度降低成 本及提高 开采效章，尽 可能选 用深孔爆破技 术 ．通过加 大辅助 间隔 等 尽 量 增 加 区段 开 采量 。 但 是在 采掘作业空间 暂时受 到限制 时 ， 最初由狭窄 的自由面 及爆破空 间采用控制 爆 破 ，依 次 扩 大 自 由面 及爆 破 空 间 ，完 成 2 0 ～ 3 0 m的分段 开 采 ， 实施 周 密 的 深 孔 爆 破 计 划 对 于 分 段 回采 法 在 下 方 至 少 有 一个 自 由 面 巷 道或 扩展空间 ．一边 利用漏斗 坑效 应 V C R 效 应 ，同时首先进行深 孔朝 上 开掘 面 积2 mX 2 m．爆 破 孔 1 1 0 ram 的 分段 爆破 S t a g e B l a s t i n g．如 图 5、图 6所示 ，以扩大 自由 面 。接 着 ，以 周 围 孔 更 大抵 抗线 多梯段 分层 ，控制 自由面 及 爆 破 量 ．同 时 自 下 而 上 以 深 孔 爆 破 的 采 掘 方 法 ’ ， } ’ 维普资讯 N ． 1 杜力 编译 。 日本釜 石 矿 1 l J 爆 破哥 一 曲 2 m b．螺嶷形 叨 围 5 深 孔 朝 上 布 置 圈 爆破 孔 PI 1 O mm l‘ I l一2 3 _ 7 8 一g 1 1 2 是 图 6 4 二 次 及 吊 落爆 破 在采用深 孔一 次性爆碎 增大 采空区空 间 的同时 ，固爆破及 陨落常常产 生大矿 块弼影 响 装 载 及 搬 运 。 在 装载开 口 拉 拨模孔 通 过 二 次 爆 破及爆碎的吊落 为 了 解 除 开 口内悬架的 矿 块 ， 由于高 速漂砾 及岩石崩落等也非 常危 跨 ，在安 全方 面成为 问题 所 以垒部 采用导 爆 索 起爆采 用1 ． c m的接琶管导火索进 杓 同 时 爆 破 。为 了节 省 劳 力 ．历 来 的 二 次 爆 破多采用以ANF O药卷的附着爆破 ；而 目前 为 了降低二次爆破 的炸 药单耗量 ．多以钻孔 进 行 二 次 爆 破 5 ANFO的 高 使 用 率 为 了 节 约 炸 药 成 本 而 提 高 本 矿 制 造 的 廉 价 的 ANFO使 用 率 ，通 过 改进 ANFO质 量 ． 改 善井下通 风条件 ，改 良装填方 法等生产和 使 用 ANFO爆 破 药 卷 。 目前 一 方面 使用ANF0药 卷 进 行 采 搋 ，一 方 面 克 服 静 电 爆 炸气 体 以 及 水 对 使 用 ANF O炸 药 的一 些 困 难 。现 在 ANF0的 使 用率达9 O ～9 ,5 嘶，成为 日本 国内ANF o使 月 率最 高的矿山 4各种 起爆 方法 起 爆 方 法 各 拢 泱 点 ，现 场 在 起 爆 方 法 的 设 计及有 效利用方面也将是多 种多样 的。 根 据 其 差 异 及 特 征 在 表 2中 进行 总 ， ． 表 明 不 同作业 的起爆方 法。 1、接雷管导火索 2 ． 7 m 掘 进 及开挖 地基 等作业中 ．多年来一直 采 用这 种 非 龟式点火法 。 以导火索一端5 0 c m 的- 短 临界线处剪短 ，附加上段 差 、 以-TM 点火具点 火 。导火 索 以】 4 o 秒／ m 的 速 度燃 烧 ，鞋避时间为 4分 钟 ，所 以 装 药一 剪短 I、 点火 躲避各工序要求相 当熟练 最 的 j 党点是 对于泄焉 f 流及静 电等非 常安全 作 ．业简便。 ’ ， ； f ‘● ■ T J ●- _ I f 1 _地 图 6 醢 面 爆 断 5 层 1 _1 _ 分 破 4 r三的 爆 序1 _1 r 上 剞 ㈩ 戤 爆 ～ 深 典 维普资讯 爆 破 l 9 9 l 表 2 不同作业 的起爆方 法 ”X F_I 一一一一 流等 传 统 方 式 I 现 用 方 式 _ 1 ～一 ⋯ 一一 ．．． ．． 掘 晕 菱 荔 嚣 号 o 接 雷 管 导 火 索 z ． 7 m l 等 导 托 索 ． 7 堕 _ 一 一 畿 丽_ 7 m 4 - O M B⋯S 一一 向 有 上 开 幕孔向上幕掘0￡ c S高压电雷管 CMB S 掘 分段爆破 I A导爆索拄雷管导上京 2 m A S⋯ C S一一 深 孔 爆 破 大 爆 ’ 望 壹 喾 莲 刍 鉴 宦 一 ⋯ 一 无 各种凿岩作业1 0电雷管 MS DS 1 0 电雷管MS D S _ 三 一一 厦紊 瓣灭善 一 _C事臻素 譬 紊 吊 落爆 破 1 ． 0 r j1 j 1 ． O m 但是 导一方面 ．由于躲避方面的原因而 限制 了点火发数 ，在点 火后 躲避 及保 险装置 等安全方面有 问题 ．且成 本高等原 因而正 以 新 的 MBS 起 爆 方 怯 所 替代 。 2、导爆 索接雷管导火索 1 ． o m 在 二次爆破 及吊落作业 中．把各爆破点 的导 爆索集中一个地方 ，以接雷管 导火索 点 火 ． 这 种 起 爆 方 法 选 择 约 2分 钟 的 躲 避 时 间，是一 种简便 ，安 全的起爆方法 。 3，普通 电葛 管 MS 及DS 以 普通 电雷 管 起 爆 的方 法在 不 担 心 泄 漏 电流 等电危 险的地方 是 最 经 济的一种起爆 方法 ，可 以适用各种作业 。然而乎耐能够适 用该起爆方法 的地方仅 限于 1次， 2次 ．在 远距 离铜矿 采掘 面的采掘及部分探矿巷道 1 使 用DS 雷管 在 使用许多个MS 磊管进行深 孔爆破 大 爆破 时 ， 2次作业完 毕后 ， ． 井下 采取 停 电后 再安装 需管等安 全措施是 必 要的 ，但 有许多不便之处 所 以 目前的漯孔 爆 破 全 部 以SP 及 LP 爆 破 所 替 代 4、高压 电雷管 S． C． S 在不 宜采用普通 电霞管起爆 的作业 ，|『 以 使 用 这 种 高压 电 霞管 起 爆这 种 耐 压 3 O ＼ 的 高压 电雷 管 以 电火花 放 电超 爆 发 爆 器 是 甚至能 输出几万伏 的特殊发爆 器 ．但是起爆 发数不 多 ，有时甚 至出现不 发 必等 问题 因 而在 5 1 1 1 以 内的浅孔 中常 以MBS 所 替代。 5 SP及 LP 这是一种气体 导管 式 ．非 电 式 起 爆 系 统 。以替代MS电雷管在深孔爆破 大爆破 中全 面使 用 。 用 于该矿的 主要 优点是在 深孔 爆破 特 别是大爆破 中爆破 振 动 及 压 风 的产 生极 小 ，周 围设施不会 因岩盘振 动及压风 产生而 受至 0 破 环 ．亦不产生 浮-五等 ．因而修复作业 锐减 男外 ， 爆 碎状 况良好 ， 很 少产生大矿块 。 对于深 孔爆碎 ，从 接近 自由面的地方采 用串并联接线 ， 即使相 同段 数 ． 以管的传爆时 间差 ．即所 l 管 延滞 效应 是非 常有 效的。 6、MB SMS 及DS 这 是 新 开 发 的 一 种 电磁 感 应 式 起 爆 方 法 于脚 线 部 分 不 裸 露 ， 对 于 泄 漏 电流 、 静 电等是安全 的 这种起爆 方法革新 了多年 来使用 的以接 雷管导 火 索 t 2 ． 7 m点 火 方 法 用 于该 矿 的 主要 优 点 是 ，和 接 雷 管 导 火 索 相 此 ，具 有安 全 、 可 靠 、经 济 的 特 性 。而 且接线简易 ，可 以减少接鳇漏掼 等差错 ● ● - 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