提高小龙潭露天煤矿块煤率的爆破试验研究.pdf

第2 8 卷第2 期 2 0 1 1 年6 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 8 N o ．2 J u n ．2 0 1 1 D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 11 ．0 2 ．0 1 5 提高小龙潭露天煤矿块煤率的爆破试验研究 凡春礼1 ，栾龙发1 ，王成龙2 ，关思1 ，张智宇1 ，李祥龙1 1 ．昆明理工大学国土资源工程学院，昆明6 5 0 0 9 3 ；2 ．云南省小龙潭矿务局，红河6 6 1 6 0 1 摘要为了提高小龙潭露天煤矿的块煤率，以现场试验为基础，系统的研究了底盘抵抗线、炸药单耗、孔 网参数对块煤率的影响，给出了系列试验实测数据和现场照片及分析图表。试验证明，在该矿山其他爆破参 数不变的情况下，适当增加底盘抵抗线块煤率会有所增加，随着单孔负担面积的相对增加，产生合格块煤率 的比例也相应增加。 关键词露天煤矿；炮采；块煤率；爆破参数 中图分类号T I y 2 3 5 ．1 4 文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 1 0 2 - 0 0 5 3 0 3 B l a s tT e s t sR e s e a r c hO nE n h a n c i n gL u m pC o a lR a t eo f O p e nC o a lM i n ei nX i a o l o n gP o n d F A NC h u n ．1 i 1 ，L U A NL o , , g - f a l ，W A N GC h e n g ．1 0 n 9 2 ，G U A NS i l ，Z H A N C , g h i y u l ，L IX i a n g ．1 0 n 9 1 1 ．F a c u l t yo fL a n dR e s o u r s eE n g i n e e r i n g ，K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，K u n m i n g 6 5 0 0 9 3 ，C h i n a ；2 ．Y u r m a nP r o v i n c i a lB u r e a uo fN i n e sX i a oL o n gP o n d ，r l o n g h e6 6 1 6 0 1 ，C h i n a A b s t r a c t I no r d e ri oe n h a n c et h el u m pc o a lr a t eo fo p e nc o a lm i n ei nX i a o l o n gP o n db a s e dO nt h es i t et e s t ，t h e i n f l u e n c eo fb o t t o mb u r d e n ，s p e c i f i ce h a 增ea n dh o l e ss p a c ep a r a m e t e r sO l ll u m pc o a lr a t ew 酗s t u d i e ds y s t e m i c a l l y ， a n dp u tf o r w a r dt h et e s td a t aa n ds i t ep h o t 0 6a n da n a l y s i sf i g u r e sa n dt a b l e s ．T h et e s tr e s u l t ss h o wt h a te I l l a r g i n gt h e b o t t o mb u r d e np r o p e r l yc o u l di n c r e a s et h el u m pc o a lr a t eO l lt h ec h a n g e l e s so fo t h e rb l a s tp a r a m e t e r so ft h i sm i n e ． A n df o l l o w i n gt h er e l a t i v ei n e t e , a s i n go fb u r d e na 眦p e rh o l e ．t h er a t i oo fq u a l i f i e dl u m pc o a lr a t ei sa l s oi n c r e a s i n g ． K e yw o r d s o p e nc o a lm i n e ；b l a s t i n gm i n i n g ；l u m pc o a lr a t e ；b l a s tp a r a m e t e r 露天煤矿开采的经济效益很大程度上取决于其 块煤产出率，长期以来，国内外学者对此进行了大量 的研究，并取得了一系列成果【I 制。其中爆破块度 是评价爆破效果、提高生产效益的重要指标。根据 小龙潭露天煤矿深孔爆破进行系统的现场试验，确 定了适合小龙潭露天煤矿提高块煤率的优化爆破参 数，提高了该露天煤矿的经济效益。 1工程概况 小龙潭露天煤矿位于云南省开远市境内，矿体为 收稿日期2 0 1 0 1 0 2 9 作者简介凡春礼 1 9 8 3 一 ，男，硕士，工程爆破与安全， E m a i l s p r i f t y a h o o ．c n o 褐煤，厚1 1 5 ～1 6 0r l l ，褐煤性脆易风化，结构致密，每 层中夹多层透镜体夹矸，其硬度普氏系数f 2 。 ‘该矿采用钻孔直径约1 1 0m i l l ，炮孔倾角西 9 0 。， 台阶高度有1 0I l l 、1 3m ，底盘抵抗线耽 6 ．5n l ，炸药 单耗q 0 ．2k g ／m 3 ，孔距口 6m ，排距b 5m ，炮孔 填塞长度4 6m ，采用的炸药是l 号、2 号岩石乳化 炸药和R J 型岩石乳化炸药，雷管主要使用单磁环电 雷管和毫秒延期电雷管。 目前该矿粉煤比例太高 8 0 ％一9 0 ％ ，但块煤 市场需求较大且销售价格较高。从爆破效果来看， 块煤率仅达到1 0 ％一1 5 ％，部分矿体可达到1 8 ％左 右，只达到市场需求的3 0 ％。周边民用煤市场，对 煤炭块度方面要求是在1 5 0 ～4 0 0m m 之间。 万方数据 爆破2 0 I 】年6 月 2 试验研究实施概况 2 1 现场试验方案 试验设计炮孔直径击 1 1 0m m 、炮孔倾角 士 9 0 。，超深h 1m ，试验在1 0m 台进行，通过对 前期矿山资料的分析，参考一些提高块煤率有显著 成效的方法，底盘抵抗线分别选择E 55m 、 盯 65n l ，炸药单耗分别选择q ． 0 1 1k g ／m 3 、 q 2 o 1 2k g ／m ’、q 3 01 3k g ／m ’，按照孔距大于排 距的原则⋯，逐渐增加单孔的负担面积s j ，孔网参 数分别选择6r t l 5m 、7m 5m 、65mx 55m 、 7m 55m ，75 i ／1 55m 。具体试验参数见表1 。 寰1 提高块煤辜试验参数 T a b l e1 P a r a m e t e ro fe n l n a - ．d n gt h eI m p Ⅲ№ 22 现场数据采集殛数据处理 通过现场爆破试验．获取了爆前、爆后以及开挖 情况如图1 、图2 所示，分别对N o1 ～N o3 0 号试验 进行现场拍照，通过P h o t o s h o p 对图片进行色度分 离，利用C A D 处理技术对二维平面照片进行人工囤 定岩块周边，使岩块图形封闭，并用S p l i t D e s k t o p 爆 破块度图像处理系统处理试验拍摄的照片．通过V B 语言编写的程序计算系统处理的数据”引，统计得出 爆堆块度分布情况及合格块煤率数据见表2 。 a 前排 b 后排 躅2 爆破开挖效果 F i g 2 E f f 鼬to fb i t t i n gE x c a v a t i o n 3 试验结果分析与讨论 3 ．1 底盘抵抗线对爆破块度的实验结果分析 选择炸药单耗q o1 1k 晷／m ’的5 组数据，按照 单孔负担面积s ，增大的顺序对应作图，则底盘抵抗 线吼的变化对块煤率的影响如图3 所示。试验 N o7 、N o ．1 0 、N o1 9 、N o2 2 、N o2 5 、N o2 8 ，4 0 0m m 以上的块煤事均超过了5 ％，其中N o2 8 爆堆前排 炮孔移动距离较近，产生的4 0 0m m 以卜的块煤卑 G 。达到5 ．8 7 ％，影响铲装，增加二次破碎成本。 分析数据图可以得出 1 在图3 中横线填充柱状数据均小于竖线填 充柱状数据。在图3 的第1 组柱状数据中，其他参 数不变，当耽 55n l 时，产生4 0 0m m 以上的块煤 率G “ 42 5 ％；当吼 65m 时产生4 0 0m m 以上 的块煤率为G 。 43 8 ％⋯G 氏。图4 的前面3 组也有类似的规律。说 明小龙潭露天煤矿，在其他参数不变的情况下，每组产 生的合格块煤率随着炸药单耗g 的增大而增加，增大 到一定值后又下降，即当q 0 ．1 2k g ／m 3 时，产生的合 格块煤率的结果比其他2 种更为理想。 3 ．3 孔网参数对爆破块度的实验结果分析 选择q 0 ．1 2k g ／m 3 ，吼 5 ．5m 的5 个数据对 应作图，则孔网参数对块煤率的影响如图5 所示。 l2345 炸药单耗等于O ．1 2k g ／m 3 ，底盘抵抗线等于5 ．5m 的Y q “ 数据 图5 孔网参数对合格块煤率影响 F i g ．5 T h ei n f l u e n c eo ft h eq u a l i f i e dl u m pc o a lr a t e o ns p a c i n gp a t t e r np a r a m e t e r s 下转第8 2 页 万方数据 爆破2 0 1 1 年6 月 因下部臼J n 后支撑部分为钢筋混凝土烟道E l 框架， 异向折叠也是可行的。 下节倒塌后，长度增加了，下节倒塌后长度约1 5I F I ． 其烟囱倒塌后的倾倒方向见图5 。 参考文献 R e f e l ’眦幅 囤5 烟囱倒塌后的倾倒方向示意圉 本次爆破因当受倾倒场地限制，尝试采用小倾 角异向折叠的方法，烟囱上、下节倒塌方向与设计倒 塌方向的误差小于2 。，完全达到预期的效果，故在 烟囱折叠倒塌中，除了单向折叠，双向折叠巾角度 盒骥良，顺毅成，史雅语拆除爆破设计与施工[ M 中国铁遭出版社会，2 0 0 4 2 ] 张世平烟囱单向折叠爆破拆除[ J ] 西部探矿工程． 2 0 0 0 ．6 3 2 1 0 5 一1 0 6 3 ] 谢先启，贾永胜，罗启军．等双向折叠爆破拆除1 0 0 m 钢箭砼烟囱[ J ] 爆破．2 0 0 4 ．2 1 3 4 9 - 5 1 4 ]王健．付武，媲晓军1 2 5m 高钢筋馄凝土烟囱定 向折叠爆破拆除[ J ] 爆破．2 0 1 0 ，2 7 3 5 8 一印 5 ] 薛峰松，姚新。夏志武1 8 0m 钢筋混凝土烟囱控制 爆破安全分析[ J ] 爆破．2 0 0 9 ，2 6 3 4 7 - 4 9 6 ] 史秀志，采光明．江文明．等筒形建筑物拆除爆破折 叠方案参数的研究[ J ] 中南工业大学学报．2 0 0 1 ， 3 2 ”1 6 一1 9 7 ] 周家汉爆破拆除塌落振动速度计算公式的讨论[ J ] 工程爆破．2 0 0 9 ．1 5 1 1 ．4 上接第5 5 页 分析曲线分布蚓可得 1 在图5 中，其他参数幂变的情况下，当单孔 负担面积为s n 6x5 3 0m 2 时，c 1 73 6 ％；当 s n 7 5 3 5m 2 时，G n 3 22 2 ％；当 65 55 3 57 5m 2 时，G 3 21 3 ％；当s m 7x55 3 85 m 2 ，G M 4 00 2 ％；当5 6 75 x5 ，5 4 l _ 2 5m 2 时，氏 3 85 1 ％。说明小龙潭露天煤矿， 在其他参数不变的情况下，随着单孔负担面积s ，的 增大，产生合格块煤率的比例将逐渐增大，但当块煤 率增大到一定数值后将随之降低。 2 通过分析实验结果得出N o2 0 产生的合格 块煤率G ． 4 00 2 ％，4 0 0m m 以上的块煤率 G 。 20 9 ％，效果最好。 4 结语 1 通过试验证明，在该矿山其他爆破参数不 变的情况下，增加底盘抵抗线耽，产生4 0 0m i l l 以上 的块煤率c ．会有所增加，这就增加了二次破碎和铲 装的费用，适合小龙潭露天煤矿生产合格块煤的底 盘抵抗线盯 55m 。 2 当q 01 2k g ／m 3 时，得出4 0 0m m 以上的 块煤率C 。在同组参数下蛙低，且合格块煤率最高， N o2 0 试验合格块煤率G 。 4 00 2 ％，试验效果 最佳。 3 当其他参数小变的情况下，根据现场试验 数据分析得出，随着单孔负担面积s ，的增加，产生 合格块煤率的比例也相应增加，但当负担面积超过 一定数值后，产生合格块煤率的比例将会减少。通 过试验得出．当s ， 3 85 m 2 ．炮孔密集系数m 12 7 时，煤体成块均匀。超过该值后，合格块煤率会髓之 降低。所以说单一的增加单孔负担面积是不能提高 合格块煤率的。 参考文献 R e f e r e n c e s [ I ] 徐玉龙利用聚能定向控制爆破技术提高块炭率[ J ] 阳煤科技．2 0 0 l 4 7 - 9 [ 2 1 葛勇宽孔距小抵抗线微差爆破技术研究[ D ] 阜 新辽宁工程拄术太学，2 0 0 4 [ 3 ]王有俊，崔立和提高块煤率的技术方案研究[ J ] j 工 宁工程技术大学学报．2 0 0 7 ，z 6 2 1 8 0 - 1 8 2 [ 4 ] 陈士海，乔卫国，赵有斌提高块煤率的墀破技术[ J ] 西部探矿工程，1 9 9 9 ，l l 5 6 2 - 6 4 [ 5 ] 段宗银．施发伍，张良贵爆破块度分布与控制的模拟 试验研究[ 1 ] 爆破，2 0 1 0 ，2 7 2 4 5 4 8 [ 6 ] 刘光辉，余德运中探孔台阶爆破块度影响因素的灰 相关联分析[ J ] 爆破，2 0 0 8 ，2 5 3 3 9 - 4 】 [ 7 】魏连春太孔距小排距的孔网参数在中睬孔爆破中的 应用[ J ] 天津冶金．2 ．0 0 3 4 1 8 - 1 9 [ 8 ] K E M E N YJMP r a c t i c a lt e c h n i q u ef o rd e t e 岫i n i n gt h e s i z ed i s t d h u t i o no fM ∞I e db e n c h e sw 拈t e dd u m p 。蛆d h e l p l e a c hs i t e s [ J ] M i n i n gE 叼a e e d n g ，1 9 9 4 1 1 1 2 8 1 - 1 2 8 4 【9 ] 璩世杰矿岩块度图像分析法研究评述[ J ] 金属矿 山．1 9 9 5 1 1 1 0 ．1 3 万方数据