台阶中深孑L爆破孔网参数优化.pdf

第 2 1卷第 5期 中 国铝业 CHI N A M O I YBDEN DM I NDU STRY Vo1 ． 2 1 No． 5 Oc t o b e r 1 9 9 7 一l 台 阶 中深 孑 L 爆 破 孔 网参数 优 化 摘要探 讨 了 的技术经 济效 益 关 麓 词 兰查生 洛阳栾 川铝 业公 司河 南杂 川4 7 1 5 4 2 ／ 『 『 ． 1 ． 1 ’卜 道庄矿 区露 天 台阶中 槔孔爆 破合适 的 L 舟参 数值 、 钻孔 超 深值 。分 析 了 由此 产生 参 数 龇 乳檬艰露 再 ． THE 0PTI M I ZAT1 0N F0R PARAM ETERS OF M ADI UM LENGTH BLASTI NG I N 0PEN STEP Zha ng Chunl e i Lu o y a n g Lu a n c h u a n M o l y b d e nu m M i n i n g Co r p o r a t i o n， He n a n， Lu a n c h u a n， 4 71 5 4 2 Ab s t r a c t Th e pa r a m e t er v a l u e i n op en s t e p of San da oz hua n g mi ne i s di s cu s s e d a nd t he t e c hni c o ec onomi c a l b e n e f i t s a r e a n a l y s e d． Ke y wo r d s Op e n b l a s t i n g， P a r a me t e r s 1 问 题 的 提 出 三 道庄 钼矿 床 属 热 液 型 接 触 交代 矿床 矿 区金 属 储量 1 9 7 ． 3万 t ， 是 我 国 最 大 的钼 矿 床 、 第 二大 钨 矿床 。矿 体 呈 似 层 状 产 出 ， 走 向 2 8 0 。 ～ 3 1 0 ， 走 向 长 7 0 0 m～ 8 0 0 m， 倾 向南 西 ， 倾 角 5 。 ～2 5 。 ，矿 体 厚 度 8 O m～ 1 5 O m， 最 厚 达 3 4 0 m。 矿 石 矽 卡 岩 为 主 ， 含 有 辉 钼矿 、 黄 铁 矿 ， 呈 浸 染 状 产 出 。 矿 石 结 构 致 密 、 坚 硬 ， f 1 3 ～ 1 4 ， 稳 定 性 较 好 。 个 别 地段 由于 地 质 构 造 破 坏 ， 成 矿 后 的 裂 隙 较 发 育 ， 对 稳 固 性 有 一 定 影 响 。 从 表 1可 “看 出 1 近 年 来 露 天 矿 采 矿贫 化 、 损 失 率基 本 控 制 在 计 划 范 围 内 ， 且 两 项 指 标 均 已 达 到 省 级 先 进 和有 色 金属 工 业 国家 一 级 企 业 管 理 水 平 2 1 9 9 0年 后 ， 露 天 采 矿 场 由 山 坡 露 天 向 凹 陷 露 天 过 渡 ， 采 矿 进人 封 闭 圈 ， 剥 离 增 大 ， 但 仍 控 制 在 计 划 范 围 内 。 其 中 计 划 与 实际 贫 化 率 、 损 失 率 均 低 于 3 ～ 4 的 设 计 要 求 。 3 通 过计 算 ， 近 年 来 累计 碱 少 矿 石 损 失 8 4 4 万 t ， 减 少 废 石 贫化 8 6 ． 7万 t 为 企 业 增 加 了 收八 ， 减 少 了 因 矿 石 损 失 和 废 石 贫 化 造 成 运 岩 、 运 矿 和 选 矿 成 本增 加 ， 既 增 加 了 收 人 ， 又 节 约 了成 本 ， 为 企 业 创 造 了 一 定 的 经 济 效 益 。 5结 束 语 矿 产 资 源 是 国家 的 宝 贵 财 富 ， 是 矿 山 企业 赖 以 生 存 的基 础 。矿 山 企 业 在适 应我 国经 济体 制 由社 会 矿 体 顶 底板 为 长英 角 岩 ， 透 辉 面 斜 长 石 角岩 ， f 一8 ～ 1 0， 较致 密坚 硬 ， 性 脆 。矿 体 埋 藏浅 ， 品位 高 。选 别 性 较 好 。 露 天 剥 采 比 为 1l 洛 阳栾 川 钼 业 公 司 露 天 矿 是 河 南 省 和 洛 阳 市 八 五 ” 重 点 技 改 工程 ， 工程 采 用 山 坡 出 人 沟 一 汽车 场 外 破 碎 站 一 溜 井 一 平 峒 汽 车 运 输 的 开 拓 运 输 方 式 。 采 用 KY一 2 5 0牙 轮 钻 机 穿 孔 、 非 电 大 区 微差 爆 破 穿 爆 工 艺 ， 三 角 形 布 孔 ， 孔 网 参 数 为 ab 5 m 5 ．5m， 超 深 h 2 ． 5m～ 3 0m。 主 义 计 划 经 济 向 社 会 主 义 市 场 经 济 体 制 转 变 过 程 中 ， 要 提 高 矿 山企 业 的 经济 效 益 ， 加 强矿 石 的 贫 化 损 失 管 理 ， 不 仅 能 提 高 矿 山管 理 水 平 ， 保 护 国 家 矿 产 资 源 ， 延 长矿 山寿 命 ， 又 能 为 矿 山企 业 创 造 一 定 的 经 济 效 益 。 参考 文献 1郝样 朝． 我 国 钼矿开采 ． 中 国钼业 ． 1 9 9 6 ． 2 0 4 l 3 ～ 1 7 ． 2北 京 有 色 冶 金 设 计 总 院金 堆 城 矿 采 选 企 业 二 期 工 程 韧 步设计 说 明书． 1 9 7 3 1 9 9 7 0 4 2 5收 稿 作者 简介王真 民． 男 ， 4 2岁 ． 工 程 师． 1 9 8 0年 毕业 于 长 沙有 色 金 属专 科 学 校 矿 山地 质 专 业 ， 先后 事 矿 山 地 质 管 理 、 生产 调度 等工作 。 现为金 堆 城锢业 公 司露 天矿 矿长 。 马公望 ， 男 t 3 4岁 。 助理 工程 师 1 9 8 6年毕 业于 长抄 有 色 金 属专 科学 校 矿 山地 质专 业 ， 一 直 事矿 山地 质 工作 ． 现 为 金雄 城 钼业 公 司露 天矿地 涮科科 长 维普资讯 中 国钼业 随 着 工 程 的 推 进 ， 发 现 爆 破 后 岩 根 残 留 多 、 大 块 率 高 1 5 ， 后 冲 大 8 1 3 1 ， 严 重 影 响 着 生 产 进 程 歧 生 产 成 本 的 完 成 ， 为 此 ， 该 矿 于 1 9 9 4年 5月 成 立 了爆 破 质 量 课 题 研 究 小 组 ， 现 场 跟 踪 珂查 爆 破 质 量 差 的 原 因 ， 认 为孔 网参 数 不 合 理 是 其 根 本原 因 由 此 ， 矿 山 于 1 9 9 5年 4月 开 始 研 究 大 孔 距 爆 破 技 术 ， 在 取 得 良好 试验 效 果 的 基础 上 ， 进行 了推 广 应用 ， 获 得 了 较 好 的 经 济 效 益 。 2 台阶 中深孔爆破 力 学原 理 先 让 我 们 作 出 两 个 假 定 一 是 被 爆 破 岩 体 是 一 个 弹 性 体 即 是 均 匀 连 续 ， 且 各 向同 性 的 ； 二 是 被爆 岩 体 同排 孔 的 每 孔 装 药量 相 同 。 由此 ， 来 探 讨 台 阶 中 深 孔 爆 破 的 力 学 旌 础 。 图 1地 扎 蚌 L ． 圈 2炮 孔 m 担 岩 体 受 气 体 嘭 胀 作 用 首 先 ， 爆 炸 力 学 认 为 ， 炮 孔 内爆 炸 气 体 的膨 胀 力 是 沿 装 药 长 度 均 匀 分 布 的 如 图 1 ， 其 总作 用力 为 1 P I m f p d l J u 在 这 个 P 力 作 用 下 ， 可 认 为 每 个 炮 孔 负担 的 岩 体 是 一个 受 气体 膨 胀 作 用 的悬 臂 粱 见 图 2 。 用 半 逆 解 法 求 解 这 个 悬 臂 粱 的 应 力 。 由 材料 力 学 可 知 弯 应 力 主 要 是 由 弯 矩 引 起 的 ， 剪 应 力 r 主要 是 由剪 力 引起 的 ， 挤 压 应 力 艿 主 要 由 直接 荷载 引起 。 现 在 ， 尸 不 随 而 变 ， 因 而 可 以 假 设 占 不 随 而 变 ， 也 就是 假 设 只 是 Y的函 数 8 一 tt 、 于 是 ， 由 弹 性 力 学 中 应 力 函 数 的 公 式 、一 。 有 1 9 9 7年1 0 月 对 积 分 得 a z 一 ， a 『 a z xf y 1 ‘ 一 ， x f , ① 其 中 ， √ 是 待 定 函 数 对 应 力 函 数 ， 求 其 4阶 导 数 ， 以确 定 能 否 满 足 相 容 方 程 ’ 譬 一 2 ． 2 4 f 。 a _ _ 斜 a y 一 0 求得其①式 的 4阶导数是 f a a 一 一 0，a ‘ a z a 一 d ／ y ／ d y { a a 一 d f y ／ d y 一 ③ ＼ ‘ z d 1 y ／ d y d 2 y ／ d y 代 入② 式 ， 可 见 其 各 个 函 数 满 足 相 容 方 程 d f y ／ d y ‘ d ， 十 d ‘ ／ d y ‘ 2 d ， ／ d y 一 0 相 容 方 程 要 求 在 全 梁 内任 意 点 ， 都 应 能 满 足 它 ， 这 就 要 求 f d 4 f y ／ d y 一 O d ‘ ] d y 一 0 一 I d ／ d y 一 2 d f y ／ d y 一 0 一 方程④要求 f f y 一 A 一 B y D J 一E 十， 。 G ④ 一 一 一 B H K 这 里 ， 式 中 的 常 数项 ， 式 中 的常 数 项 、 一次项 不影 响应力分量 、 略去 ，将式⑤代入 式 有 一 Ay B 十 - y D ．r Ey F y Gy 一 一 ‘ 十 K 弹性 力 学 中应 力 分 量 的 表 达 式 为 I 一 婶／ a a a 。 一一 f 0 z a 将式⑥代入式⑦有 l 6 A y十 2 B 6 E y 2 F 一 l 2 Ay 一 2 By ～ 6 Hy 2 K 1 一A 一 B z C y D ⑧ J 一 3 Ay 2 By L 一 3 Ey 2 Fy G 显 然 ， 这 些 应 力 分 量 满 足 平 衡 微 分 方 程 和 相 容 方 程 ， 选 择适 当常 数 A， B⋯ ⋯K， 使 所 有 的边 界 条 件 维普资讯 第 2 l卷 第 5期 张春雷 台阶 中深孔爆破 孔 同参 数怃 化 1 5 都 满 足 ， 以此 求 解 各 应 力 分 量 。 现 在 ， 我 们 不 妨 根 据 边 界 条 件来 选取 各 个 常散 。 对 于 受 均 布 荷 载 的 悬 臂 梁 ， 其 边 界 条 件 是 1 对 于 任 意 的 ， r 一 0 2 a 一 一 p l d 以 一 一 0 3 r 一0 4 在 l的 面 上 ， 只 受 上 部 岩 力 重 力 的 作 用 。 上 述 边 界 条 件 ， 要 求 一 等 2 B ib c o 等一 2 B ． 鲁 c 一 。 ⑨ 一 3 b 2 2 G 一。 一 一 3 E 等 一 2 F b G 一 o 以材 y -- a b H } 胯 一 。 』 n cA 等 【 A 等 b 2 C b D 一 C D 0 ⑥ 显 然 ， 上 述 三 组 方 程 是 互 不 依 裁 ， 也 互 不 矛 盾 的 ， 由此 ， 联 立 求 解 可 得 出 A 一 一 2 p dl ／ a b B 一 0 C 一 3 p dl ／ 2 a b D 一 一 p d l ／ 2 a E p l d／ a b F O K 一 1 p G一 3 p l d／ g a b 将各 常数值代人式 ② ， 可得 出 f 以 一 6 t mt ／ a b 一 1 xy J 4 p d l ／ a b 。 ‘ 一 HI P 国 I 一3 p d l ／ a b 2 xf 一 如果该采区的岩体抗拉 、 抗 剪强度分别为 [ 以] 和 [ 0]， 则有 [ a ]一 1 z y 一 H 1 P [ ]一 3 p d l ． z 一 取 O， b 处 枝 校 正 应 力 ，取 一 0， 一 0处校棱剪应力 ， 将 、 代A式⑩有 『 [ 阳一p d l ／ 2 a一 HI P l r r ]一 3 p d l ／ 4 a b 一 联 解 式 ， 导 出 6为 b一 3 [ [ H 一 ， ． P ] ／ 2 [ r ] ⑩ 其 次 ， 爆 破 的 目的 是 使 每 个 炮 孔 破 坏 和 抛 掷 最 大 体 积 的 岩 体 ， 在此 情 况 下 ， 必 须 有 两 相 邻炮 孔 的 连 线 方 向 完 全 形 成 裂 隙 ，这 时 ， 一 个 炮 孔 的 岩 体 应 是 见 图 3 。 圈 3地 扎 岩 悼 挂『 丢 日一 号 n H 号 n 6 H 号 H [ 一 { n n 为解 出 口和 6， 我 们对 求 导 ， 并设 f a V／ 一 0 l a ／ 0 有 』 。 ／ 一 事 H [专 一 口 阳 。 ⑩ l a V／ b1砉 H[ 2 一口 6Ⅱ ]；0 联解式 ， 得 口 2 b 3 基 本孔 距 a和排 距 b的计 算 三道 庄 露天矿 区域 内矽 卡岩 类 矿 岩 的 ]和 [ r ]， P分别 为 [ 一 l O ． 8 7MP a [ r ]一 2 3MP a P 0 ． 0 3 l MN／ m。 代A式⑤ ， 可求得 6 4 ．27m 将 b值代人 式⑥ ， 求得 a值为 d 一8 ．54m 4 爆 破 参数优 化 爆破参数优化 的 目标是 ①大块 率 由 1 5 降低 到 5 以下 ， 岩根降为零 ， 后 冲降至 5 r ll 下 ② 改 善爆破质量 ， 延米爆岩量 由 3 l I T I ／ m 提高 到 3 9 m ／ 由此 ， 课题组参照上述孔网参数计算值 ， 制定 了 维普资讯 中国钼业 1 9 9 7年 1 0月 分 阶 段 调 整优 化 爆 破 参 数 的 对 策 ， 其 实 施 过 程 ， 实 施 结 果 如 下 第 一 阶 段 时 间 1 9 9 5 0 5 ～ 1 9 9 5 1 2 内 容 不 改 变 设 计 炸 药 单 耗 和 钻 孔 超 深 值 ，q一 0 ． 6 7 k g ／ m ， h一2 ． 5 ～ 3 ． 0 m 增 大 单孔 装药 量 孔 网 参数 由 d b一 5Ⅱ 】 5 ． 5 m 塌 整 为 d b一 8 m 5 ． 5 m。 共 进 行 了 2 O次计 9 3 9孔 的穿 孔 爆 破 试 验 ， 实 施结果 是 ①延米爆 岩量提高到 3 8 ． 4 m ／ m； ②大块 率 6 ～ 8 ； ③ 后 冲 5 m～ 7 m， 岩 根 很 少 ， 有 飞 石 抛 掷 。 第 二 阶段 时 问 1 9 9 6 0 1 ～ 1 9 9 6 一 O 4。 内容 孔 阿参 数 调 整 为 0 b一9 mX 5 m， 炸 药 单 耗 调 整 为 g一 0 ． 6 k g／ m ， 超 深 值 调 整 为 h一 1 ． 0 ～ 1 ． 5 m。实 施结果是 ① 延米爆 岩量提 高到 3 9 ． 1 m ／ r a ； ② 大块 率降 至 5 以下 ； ② 后冲降 至 5 m 以 内 ， 岩根 极 少 ， 元 飞石 抛 掷 。 比较 上 述 课 题 小 组 的 统 计 分 析结 果 ， 能 够说 在 d b 9m 5m ， h 1 ． 0～ 1 ．5 r l l ， q 一 0．6 kg／ m 这 个 爆 破 参 数 时 ． 达 到 了既 定 的 目标 值 。但 是 ， 尚有 一 点 在此 希望 说 明 ； 在 孔 网参 数 调 整 的第 一 阶 段 ， 虽 然 钻 孔超 深 了 h一 2 ． 5 m～ 3 ． 0 m， 仍 有 少 量 的 岩 根 残 留 ， 且超 深 导致 下 阶 台上 层 受 到 上 一 循 环 炮 眼 超 钻 的 影 响 ， 致 使 此 超 钻 更深 一 层 岩石 已受 到 破 坏 ， 造 成爆 破 后 在 台 阶 上 的 定 钻 或 开 钻 困 难 ， 成 孔 后 又 往 往 因 孔 口受 破 坏 岩 石 的 滚 落 而 产 生 堵 孔 ． 通孔 非 但 极 为 困难 ， 且 废 孔 率 高 爆 破 质 量恶 化 。为 此 ， 我 们 摒 弃 了“ 超 钻 克 服 岩 根 ” 的 传 统 观 点 ， 在 “台 阶 爆 破 时 ， 台阶底 部 并 不象 人 们 认 为 的那 样 ， 由 于 阻力 过 大 而得 不到 充 分 破 碎 ． 留下 根 底 而是 在一 定 条 件 下 ， 整 个 底 部会 被 裂 纹 拉 开 ， 与底 部脱 离 ， 在 两排 之 间形 成 深浅 不 一 的排 向凹 槽 ， 获得 理 想 的 爆破 效 果 ” 这 ～ 结 构 体 爆 破 技 术 理 论 指 导 下 ， 实 施 了超 深 值 由 h一 2 ． 5m ～ 3 ． 0m 下 降 至 h一 1 ． 0m ～ 1 ． 5m 的 调 整 ， 不 但 克服 了超 钻 施 工 复杂 ， 成 本 高 ， 且 明显 降低 了岩 根发 生率 以及 爆 破 对下 部 台 阶的 破 坏 5效 果 与 效 益 分析 通 过 课 题 研 究 小 组 1 9 9 5 0 4 ～ 1 9 9 6 0 4期 问 对 实施 优化 爆 破 孔 的 整理 、 分 析 、 对 比 ， 计 算 得 出 1 延米 爆 岩 量明 显 提 高 ， 平 均 提 高 2 6 。 2 岩 根 和 大 块 产 出 率 明显 减 少 ， 前 者 极 少 发 生 ， 后 者降 低 6 7 。 t 3 电 铲 纯 装 车 时 间 内 的装 车 效 率 提 高 ， 平 均 提 高 2 O 。 4 效 益 分 析 ① 提高延米爆岩量减少的穿孔 费用为 G 1一 [ 8 ／ b 1 一 O z l b 十 0 2 ／ b 。 一 ／ b ]X l h2 X c 一 4 2 0 9 4 9 ／ 3 1 4 2 0 9 4 9 ／ 3 8 ． 4 2 0 7 0 8 4 ／ 3 1 2 0 7 0 8 4 ／ 3 9 ． 1 ] 1 2 8 2 ． 51 4 l 7 X 1 2 8 5 9 2 1 4 9 ． 1 4 元 式 中 0 一 1 9 9 5 0 4～ 1 9 9 5 一 O 1 2爆 岩 总 量 ， 岛 一 4 2 0 9 4 9 m 0 一 1 9 9 6 0 1～ l 9 9 6 0 4爆 岩总 量 ， 0 22 07 0 84 m b 1 一 试 验 前 延 米 爆 岩 量 ． b 1 3 1 m ／ m b 一 试 验 第 一 阶 段 延 米 爆 岩 量 ， b 一 3 8 ． 4 m ／ m b 一 试 验 第 三 阶 段 延 米 爆 岩 量 ，b 一 3 9 ． 1 m ／ m h 一 试 驻 前 钻孔 超 深值 ， h 一 2 ． 5 m h z 一 试 验 后 钻 孔 超 深值 ， h 一 1 ． 0 m n 一 试 验 钻孔 数 ，n 4 1 7 个 c 一 每 米 穿孔 成 本 ， c 一1 2 8元 ／ m ②降低炸药单 耗减少的炸药费用为 G 一 0 1 0 2 X q 1 --q2 XP 4 2 0 9 4 9 2 0 7 0 8 4 0 ． 6 7 0 ． 6 X 2 ． 5 1 0 9 9 0 5 ． 7 8 元 式 中 0 、 一 同 d式 g 一 试 验 前 炸 药 单 耗 ， g 0 ． 6 7 k g ／ m q 2 一 试 验 第 二 阶 段 炸 药 单 耗 ， q 。 一 0 ． 6 k g ／ m p 一 炸 药 单 价 ， 户一 2 ． 5元 ／ k g 两 项 合 计 节 约 资 金 7 0 2 0 5 2 ． 9元 ， 若 考 虑 节 省 的 超 爆 材 料 和 二次 破碎 费用 ， 效 益 更 是 可观 ， 证 明 了 大 孔 距爆 破技 术推 广 应 用 的价 值 。 通 过 优 化爆 破 参 数 ． 采 用 大 孔 距 爆 破 技 术 ， 使 我 们 在 爆 破 工 艺 上取 得 了 明显 的技 术经 济 效 益 。但 这 只 是 我 们 对 太 宝 山 梁 区段 矽 卡 岩娄 矿 岩 所 进 行 的 尝 试 ． 其 参 数 值 是否 最 佳 ， 如 何 彻 底 克 服 岩 根 ， 以 及 其 它 类 型 矿 岩 的 合 适 参 数 值 ， 还 有 待 于 我 们 以 布 孔 方 式 、 装 药 结 构 、 炸 药 种 类 等 方 面做 进 一 步 的探 讨 。 参 考文 献 1 李发本 ． 优化 露 天矿 探孔 爆 破参 数 ． 改 善爆 破 质 量． 河南 省 情盒建材 厅 QC小 组成果 发袭 会 交流 论文． 1 9 9 6 、 5 ． 1 9 9 7 0 3 2 0收稿 作者简 介张春 雷． 毕业 于西安 建筑 辩 技太 学 、 工 程 师 ． 中国金 属学 会会 员 ， 曾发表 论文 6篇 。 维普资讯