爆力运矿采矿方法研究与发展.pdf

第 2 l 卷第4 期 l 9 9 9 年 8月 山 东 冶 金 S h a n d o n g Ye j i n “Co t 21 ， NO 4 Au g u s t 1 99 9 爆力运矿采矿方法研究与发展⑧ 余斌 北京矿 冶研究总院 摘 要 爆力运矿采矿方j 击 适于开采倾斜中厚矿体。 域方j 击 的实际应用厦对其技术特征和工艺参数的系统研究证明， 爆力 运矿采矿方法具有安全可弗 工艺简单． 采矿效率高等优点． 曲较好地解央底盘存矿问詹。今后应在爆破技术参散及采场结 拇参数方面进行罐入研究。 S t u d y a nd De v e l o pme nl o f Elx p l o s i v e s t mg S t o pe M e t h o d Yu B i n B e l j i n g G e n e r a l R e s e a r c h I fi t me o f Min e a n d Me t a l lu r 1 1 s 辱 2 p Ab r _ n Ex p L c iv e c a s t i n g s t o p eme t h o di s s u i t e df 0 r 邮tm耐d k t h ic k o r e b o d ymin i n g ． Th r o u g h p r a ni c a l a p p ] i c a t i o n／or e x p ／o- s i w c a s ti n g s t o p e me t h o d且 n d s t u d y l o t h B t e e he o l o g y p r o p o ses a n d p r o c c s s p a r a me t e r s ， t h e r u i t p r o v e s t h a t t h i s me t hod he s t h e a d v a n t a g e s。 f o p e r a t i o n s a f e t y， s i mp le p r c c s s a n d h igh p r o d u c t io n e f f i e n ay ， e ． Th e d e e p u d y mu n b e d o n e c o n t i n u o u s ty i n t h e wa y s o f e x p l c s i c t e c h n o lo g y p a r a me t e r s a n d mi n i n g g t r u c kr e D m n e i n t h e u t u r 一 Ke y a r d s e x p ks ir e c a s t i n gt s la n t mi d t h i e k o r e b o d y， mini n g me t h o d- s t o p e 1 爆力运矿采矿方法特征 爆力运矿采矿方法是借助于炸药爆炸的作用力 将矿石沿矿体倾向抛掷， 并能继续沿采场底板运行 到底部漏斗的一种开采倾斜中厚矿体的采矿方法。 倾斜 中厚矿体由于受到矿体厚度和倾角的制约 ， 既 不能利用重力 自溜放矿， 又不便利用 自行设备沿底 板出矿， 因此普遍存在矿石运搬、 矿柱回采和顶板管 理 3大技术难题。 所以， 深入研究和大力发展爆力运 矿采矿方法具有重要意义。 爆力运矿采矿方法总体可分为阶段爆力运矿空 场法和分段爆力运矿空场法两大类。 。爆力运矿阶 段空场法是以阶段划分为矿块， 整个阶段设一个底 部结构， 矿块间留或不留间柱。每个矿房设 1 ～2个 倾斜凿岩天井， 凿爆力落矿、 运矿炮孔逐次崩矿。一 般适用于矿石、 围岩稳固， 底板矿岩接触界线明显的 矿山， 如胡家峪铜矿就是采用该方法， 具有采切工程 量少、 采矿成本低等优点。 爆力运矿分段空场法是将阶段划分为分段 回 采。 按矿体倾角和围岩稳固程度 ， 分为高分段和低分 收稿日 期； 1 9 9 8 年 9 月l 8日 恬回H期 1 9 9 9年 3月 8日 3 4 段爆力运矿两类。 该方法对顶板稳固性的要求较低， 矿体倾角也可小些， 但采切工程量大， 成本较高。如 青城子铅矿等就是应用爆力运矿分段空场法 2 矿山实用方案评述 2 ． 1 青城子铅矿爆力运搬高分段空场法 2 ． 1 ． 1 地质概况青城子 铅矿榛 子 沟坑 2 8 9及 3 1 0 号脉， 赋存于混合变质粒岩与角闪片岩之间的 压扭性 破 碎 带 中， 为 似 层 状 矿体 。矿 体 走 向长 1 5 0 0 m， 因受后期断裂错动， 分成三大盘区- 层节理 均较发育。矿体沿倾斜延深 2 4 0 m 因品位变化， 可 采厚度为 1 ． 5 ～1 ． 8 m， 其中 4 ～8 m的中厚矿体占全 脉的4 6 。 矿体倾角为2 5 。 ～5 5 。 ， 平均 4 0 。 。 矿石本 身较稳固， ，为 8 ～1 O 。矿体的直接下盘为 0 ． 5 ～ 1 ． 7 m厚的石英云母片岩， 节理发育， 不太稳固， ，为 5 ～6 ； 下盘为粘质沉积变质的混合岩， ，为 1 2 ～1 4 ， 但局部地区节理发育。矿体的直接上盘顶板大多数 为 2 l O m的石墨化白云石大理岩 ， 不太稳固， ，为 6 ～8 i 局部地区的矿体上盘为矽化大理岩成矿断裂 ， 再向上层为角闪片岩， 较坚硬， ，为 1 0 ～1 2 。 2 ． 1 ． 2 回采工艺该矿采用爆力运矿空场法。 阶段 高度 3 0 m， 分为两个垂高 1 5 m的高分段回采， 留 4 m 间柱， 形成矿房f 或不留问柱连续回采。 矿房长3 2 m， 中间设计两个凿岩天井。分段电耙遭布置在底盘脉 维普资讯 余斌 爆力运矿采矿方法研究与发展 外． 各分段有溜井及人行井与阶段运输巷道连通． 端 部有通风井与上阶段回风道相通 切割平巷靠下盘 开挖 ， 用浅孔形成一个 4 m宽的小立槽 ， 然后布置垂 直扇形中深孔． 沿走 向布置堑沟， 堑沟漏斗间距 5 ～ 6 m． 斗高 4 m。采矿方法构成如图 1 所示 。 回采 自凿岩天井打垂直矿体倾斜方 向的扇形中 深孔崩矿． 借助爆破的抛掷力 ， 将矿石沿矿体底板抛 掷到底部堑沟 斗中， 用下盘电耙道出矿 。采用 O l 一 3 8 型凿岩机凿岩． 孔径 7 0 mm． 最小抵抗线 1 ． 0 ～ 1 ． 5 m， 孔底距 1 ． 8 ～2 ． 2 m。一次爆破 5排． 倾斜长 7 ． 5 m． 抛掷距离可达 1 8 ～2 0 m。采场出矿用 1 4 k W 电耙 ， 矿柱随回采最后一次回收。 2 ． 1 ． 3 技 术经济指标采场生产能力 1 5 0 t ／ a ； 采 切比 2 2 0 m／ 万 t ； 凿岩效率 1 O ～1 2 m／ 台班； 每米崩矿 量 5 ． 5 ～6 ． O t ／ m； 电耙出矿效率 5 5 ～6 0 t ／ 台班； 炸药 单耗 0 ． 2 2 ～0 ． 2 5 k g ／ t ； 采矿损失率 7 ． 4 ； 矿石贫化 率 8 ． 7 ％。 2 ． 2 胡家峪铜矿爆力运搬阶段空场法 2 ． 2 ． 1 地质简况 胡家峪铜矿为沉积变质似层状 铜矿床， 矽化大理岩含矿 该矿 7号脉位于矿区岩层 的底盘部分， 是主要开采的矿脉之一。矿体倾角为 4 0 。 ～5 5 。 ， 水平厚度 1 ～1 3 m， 平均 5 ～6 m， 矿体连续 性差， 有时出现尖灭， 有时出现表外矿， 矿岩接触界 线不明显 。矿体底盘是黑色片岩， 不稳固． ，为 4 ～ 6 ． 尤其是底盘靠近矿体有一较大的断层破碎带； 顶 盘是厚层大理岩， 较稳固。 2 ． 2 ． 2 矿块布置参数该种采矿方法构成简图如 图 2 当矿块沿走向布置时， 矿房长度 4 0 4 5 m； 垂 直走向布置时 ， 矿房长度 2 O ～2 5 m。 矿房宽度沿走向 布置时 l 2 ～1 8 m； 垂直走向时 2 0 2 4 m。 顶柱厚度 7 ～ 8 m， 底柱厚度 5 ～6 m， 中段高度 6 0 m。 矿房面积控 制在 4 0 0 8 0 0 m 采用脉外采准方式。 O 1 3 8 型凿岩 图 1、 膏城子铅矿爆力运矿高分段空场法 l由岩天井2 切槽3切巷4出矿口 5电耙道6 溜矿井7 运输巷8回采炮孔 机凿岩 ． 电耙出矿 ． 崩矿步距为每次 2 ～3排， 炮孔孔 径 7 0 mm， 最小抵抗线为 2 ． 2 m， 孔底距 1 ． 2 ～1 ． 6 m， 爆力抛掷距离为 2 4 ～4 0 m不等 。 2 ． 2 ． 3技术经 济指标矿块生产能力 2 2 0 ～2 5 0 t ／ c [ ； 凿岩工效 2 0 ～3 O re／ 工班 ； 出矿工效 1 5 ～2 0 t ／ 工 班 ； 采切比8 3 m／ 万 t ； 炸药单耗 0 ． 2 7 ～O ． 3 2 k g ／ t 每 米崩矿量 6 ． 5 ～7 ． O t ／ m； 采矿损失率 9 ． 5 ； 矿石贫 化率 1 0 ． 4 ％。 2 ． 3 龙烟铁矿爆力运搬低分段空场法 2 ． 3 ． 1 地质条件龙烟庞家堡矿区四采区矿体走 向长 1 l O m． 平均斜长 4 0 m． 倾角 3 5 。 ～4 5 。 ， 矿层平均 厚度为 6 ． 1 8 m。 共分三层 ， 自上而下 一层 2 ． 7 8 m， 夹 层 0 ． 7 2 m； 二 层 1 ． 2 m， 夹层 0 ． 7 2 m； 三层 0 ． 8 1 m。矿 石以赤铁矿为主． 有少量菱铁矿。矿石稳固， 硬度系 数 ，为 8 ～1 5 ， 体重 3 ． 3 5 t ／ m ， 松散系数为 1 ． 7 ， 直 接顶板为黑色页岩， 厚度 7 ～8 m， 稳固性 差， 再上一 层为含铁砂层 ， 厚度 3 m， 矿层底板为石英岩， 坚硬 ， ，为 1 8 2 2 。 2 ． 3 ． 2 开采工艺固顶板 稳固性差， 倾角较缓 ． 矿 层中厚 ， 而矿石较稳固， 因此采用留护顶矿层的爆力 运矿低分段空场法。 该采矿工艺阶段高 2 7 ． 2 m， 斜长 4 0 m， 分为 4个分段 ． 分段高平均 5 ． 9 m， 斜长 1 O m． 在走向方向形成长条形 ， 每条又按扒运有效距离划 分为若干个矿块， 矿块平均长为7 6 m。 每个矿块叉划 分为若干个矿房， 矿房宽度一般为 1 8 2 4 m。 采准切割工程有 溜井、 分支溜井、 联络道、 电耙 道、 凿岩上山、 切割天井、 放矿漏斗和人行道等 。 矿房 回采是 自凿岩上山打垂直于矿体倾斜方 向的扇形中 深孔崩矿、 爆力运矿， 在底盘漏斗巷道内， 用电耙出 矿。整个矿块从上而下逐个分段回采。凿岩爆破参 数为 炮孔直径 6 0 mm， 孔深 1 O m左右 ， 最小抵抗线 1 ． 2 ～1 ． 5 m， 孔底距 1 ． 5 ～1 ． 8 m 囝 2 胡家峪铜矿爆力运矿阶段空场法 1脉外运输平巷2电耙道3 滴矿井 4切割平巷5 凿岩上山6 扇形中睬孔 3 5 维普资讯 1 9 9 9年 8月 山东冶金 2 ． 3 ． 3 技术经济指标 采场生产能力 3 5 0 t ／ d ； 采 切比 2 0 0 2 5 9 m／ 万 t ； 凿岩台教 3 2 ． 6 m／ 台班； 出矿 工敏 1 0 ． 5 t ／ 工班 ； 炸药单耗 0 ． 4 k g ／ t ； 每米崩矿 量 4 ． 3 t ／ m； 采矿损失率 1 6 ． 1 ； 矿石贫化率 1 2 ． 9 。 3 技术现状与存在问题剖析 几十年来的生产实践及应用研究表明， 对于矿 岩在中等稳固以上、 中等厚度、 倾角在 3 0 。 ～4 5 。 问的 矿体开采， 爆力运矿是切实可行的方法。 它具有安全 可靠、 工艺简单、 采矿效率高等优点， 较好地饵决了 底盘存矿问题。目前大多数矿山应用情况可归纳为 如下几个方面。 1 由于受矿体厚度和倾角的制约， 在井下采场 这一特定条件下， 抛掷效果的好坏是该方法成功与 否的关键 。多数矿山在生产中这种抛掷效果都不太 稳定 。 其原因首先是爆破参数的优化问题 ， 其次应该 是切割空问、 回采高度等采场空问条件不适宜。 2 在倾斜的回采上山中进行中深孔施工和验 收检测都难达到设计要求 ， 因此势必改变了爆破设 计中的布孔参数 ， 影响抛掷效果。 3 受客观装备水平限制 ， 多数矿山采用人工装 药． 装药密度较低 ， 在一定程度上影响了爆破质量。 4 对于顶板不稳固的矿体开采 ， 需进行预切顶 施工 ， 采准工程量较大， 施工复杂。但能提高矿石抛 掷空问的高度， 对改善抛掷效果具有积极作用。 4 今后的研究方向 4 ． 1 爆破技术参数方面 爆破设计是抛掷效果的第一影响因素， 因此深 入开展爆破技术参数的试验研究具有重要意义。爆 破设计中深孔孔网参数的优化至关重要 。对最小抵 抗线、 孔底距等主要参数的设计， 各个矿山都开展过 大量工作。譬如青城子铅矿试验后认为采用较小抵 抗线， 较大孔底距能有效改善抛掷爆破效果 ； 对于崩 矿步距方面， 杨家杖子矿务局从生产中总结认为， 以 每次崩矿两排为宜 ； 在相邻排炮孔布置上， 多数单位 都认为炮孔应错开布置 。 另外 ， 为克服底盘矿石的夹 制作用对爆破效果的影响， 更好地增加底 盘部分矿 石的抛掷作用， 在底盘矿体部位应补加一个辅助孔。 这些技术经验可以广为借鉴， 但同时应考虑其具体 的适用条件。因此 ， 加大研究的广度和深度， 形成一 套完整的技术将是爆力运矿爆破工作的发展方向。 4 ． 2 采场结构参数方面 一 般来说， 矿石的抛掷距离受爆破参数 、 崩矿步 距、 切割空间、 炸药威力、 装药密度 、 矿体倾角、 矿脉 宽度等多因素影响。确保合理的采场结构参数至关 重要。在这方面首先应该尽量增加爆力运搬的回采 高度 ， 对于顶板不太稳固的矿体 ， 应加强预切顶旆工 工艺和设备的研究。爆力运矿的矿石飞越轨迹为弹 道抛掷轨迹 ， 预切顶可为矿石的弹道抛掷提供一个 足够的空问， 使爆力运距加长， 改善爆 力运矿的效 果 。另外 ， 在矿岩条件适宜的情况下 ， 应首先考虑采 用爆力运矿阶段空场法， 开展爆力运矿阶段空场法 的研究。 因为分段空场法存在采准工程量大 、 施工不 便等缺陷。 4 ． 3 施工方面 爆力运矿采矿方法的采矿施工方面待进一步研 究的课题很多， 譬如在倾斜上 山进行中深孔凿岩的 设备研制与改进； 中孔检测仪器的研制； 气动装药器 的研制与改进和无轨出矿设备小型化、 国产化等方 面。 只要切实开展和做好以上三个方面的工作 ， 爆力 运矿采矿方法将获得一次新的飞跃 ， 在我国矿 山生 产中发挥积极作用。 参考文献 1 张强．爆力运矿采矿法使用现状茼析丑改进 新疆有色金属 1 9 9 5 1 1 8 ～ 2 0 2 汪占辛．采矿方法型谱实倒、朝南冶金． 1 9 B 6 、 增刊 l 7 6 ～2 o 9 废钢价格开始回升 受多方面影 响， 一年多以来， 废钢价格不断下 降， 美国出口韩国1 重废钢最低价C F 9 4美元／ t f 欧洲供韩国价C F 9 5美元／ t } 日本供台湾 F O B价 7 0 美元／ t 。但有迹象显示， 近期国际市场废钢价格 略有上扬趋势。 3 6 国内废钢近期开始上涨， 重型废钢约为 1 2 0 0 1 3 0 0元／ t } 统废钢 9 0 0元／ t 左右 ， 巳比前 2个月上 涨 5 0 ～1 0 0元／ t 。 国内废钢资源本来不多， 今年 1月 份又进口1 3 ． 7 8 万 t ， 到岸价 1 0 3 美玩／ t 。预计今后 废钢进 I I 量将要增加 ， 废钢价格不会下降。 维普资讯