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6 湖 南有 色金属 HUNAN NONFE RROUS M E TAL S 第 1 9卷第 4期 2 0 0 3年 8月 爆力运矿采矿法的改进与完善 李学锋， 段希祥 昆明理工大学， 云南 昆明 6 5 0 0 9 3 摘要 爆力运矿采矿法能较好地解决倾斜中厚矿体采场内矿石运搬和作业安全问题， 具有采切比 小、 矿石损失贫化低、 经济效益好等优点。但是 由于各种原因一直未能推广应用。本文针对制约爆 力运矿采矿法发展的各种因素， 提出了改进的措施和方法， 并提出了今后的发展方向和设想。 关键词 采矿方法； 爆力运搬 ； 制约因素 ； 改进措施 中图分类号 T D 8 5 3 ． 3 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 3 5 5 4 0 2 0 0 3 0 4 0 0 0 6 0 3 倾角 3 O 5 O 。 、 厚度 5 1 5 m的矿体属于倾斜中 厚矿体， 矿山开采实践表 明该类矿体由于受到矿体 倾角和厚度 的制约， 一直是国内外采矿界 的一个难 题 ， 其难度在于 1 采场矿石运搬困难 ， 这种倾角 的 矿体 ， 既不利于矿石 自重 自溜放矿， 也不宜采用 电耙 运搬 ， 更难以使用无轨 自行设备 ； 2 采场顶板管理 困难 ， 这种厚度 的矿 体， 人员进入采场 内作业不安 全， 而人员不进 入采场 内则大大增加 采切工程量 ； 3 技 术经济指标难 以协调 ， 为 了降低 矿石损失贫 化 ， 则会增大采切 比， 反之亦然。因此 ， 倾斜 中厚矿 体采矿方法 的研究 已成 为地下开采 的重要技 术课 题。爆力运矿采矿法由于能较好地解决倾斜 中厚矿 体开采 中所存在的问题 ， 因而 自6 O年代在前苏联开 始， 以后在加拿大 、 捷克 、 保加利亚 、 瑞典等 国推广应 用， 取得了很好的效果。我国 自7 O年代开始采用爆 力运矿采矿法。 1 爆力运矿采矿法的方案特点 爆力运矿采矿法是分段空场法 中的一种 ， 它是 利用爆破能量将矿石运搬一段距离 ， 并借助动能和 势能使崩落矿石沿采场底板滑行 、 滚动一段距离 ， 进 入采场下部的受矿巷道 。由于该法只在采场中央布 置一条凿岩上 山， 凿岩 、 爆破均在凿岩上 山内作业 ， 借助爆破余力运搬矿石， 因而成功地解决了倾斜中 厚矿体采场 内矿石运搬问题和作业安全问题 ， 具有 采切 比小、 矿石损失贫化低 、 经济效益好等优点。 作者简介 李学锋 1 9 6 5一 ， 男 ， 博士生 ， 高级工程 师 ， 从 事矿业 _ l 程研究 2 爆力运矿采矿法使用现状及存在的 问题 自7 O年代至今， 我国采用爆力运矿采矿法 的矿 山， 先后有胡家峪铜矿 、 龙烟铁矿 、 青城子铅锌矿 、 杨 家杖子钼矿 、 开阳磷矿 、 刘冲磷矿 、 陕西银矿 、 川 口钨 矿等十几个矿山， 但均未坚持下去， 推广应用。究其 原因， 发现有如下几点 1 ． 爆力运搬的理论公式有较大的局限性。国内 对爆力运搬距离 的理论计算主要是依据前苏联 的佛 式计算公式 ， 该公式推导时有两个假设条件 1 矿 石爆破后滚落到采场底板时发生的是弹性碰撞 ； 2 矿石在采场底板滚动时作减 速运动。实 际上， 矿石 爆破后滚落到采场底板时发生的是非弹性碰撞 ， 即 是有能量损失的。而且矿石在采场底板滚动时， 依 采场底板倾角和矿石运动阻力系数不 同可能作减速 运动也可能作加速运动。导致根据佛式公式计算 出 的爆力运距值偏大， 有时甚至出现负值。因此， 以佛 式理论作为实际生产的指导有很大的局限性。 2 ． 凿岩上山施工困难 ， 施工质量差。国内大多 数矿山采用普通法掘进凿岩上 山， 其作业条件差 ， 劳 动强度大 ； 而且掘进速度慢 ， 工效低 ， 施工质量差 ， 难 以满足爆力运搬的要求。 3 ． 中深孔凿岩难 以施工和检测 ， 较难达到设计 要求。根据我 国现有生产技术和装备水平 ， 中深孔 凿岩常用 Y G一8 0 、 YG Z一9 0钻机配 T J一2 5型钻 架 ， 这种配置较适用于平巷作业。在上山中施工时， 由于需频繁移动凿岩台架 ， 调整钻架角度， 导致劳动 维普资讯 第 4期 李学锋 ， 等 爆力运矿采矿法的改进 与完善 7 强度大， 作业效率低， 而且中深孔质量难以保证， 检 测困难 。这是制约爆力运矿法发展的关键因素 。 4 ． 爆破效果不理想 。大多数采用爆力运矿法的 矿山， 凿岩爆破参数大多凭经验选取 ， 不能满足爆力 运搬的特殊要求 。爆 力运矿法爆破作业频繁 ， 但作 业条件差 ， 装药时前临空区， 后 面场地狭 窄。而且每 次装药时均需搭台铺架 ， 劳动强度大 ， 生产效率低。 5 ． 爆力运矿采矿法与其它方法的兼容性差。一 旦采用该法 ， 要改用其它采矿方法很 困难 。而且 当 矿体开采技术条件发生变化时 ， 爆力运矿采矿法的 适应性不强。 由于存在上述 问题 ， 故爆 力运矿采矿法一直未 能推广应用 ， 防碍了其优势的发挥。 3 爆力运矿采矿法 的改进与完善 为充分发挥爆 力运矿采矿法的优势 ， 须着力解 决其存在 的问题 ， 根据我们 的科研成果和参考 国内 外的生产实践经验 ， 具体应从如下几个方面人手。 3 ． 1 加强对爆力运搬的理论和试验研究 我们研究发现通过测定崩落矿石在底板围岩上 的运动阻力系数 厂 来确定爆力运搬的可靠性是 比较 可行 的， 根据具体的开采技术条件通过现场试验确 定爆力运搬距离 ， 以便确定矿块结构参数 的方法是 有效的。 当 a ≥a r c t g a为矿体倾角； 为矿石运动阻力 ．f f 系数 。 矿石在采场底板上滚动时作加速运动 ， 因此 可以认为爆力运搬完全可靠 。 当 aa r c t g 厂 矿石在采场底板上滚动时作减速 运动， 因此需通过．计算爆力运距来确定爆力运搬的 可靠性。通过调整矿块结构参数来保证爆力运搬的 可靠 。 3 ． 2 改变凿岩上山掘进方法 改人工搭台铺架为采用爬罐法掘进凿岩上山， 改 善作业条件， 降低劳动强度， 确保凿岩上山施工质量。 3 ． 3 改进中深孔凿岩设备 ， 使之适合斜巷凿岩特点 这是推广运用爆力运矿采矿法的关键所在 。在 我国目前的生产技术和装备条件下 ， 应改进 与 Y G一 8 0 ， Y G Z一 9 0钻机配套的凿岩钻架使之能在凿岩上 山内安全高效地作业 。我们在试验中 自行设计 了一 台凿岩台架与之相配套 ， 该套凿岩设备组合结构简 单 ， 操作方便 ， 保证 了作业人员安全作业 ， 取得 了一 定成效 。 国外采用爆力运矿采矿法的矿山则 多采用扇形 中深孔凿岩台车或环形钻机等凿岩机组作业。如瑞 典维斯卡里 亚铜矿使 用芬兰 T AMR O C K公 司专 门 制造的 H 8 0 0 RL机组凿 岩， 该顶组具有爬罐 和吊罐 的优 点 ， 上 面安 有一 台 HL 8 5 0 S型液压 凿 岩 机 和 1 ． 5 m 长的链式推进器， 可以对炮孔定位、 开孔、 接 杆、 停钻 、 卸杆和换 位的全过程实现程序 ； 机组 的凿 岩效率达 1 0 0～1 3 2 M／ 台班 2 j 1 0 0～8 9 MM 。我 国有条件的矿山应该 向这方向发展。 3 ． 4 完善凿岩爆破参数与改进装药工艺 根据现场情况进行系列爆破漏斗试验来确定适 宜的凿岩爆破参数 炸药单耗、 排距、 最大孔底距等。 同时根据不同的抛掷距离采取不 同的爆破参数， 针 对扇形中深孔爆破特点 ， 采取分段装药方式 ， 以提高 爆力运搬的效率 。 此外根 据爆力运矿采 矿法频 繁装药爆破 的特 点， 我们研制了一种简单可行的装药台架， 确保了装 药质量 ， 降低了劳动强度 ， 改善 了爆破效果。 3 ． 5 改进爆力运矿采矿法的方案设计 随着矿体开采范 围和开采深度 的变化 ， 矿体开 采技术条件也会相应变化 ， 因此必须对爆力运矿采 矿法的方案加以改进 ， 使之适应变化 的开采技术条 件。可以在生产中采取了如下几种措施 3 ． 5 ． 1 矿体 倾 角变缓 a3 0 。 采用爆力运搬和电耙运矿相结合 的变形方案。 中深孔凿岩时 ， 控制边孔角度为 5 0～5 5 。 ， 爆破后形 成出矿堑 沟， 采场 内采用 电耙出矿。该 方案只是 比 原方案多 了一个 电耙出矿环节， 其余不变 。既保 留 了爆力运搬的优势 ， 又克服了改用其它方法 的麻烦。 3 ． 5 ． 2 矿体 变厚 在现有中深孔凿岩设备条件下 ， 当矿体厚度超 过2 0 m时 ， 则可以布置双层凿岩上山。除原先布置 在矿体底板的凿岩上山外， 在矿体 中部再布置一 条 凿岩上山， 上层凿岩上山超前下层 1 ～2排爆破。倘 若使用环形钻机 ， 则只须在凿岩上山内钻凿环形中 深孔 。 3． 5． 3矿体 顶板 围岩 不稳 固 采取预切或预控顶措施。预切顶时先用浅孔在 矿体顶部拉出一个2 m高的空间 ， 然后用锚杆加固顶 板围岩。预切顶不仅可以护顶， 而且能 改善爆破效 果， 该法在陕西银矿等地取得了很好 的效果。预控 顶则在中深孔凿岩时 ， 炮孔穿透矿体 ， 打人顶板围岩 一 定深度， 然后 采用砂浆锚索加固顶板 围岩。该法 在瑞典玛尔姆别尔梅铁矿大获成功 ， 采场暴露面积 维普资讯 8 湖南有色金属 第 1 9卷 达到2 1 0 0 m 。 3 ． 5 ． 4 矿体变薄 海丰锡矿对平均 1 ． 5 m厚 的矿脉采用水平 中深 孔抛掷爆破回采方案 ， 试验取得 了成功 ， 底板粉矿清 除率达 9 5 ％以上 ， 较好地解决了倾斜薄矿脉的开采 问题 。此外 ， 还有一些矿 山在全面法和削壁充填法 中应用浅孔爆力运搬 ， 积累了不少成功经验。 4 结论 倾斜中厚矿体占金属矿 山和非金属矿 山的比重 为 1 ／ 3 ， 研究该类矿体的采矿方法意义重大。改进和 完善爆力运矿采矿法 ， 不仅可以获得较好的经济效 益 ， 而且会对矿业的可持续发展作出重大贡献。 随着无轨 自行装运设备 和锚杆、 锚索支护技术 的推广运用 ， 天井爬罐技术的不断完备 ， 中深孔凿岩 技术和设备的发展， 爆力运矿工艺将不断成熟完善， 其运用范围将更加广泛。 ‘ 参考文献 [ 1 ] 李学锋， 谢长江 爆力运搬的理论与试验研究[ J ] ． 矿业研究与 开发 ， 2 0 0 2， 6 ． E 2 2 李恒学 ． 介绍几种倾斜、 缓倾斜中厚矿体的开采方案[ J ] ． 化工 矿山技术 ， 1 9 9 1 ， 3 ． 收稿 日期 2 0 0 2 0 6 1 0 An I m p r o v e m e nt o n t h e M i ni n g M e t ho d o f Co n v e y s Or e b y Bl a s t i ng Fo r c e LI Xu e f e ng， DUAN Xi x i a ng K u n mi n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， Ku n mi n g 6 5 0 0 9 3 ， C h i n a Abs t r a c t The mi ni ng me t h o d whi c h c o n v e ys o r e by b l a s t i ng f o r c e i s a b l e t o s o l v e we l l t h e o r e c o nv e y a n c e a n d t h e o p e r a t i o n a l s e c u r i t y qu e s t i o n i n t h e s t o p e i n i nc l i n e d a nd me d i um t h i c kn e s s o r e b o d y， S O t he r a t i o o f mi n e d t o nn a g e t o d e v e l o p me nt s i s l ow a nd o r e d i l u t i o n a n d l o s s a r e l e s s ， l e a d i n g t o g o o d c o s t e f f ec t i v e n e s s ． Bu t b e c a u s e o f ki nd s o f f a c t o r ， t hi s mi ni ng me t h o d h as no t b e e n a b l e t o b e p r omo t e d t h e a p p l i c a t i o n wi d e l y． I n v i e w o f e a c h k i n d o f t h e r e s t r i c t i o n f a c t o r ，t h i s a r t i c l e p r o p o s e s t he i mp r o v e me nt me as u r e a n d t he me t h o d，a n d p r o p o s e s d e v e l o p me nt d i r ec t i o n an d s o me ass ump t i o n i n t h e f u t u r e． Ke y wo r d s t h e mi ni ng me t ho d； b l as t i n g f o r c e d r i v e n o r e c o nv e y a n c e； r e s t r i c t i o n f a c t o r ； i mp r o v e me nt I 4 “ 1 1 1 1 4 “ 1 1 1 1 4 “ 1 1 1 1 4“ 1 信息苑 我国固体矿产资源储量套改居世界前列 通过对套改结果分析表明， 我国矿产资源储量的总量仍居世界前 列 ， 资源储 量结构呈“ 三少三多 ” 的特点 一 是储 量 、 基 础储 量少 ， 资 源 量多 。查明资源储量 中， 基础储量 占 3 6 ． 3 ％， 资 源量 占 6 3 ． 7 ％， 储量 占查明资源储量 的 1 8 ． 9 ％； 二是经济可利用 的资源储 量少 ， 经济可利 用性羞或经济意义未确定 的资源储量多。经济可利 用的占三分 之一， 经济可利用性差和经济意义未确定的 占三分之二 ； 三是探 明的资源储 量少 ， 控制的和推断的资源储量多 ，我国 1 4 8 种 固体矿 产查 明资源储 量达到探 明程度 的仅 占 1 O ． 6 3 ％， 达到控制程度 的占 4 3． 5 5 ％， 达到推 断程度的占 4 5 ． 8 2 ％。这样的现状 反映 出， 我 国固体矿产特 别是一些 重要矿产的勘查工作程度明显偏低 ， 难采选和品位低 的矿床没有充分 开发和利用， 采、 选、 冶技术落后于国际先进水平， 矿业市场尚不发育。 但是从另一 角度 ， 也反映出我们具有 较大的资源潜力 ， 占有 较大 比重 的资源量是 增加经济可利用的基础储量 的潜力所在。 摘 自 中国有 色金属信息网 维普资讯