大孔徑落礦技術在鏡鐵山礦破碎礦體中的應用\\分析和評價

摘 要:本文將大孔徑落礦技術的技術經濟指標與硐室落礦、小孔徑落礦技術進行分析比較，得出了大孔徑落礦技術在鏡鐵山礦樺樹溝礦區的應用在技術上是可行的，在經濟上是合理的。

關鍵詞:破碎礦體硐室落礦小孔徑落礦大孔徑落礦

中圖分類號:TD853文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(a)-0079-01

1 引言

鏡鐵山礦樺樹溝礦區是酒鋼(集團)公司主要的鐵礦石原料基地，由七個礦體組成，主要采用無底柱分段崩落法采礦，扇形中深孔落礦。礦石主要以鏡鐵礦、菱鐵礦為主，近礦圍巖以灰黑色、灰綠色千枚巖為主。礦體主要受褶皺構造控制，產狀整合，形成明顯的向斜構造，上部及東西兩翼的邊緣礦體，由于受地質構造與地表風化作用的影響，節理裂隙發育，礦體十分破碎，給礦石的開采工作造成很大的困難。

樺樹溝礦區的破碎礦體占整個礦石儲量的30%左右，以往由于設備條件和采礦工藝技術條件的限制，對于破碎礦體礦石的回收只能采用傳統的小孔徑落礦和硐室落礦的方法進行回收。但由于小孔徑中深孔鑿巖時夾釬嚴重，炮孔的成孔率較低，而硐室落礦成本高、回收率低、破壞性大，造成了樺樹溝礦區破碎礦體礦石的嚴重浪費。因此，如何選擇一種經濟實用的采礦方法來回收破碎礦體的礦石，提高該部分礦石的回收率，一直是困擾鏡鐵山礦破碎礦體礦石回收的重大難題。

2 硐室落礦技術與小孔徑落礦技術

2.1 硐室落礦技術

鏡鐵山礦樺樹溝礦區目前普遍使用的采礦結構參數為12m(進路間距)×15(分段高度)m。由于采礦工藝技術的限制，硐室落礦技術在鏡鐵山礦樺樹溝礦區應用相當廣泛，大量使用在山頭處理、切割拉槽、懸頂處理以及部分破碎礦體的正?；夭芍?。

據統計，樺樹溝礦區每年采用硐室落礦280套，消耗炸藥1260噸，消耗巷道2240米，崩落礦石地質儲量137.1萬噸，其中，回收礦石僅58.3萬噸，回收率為42.5%，大量礦石被損失掉。經分析總結，硐室落礦存在以下缺點:

由于硐室間距大(8.0m)，礦石爆破破碎不充分，損失率高;硐室爆破震動大，破壞性強，對后續采礦十分不利;勞動強度大，炸藥單耗高，技術經濟指標差。

2.2 小孔徑落礦技術

炮孔直徑不大于64mm稱為小孔徑落礦技術。由于采用小孔徑掘鑿深孔時夾釬嚴重、成孔率低、炮孔容易堵塞、變形破壞，致使裝藥質量差，爆破效果不好，礦石的回收率只有70.3%左右，很容易造成懸頂的發生，懸頂后只能采用硐室處理，形成惡性循環。

3 大孔徑落礦技術參數的確定

為了解決30%破碎礦體的礦石回收，經我們認真分析，提出了采用大孔徑落礦替代硐室落礦及小孔徑落礦的采礦技術，決定選用φ102mm孔徑的炮孔進行扇形中深孔施工。炮孔的前傾角為90°，邊孔角為55°，因此只需確定炮孔的最小抵抗線(排距)w和孔底距a即可。

最小抵抗線和孔底距的確定，要綜合考慮礦巖性質、炸藥質量、炮孔直徑、每米深孔崩礦量、粉礦與大塊率、鑿巖速度等因素來確定。但在炮孔密集系數m(m=a/w)一定的情況下，如果增大孔徑，可以減少深孔總量、提高每米炮孔的崩礦量等，從而大大提高礦石的回收率。但孔徑過大，會影響爆破效果，大塊率隨之增加，加大了二爆的難度，所以只有綜合考慮以上各方面的因素，才能得出最佳結果。炮孔密集系數、孔徑與礦石大塊率的關系。根據經驗公式，對于φ102mm的孔徑，最小抵抗線為:

w=(25-30)×φ=(2.5-3.0)m

在無底柱分段崩落法采礦中，炮控密集系數m一般取1.0-1.5，根據鏡鐵山礦的礦巖性質和多年的爆破實踐經驗，參照以上計算結果，φ102mm 孔徑的中深孔，排距w選擇2.8m，孔底距a選擇2.8-3.5m比較符合樺樹溝礦區的礦石特性。

4 大孔徑落礦技術的可行性分析

對于任何一種采礦技術的選擇，必須要從礦石開采技術的可行性、工藝的可行性、經濟的合理性等幾個方面進行綜合分析評價。

4.1 礦體開采技術的可行性

為了克服φ64mm及以下小孔徑在破碎礦體鑿巖時的缺點，我們引進了φ102mm的液壓臺車，在Ⅱ礦體2730水平1-10穿進行了大孔鑿巖與爆破試驗，炮孔的成孔合格率在95%以上，廢孔率大幅減少，基本克服了在破碎礦體中小孔鑿巖的不利情況，礦石的回收率有了很大的提高，達到了82.7%，而且每排深孔可以節約14.3米左右的深孔，鑿巖成本明顯下降，在技術上完全可行。

4.2 工藝技術的可行性

(1)鑿巖設備能力。樺樹溝礦區各礦體成礦帶寬，走向長，適宜進行大規模集中開采。目前樺樹溝礦區使用兩臺從國外引進的孔徑為φ102mm的SOLO-1029A型液壓臺車，鑿巖效率為240m/天，按300天/年的工作時間計算，每年鑿巖量為14.4萬米，完全滿足樺樹溝礦區破碎礦體10萬米/年的鑿巖任務。

(2)炸藥質量。大孔徑落礦技術的最小抵抗線w和孔底距a的增加，對炸藥質量的要求較高，目前鏡鐵山礦使用的膨化炸藥，殉爆距離達到了4cm以上，其暴力完全滿足樺樹溝礦區破碎礦體2.8米排距的爆破要求。

4.3 技術經濟的合理性分析

樺樹溝礦區硐室落礦的成本為41.3元/噸，小孔落礦的成本為34.5元/噸，而φ102mm孔徑落礦的成本為33.2元/噸，每年回采破碎礦體137.1萬噸礦石，采用大孔落礦的成本比硐室落礦節約1110.5萬元，比小孔徑落礦節約178.2萬元。

可見在樺樹溝礦區破碎礦體中使用φ102mm大孔徑落礦技術替代硐室和小孔徑落礦技術，在技術上是可行的，在經濟上也是合理的。

5 大孔徑落礦技術在樺樹溝礦區礦破碎礦體中的應用評價

大孔徑落礦技術是相對于硐室落礦、小孔徑落礦技術提出的，目的是通過加大孔徑來解決破碎礦體中用硐室落礦、小孔徑落礦時成本高、回收率低、礦石損失大的缺點，提高礦石的綜合回收率，降低勞動強度和生產成本，提高經濟效益。

經過兩年的試驗應用，φ102mm孔徑的大孔基本解決了樺樹溝礦區破碎礦體中用小孔、硐室落礦時回收率低的問題，克服了傳統落礦工藝技術方面的不足，礦石回收率達到了82.7%，取得了較好的技術經濟效果。如果在鏡鐵山礦破碎礦體中全面推廣應用，每年可多回收礦石17萬噸左右，不僅能充分回收寶貴的礦石資源，延長樺樹溝礦區的服務年限，還可以取得良好的經濟效益。

參考文獻

[1]樺樹溝礦區地質勘探報告.

[2]金屬礦床地下開采.

[3]爆破工程.

[4]鏡鐵山礦歷年統計報表.