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李樓鐵礦首采采場中深孔爆破參數的確定

2012-11-17 09:20:26張立新
采礦技術 2012年1期

張立新

(五礦邯邢礦業有限公司安徽開發礦業有限公司, 安徽霍邱縣 237462)

李樓鐵礦首采采場中深孔爆破參數的確定

張立新

(五礦邯邢礦業有限公司安徽開發礦業有限公司, 安徽霍邱縣 237462)

李樓鐵礦礦石主要為鏡鐵礦,礦石硬度大,中深孔爆破尚不成熟,為有效地進行中深孔落礦,降低爆破大塊率,提高出礦效率,結合采礦方法和鑿巖設備,初步確定了-325 m水平10-5#采場中深孔爆破參數,并進行了現場爆破試驗。結果表明,該爆破參數合理,大塊率低,爆破效果良好。

中深孔;爆破參數;大塊率;爆破效果

1 礦山概況

李樓鐵礦為大型沉積變質型鐵礦床,礦床賦存于周集倒轉向斜兩翼中的新太古界霍邱群周集組、吳集組地層中。礦石礦物成分主要為鏡鐵礦,磁鐵礦和赤鐵礦所占比重很少,且分布零散。礦體走向近南北,長約3.4km,東西寬約500m,礦體傾角68°~88°。礦體上部埋深90~341m,礦體斜深100~767m,最大控制深度為-862m。

李樓鐵礦采選規模為500萬t/a,采用主副豎井輔助斜坡道開拓運輸方案。有軌運輸主運輸水平設在-425m,礦石運輸采用20t架線式電機車雙機牽引10m3底側卸式礦車,目前-425m水平完成李樓1#卸礦站至12#穿脈鋪軌架線工作。輔助斜坡道、副井、主井、風井、溜破系統、2#充填站等主體工程已基本完工,具備試生產條件。

2 采礦方法

李樓鐵礦采用階段空場嗣后充填采礦法,采用中深孔鑿巖、鏟運機出礦、嗣后充填的回采工藝。將礦體分礦房、礦柱2步驟回采,一步采礦房和二步采礦柱間隔布置,礦房與礦柱間留3m保護礦柱。先回采一步采礦房,回采結束后進行充填、養護,然后回采二步采礦柱。采場垂直礦體走向布置見圖1,礦房礦柱寬均為20m,采場長為礦體厚度。采場高度為100m,分段高度為25m,在采場高度內分3個分段進行鑿巖,-400m分段為出礦水平,-375,-350,-325m分段為鑿巖水平,-300m分段為充填水平。

圖1 25m分段上向扇形孔空場采礦嗣后充填法

中深孔鑿巖在-325,-350,-375m水平的鑿巖巷以及-400m水平受礦巷中進行,選用Simba1354型中孔臺車鑿上向扇形中深孔。裝藥采用長沙礦冶研究院研制的炸藥混裝車或BQF-100型裝藥器裝藥。出礦采用ACY-3L鏟運機和TORO1400E6m3電動鏟運機裝運至溜井,礦石下放至-425m中段,由電機車運至卸礦站,經井下破碎、皮帶運輸由主井箕斗提升至地表。

3 中深孔爆破參數的設計

(1)炮孔布置。炮孔為垂直上向扇形中深孔,由于選用Simba1354型液壓采礦鑿巖臺車,中深孔架點高度為1.8m(即鑿巖臺車鑿巖中心高度)。以1.8m為起點,在控制范圍內做放射狀布孔。先布邊角孔,再按選用的孔底距布置其余炮孔。

(2)炮孔直徑d。取決于鉆孔設備的類型,Simba1354型液壓采礦鑿巖臺車的孔徑d=80 mm。

(3)最小抵抗線ω。按炮孔直徑確定最小抵抗線,對于堅硬巖石:

式中:ω為最小抵抗線,m;d為炮孔直徑,為80mm。

按公式計算確定最小抵抗線:

式中:d——炮孔直徑,mm;

Δ——裝藥密度;

τ——裝藥系數,τ=0.7~0.8,取0.8;

m——炮孔密集系數,扇形中深孔,取1.2;

q——單位炸藥消耗量,kg/m3。

參考國內類似礦山實際資料,考慮到礦山從未進行過礦體爆破,根據以上公式和現場實際情況初選最小抵抗線為1.7m。

(4)炮孔排距。垂直扇形中深孔鑿巖爆破炮孔排距即爆破的最小抵抗線,為1.7m。

(5)孔底距。對于扇形孔,孔底距α可以按下式計算:

式中:m——密集系數,對于扇形孔,孔底m值為1.5~2.0;

ω——最小抵抗線,取1.7m。

(6)單位炸藥消耗量q。可參閱表1采取。根據礦體的堅固性系數,取q=0.8kg/m3。

表1 井下深孔爆破炸藥單耗量

(7)邊孔角。根據礦體的運動安息角及自然安息角,并參考國內類似礦山實際資料,取邊孔角為32°。以后可以根據實際情況進行調整優化。

4 采場應用實例

根據計算所得參數,對李樓鐵礦-325水平10-5#采場進行了中深孔設計。切割巷上炮孔排距為1.5m,根據切割井的實際施工情況,為形成更好的爆破效果,在切割井兩邊各布置1排加強排,距離切割井兩幫1m,切割巷上共布置10排炮孔,如圖2所示。每排布置5個炮孔,切割巷中深孔典型布置(第5排)如圖3所示。

圖2 -325m水平10-5#采場炮排布置

鑿巖進路正排排距為1.7m,在切割巷一側布置2排加強排,排距分別為1.2m和0.8m;正排邊孔角為32°,孔底距控制在2.6~3.0m。為達到較好的爆破效果,正排采用交錯布置,奇數排孔底距控制在2.6~2.8m,偶數排孔底距控制在2.8~3.0 m。鑿巖進路上共布置35排炮孔,奇數排每排的炮孔數為13個,偶數排每排的炮孔數為14個。該水平中深孔的典型布置(15排、16排)如圖4所示。

圖3 切割巷中深孔布置

圖4 -325m水平10-5#采場鑿巖進路中深孔布置

現場爆破實踐表明,孔徑80mm、排距1.7m、孔底距2.6~3.0m、邊孔角32°的中深孔爆破參數可行,爆破效果較為顯著,能明顯減小大塊產出率,提高了出礦效率,降低了采礦成本。

5 結 論

通過理論計算確定了適合鏡鐵礦的中孔爆破參數,且10-5#試驗采場的成功爆破證明了該參數可行,并得到以下主要經濟技術指標:采場切割巷炮孔崩礦量為2.82t/m,炸藥單耗為0.67kg/t;鑿巖進路炮孔崩礦量為10.2t/m,炸藥單耗0.45kg/t。

10-5#采場的首次爆破為后續采場中孔爆破參數優化提供了技術參考。今后仍需通過現場試驗不斷優化中深孔爆破參數,進而提高爆破落礦效率和出礦效率,及降低炸藥消耗,提高礦山的經濟效益。

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2011-09-14)

張立新(1980-),男,河北邢臺人,工程師,主要從事采礦技術與管理工作。

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