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。