大梁鉛鋅礦Ⅰ＃礦體中深孔爆破參數優化研究

王慶賢

（會東大梁礦業有限公司，四川 涼山 615205）

大梁鉛鋅礦Ⅰ＃礦體中深孔爆破參數優化研究

王慶賢

（會東大梁礦業有限公司，四川 涼山 615205）

針對礦山現有爆破效果大塊率高等現象，通過分析其產生的原因，采取了大孔距小抵抗線等改進措施，適時地改變了爆破參數，改進了爆破工藝及爆破條件，獲得了良好的爆破效果，為礦山創造了良好的經濟效益和社會效益。

大塊率；參數優化；大孔距；小抵抗線；改進措施

會東大梁子鉛鋅礦礦區位于康滇地軸東緣，涼山斷褶帶東南角和東川臺拱西北交接部位，其位于康滇地軸中段大橋向斜的東翼，為一傾向北西西－北西的單位斜層，鉛鋅礦則產于震旦系燈影組含硅質白云巖中。

礦床由兩個礦體組成。Ⅰ＃礦體為主礦體，占總儲量的99%，產在兩個斷層破碎帶中，為厚大的透鏡體。Ⅱ＃礦體規模較小，走向長100 m，平均厚7.5 m，鉛0.73%，鋅7.25%，鉛鋅比為 1∶10。其中，Ⅰ＃礦體位于礦床中部，受構造和巖性的雙重控制，與成礦關系密切的斷裂構造主要有F15、F25、F8、F9、F6、F5和F13、F14、F23；含礦巖性主要為震旦系上統燈影組上部的白云巖和會東鉛鋅礦所特有的地質體——黑色破碎帶。

礦體大致呈東西向展布，西起27線，東至14線，北起F15北側，南到F5南側，走向長690 m，厚0.81～199.79 m，平均厚59.67 m，面積約0.19 km2，平均厚度變化系數88.19%。該礦體傾向北東，局部反傾，傾角較陡，一般均大于75°。

根據礦體的賦存條件，該礦山采用崩落采礦法。具體的礦塊參數：鑿巖巷間距12 m，階段高度50 m，分段高度12 m。回采時，在分段鑿巖巷道中用中深孔進行鑿巖，首先進行中深孔拉槽爆破形成自由面，然后采用垂直扇形中深孔爆破落礦，每次爆破3排以內，爆落礦體用無軌設備運輸到脈外溜井內。

采用現有的爆破參數進行相關爆破時，在出礦過程中發現中深孔爆破存在嚴重的大塊問題或者過粉碎現象，嚴重影響礦山的正常生產［1～4］。由此帶來了一系列的問題，具體表現為：（1）勞動生產率低。出礦功效低，大塊往往需要進行二次破碎，占用了大量的時間；（2）材料消耗大。為滿足出礦的需要，往往需要二次破碎，其二次破碎的火工材料和爆破器材增多；（3）損失貧化大；（4）安全事故多。大塊多二次破碎頻繁，相應地增加了爆破事故的風險，惡化了作業條件。

1 優化爆破參數理論——大孔距、小抵 抗 線理論［4，5］

根據巖石爆破機理，礦巖爆破破壞是受氣體推力和反射應力波共同作用所致。縮小抵抗線可使巖體中由應力波產生的徑向裂隙發育程度相對增多，其裂隙在巖體的脆弱面上能夠延伸接近自由面，并在高壓氣體作用下，得到塊度較為均勻的巖石。增加孔底距，可使爆破時間在孔底得到延長，相對地提高了爆破能量的利用率，巖體得到充分的破碎，從而減少了大塊，改善了爆破效果。

在保持孔網面積S和單位炸藥消耗量不變的情況下，增大孔底距a和減少抵抗線w，能使炮孔密度系數m增大，爆破能量得到充分的利用。

2 優化參數試驗

2.1 爆破參數的選取

傳統井下中深孔爆破一般采用的密集系數基本上為0.8～1.2，但實踐結果表明，在此密集系數的情況下，礦石爆破塊度和大塊率都很難取得理想的效果。國內外對密集系數的合理取值，一般都是參照經驗值，難以形成統一的認知和標準。

國內外對中深孔爆破參數的研究，提出過大孔距、小抵抗線理論。上個世紀80年代，自從瑞典的蘭考費斯在有機玻璃模型上進行增大m值的試驗，發現m值增大到3～8均可獲得良好的破碎效果之后，許多國家相繼開始試驗和應用。澳大利亞的哈根博士認為孔距不應大到使爆生氣體在充分穿透孔間裂隙之前從自由面逸出，據此原則計算出的最值m值為2.59，并建議m值不超過3.0。前蘇聯許多礦山一般也m＝3.5～4.5。弗理波夫認為m＝2.5、雷柯夫斯基認為m＝3.5時破碎效果最好。日本的佐佐宏一建議m＝3～6。美國的C·E·Grefory等人認為m＝2為好等［6］。

根據礦山的實際情況或查閱相近工程實例文獻，確保不出現懸頂情況下，保守的取值w＝1～1.2 m，a＝2.2 m，m＝1.83。

對CZ34－2采場2 104 m分段前10排進行試驗，爆破參數修改后和原設計參數對比見表1。通過表1可知，改進后（方案2）分段鉆孔總m數最少，最為經濟；如果選用方案1，爆破效果會更好，但方案1和原方案鉆孔總m數相近，沒有方案2經濟。綜合考慮選取方案2更為合理。

表1 各爆破參數對比表

通過爆破方案的改進，將原方案改成方案2，即排距1.4 m、孔底距1.8 m分別改為排距1.2 m，孔底距2.2 m，炮孔的密集系數得到提高。

究其原因，原有礦山中深孔爆破的相關參數為：排距1.4 m，孔底距1.8 m，密集系數m為1.21，考慮到礦山爆破設計的爆破大塊率等，改為參數排距1.2 m；孔底距2.2 m。對這兩種參數進行分析對比，如圖1所示。圖1（a）中爆破參數為1.2 m×2.2 m（排距×孔底距），圖1（b）中為原有方案參數1.4 m× 1.8 m（排距×孔底距）。

圖1 爆破參數對比圖

分析圖1可得，圖1（a）中粗線范圍內為炮孔距離小于排距區域，即這個區域內炮孔間距小于1.2 m。根據爆破爆轟波傳播理論，此范圍內的炮孔首先被擊穿后脫離母體，后排炮孔炸藥對其影響變小。同理，圖1（b）中圖上標示的范圍內炮孔距離小于1.4 m。通過對比，明顯發現b圖的影響區域遠大于a，這是導致爆破產生大塊的主要原因之一。

2.2 爆破優化措施

2.2.1 采用奇偶排相互交叉炮孔布置

原來沒有采用前后排炮孔交叉布置。改進后采用奇偶排相互交叉炮孔布置，這樣前后排相當于梅花形布孔，有利于減少大塊率。

2.2.2 采用同排分區域分段爆破

某排炮孔雷管段位標號具體布置見表2及圖2所示。

表2 炮孔雷管單位標號

2.2.3 控制孔口不裝藥長度，

降低孔口裝藥密度。參照孔口距理論，爆破設計每排炮孔孔口間隔預留1～3 m的不裝藥長度，裝藥過程中嚴格按設計預留孔口不裝藥長度。

圖2 炮孔雷管段位標號布置圖

2.2.4 控制各個分層的回采進度

由于鏟車不能進入空區出礦，如果上一分層回采速度過快于下一分層回采速度，上下分層產生的臺階過大。上一分層礦房的兩邊礦石不能出空，在臺階上留了很多礦石，在回采這一分層時會產生補償空間不足，爆破效果不理想。

2.2.5 加強孔底裝藥密度

由于孔底距大，耗能多。裝藥時在孔底放了一個起爆藥卷，放入起爆藥卷后，保護了雷管和巖壁的摩擦，提高了安全系數，同時提高了起爆能力。要求裝藥主操作手在裝孔底時退管速度要適當放慢。

2.2.6 合理安排爆破排數

參照相關工程經驗，每排爆破延時合理間隔時間為25 ms，由于現階段使用的毫秒雷管只有前5段延時為25 ms，所以每次爆破排數不宜超過3排。

2.3 爆破參數優化效果

修改爆破參數后穿孔總米數減少，同時也節約了炸藥；延米崩礦量提高到5以上；炸藥單耗由原來的0.51左右降低至0.46左右，工程取得了良好的預期效果。由圖3所示，圖3（a）表示方案2（調整爆破參數后方案）的爆破效果圖，圖3（b）表示原爆破參數爆破效果圖。

圖3 改進爆破參數與原有爆破參數爆破效果對照圖

由圖3可以看出，相對于原有爆破方案，調整后的爆破參數，其爆破塊度比較均勻，大塊率少，取得了良好的爆破效果。

3 結 語

1.針對中深孔爆破產生大塊率和過粉碎等現象，分析其產生的原因，通過采取改變孔距及抵抗線等因素，將原方案的爆破參數排距×孔底距由1.4 m ×1.8 m改成1.2 m×2.2 m，改變了密集系數，大大提高了爆破效果。

2.通過采用爆破優化措施，如炮孔布置采用奇偶排相互交叉炮孔，采用同排分區域分段爆破等措施，改善了爆破條件，減少了大塊率，爆破單耗降低，取得了良好的爆破及經濟效果，為類似礦山爆破提供了一定參考依據。

［1］賀小慶.中深孔爆破落礦中降低大塊率的途徑［J］.黃金，2004，（6）：10－13.

［2］吳沅聲.中深孔落礦在廣西大新錳礦的應用［J］.中國錳業，2010，28（4）：44－46.

［3］沈慧明，吳愛祥，余佑林，等.獅子山鐵礦中深孔爆破參數優化設計研究［J］.中國鉬業，2003，（1）：14－18.

［4］王章，李國平，高元寶，等.大孔距、小抵抗線爆破參數的探討［J］.礦業快報，2006，（8）：76－78.

［5］張寶良.大孔距、小抵抗線爆破技術在地下中深孔采場的試驗［J］.金屬礦山，2009，（增刊）：458－461.

［6］葛勇.寬孔距小抵抗線位差爆破技術研究［D］.阜新：遼寧工程技術大學，2004.

The Research on the Optimization of the Deep Hole Blasting Parameter inⅠ＃Orebody of Daliang Lead-zinc Mine

WANG Qin-xian

（Huidong Daliang Mining Co.，Ltd.，Liangshan 615205，China）

Aiming at the phenomenon of the blasting effect of the higher block rate，by means of analysis of its causes，it takes the improvement measures of the big hole pitch and small resistance，timely changes the blasting parameters，and improves blasting technology and blasting conditions，which has obtained the good blasting effect and created a good economic benefit and social benefit for the mine.

lump ore；parameter optimization；wide borehore distance；burden；improvement measures

TD235.4

A

1003－5540（2015）04－0004－03

2015－05－21

王慶賢（1983－），男，助理工程師，主要從事采礦生產技術安全與管理工作。