松動爆破在鄂爾多斯東勝區露天煤礦煤層開采中的應用探討

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前言

煤礦資源是當前社會中最重要的資源之一,內蒙古自治區境內有很多煤礦,其中鄂爾多斯東勝區露天煤礦,位于東勝區銅川鎮境內,主要以開采不粘煤、長焰煤為主要業務,針對動力用煤和民用用煤,主要為火力發電、工業鍋爐、煤的氣化等提供原料[1]。煤礦主要市場需求,是采用振動篩分級,對具有不同品種、不同粒徑且具有較高價值的塊煤進行篩選,為工業鍋爐及民用用煤提供原料。篩下的粉煤,可采取簡單的脫硫加工處理,用于電廠發電使用。在煤礦開采中,要注重對價值較高每塊比例進行提升,使煤炭綜合售價得到提高,進而幫助企業獲得更高的經濟效益。

一、露天煤礦的概況介紹

鄂爾多斯東勝區露天煤礦,地質構造較為簡單,煤層賦存條件良好,煤層傾角為1°-3°。設計開采當中,采煤方式以挖掘機為主。煤礦主體煤層有4.5m-5m厚度,煤層與底板20cm-50cm距離位置,存在一層2cm-10cm厚度的夾矸。在開采中,對傳統挖掘機采煤方法進行運用,無法達到50%以上的出煤塊率,同時對產品質量造成較大影響。因此,煤礦經濟效益不理想,需要應用新的開采技術。結合實際情況,嘗試應用松動爆破技術使塊率提高,通過實驗研究證明應用效果。

二、松動爆破的實驗方案

(一)鉆孔深度。在鉆孔深度方面,第一種方案是鉆孔到煤層夾矸上方10cm的位置,目的是不對夾矸層結構造成破壞。在處理夾矸層后,在另行處理剩下的20cm-50cm煤層。實驗研究表明,由于煤層會發生震動效應,矸石層厚度較小,無法抵抗爆破震動,因此在爆破后難以對夾矸單獨處理。另外在裝藥附近,煤層有明顯破碎的情況,導致塊率下降。第二種方案是鉆孔到煤底板下方10cm的位置,目的是為了在煤層夾矸底層煤爆破后,方便使用裝載機進行裝車。同時鉆孔低于煤層10cm,能夠避免爆破引起裝藥附近煤層破碎,可以使塊率提高[2]。實驗研究表明,這種方案能夠對夾矸底層煤爆破效果加以保證,并且能夠使夾矸層保持完整,因而更為理想。

(二)爆破參數。爆破參數上,也采取兩種方案進行實驗。第一種方案中,鉆孔深度350m,鉆孔70個,平均深度5.0m,采用淺孔鉆機穿孔,孔徑在100mm。使用MFB-2000型起爆器、2#煤礦許用乳化炸藥、毫秒延期導爆管雷管。采取單排布孔的方式。裝藥線密度6.0kg/m、孔距5cm、抵抗線4m、孔深5m,孔徑100mm。單孔裝藥量12kg,總裝藥量840kg。爆破煤量,根據間排距、實測沖擊波拉伸松動距離1m進行計算,得到了12355.2噸的實際過磅噸數。通過10車過磅分類銷售,塊率70%,成本每噸1.44元。第二種方案中,鉆孔深度748m,鉆孔152個,平均深度4.92m,孔徑100mm。使用MFB-2000起爆器、2#煤礦許用乳化炸藥、毫秒延期導爆管雷管。采取雙排布孔的方式。孔距5m、抵抗線4m、平均孔深4.92m、孔徑100mm,單孔裝藥量12kg,總裝藥量1824kg。爆破煤量,根據間排距、實測沖擊波拉伸松動距離1m進行計算,得到了28644.5噸的實際過磅噸數。通過10車過磅分類銷售,塊率70%,成本每噸1.33元[3]。因此,第二種方案更為理想。

(三)裝車方式。在裝車方式選擇上,爆破后如果采取傳統挖機裝車的方式,費用為每噸4元。同時這種裝車方式,還可能造成二次破碎,導致塊率下降,因而并不理想。爆破后如果采取裝載機裝車的方式,費用為每噸2元,爆破費用在每噸1.33元,因而裝煤總費用僅為每噸3.33元。同時能夠比較二次破碎的情況,能夠提高塊率,因而更為理想。

三、松動爆破的實驗結論

經過實驗研究表明,在鉆孔深度方面,應控制在煤層底板以下10cm。在爆破參數方面,采取雙排孔爆破的方式,在不同季節的不同塊度需求情況下,調節鉆孔間排距,如冬季對于大塊有更高需求,可以將間排距適當增加,使裝藥量得到提升,能夠使大塊比例得到提高。常規情況下,采取5m×4m的參數,每孔裝藥量為12kg。爆破后,選擇裝載機裝車的方式。與傳統挖機裝煤效益進行比較,發現每噸單價下降了2元,塊率提升了20%,噸煤爆破成本雖然每噸增加1.33元,但是噸煤裝車總成本每噸下降了0.67元,綜合噸煤售價每噸提升了10元,取得了很好的經濟效益。

結論

通過本文研究得出結果,在鄂爾多斯東勝區露天煤礦煤層開采中應用松動爆破技術,能夠有效降低煤礦開采成本,提升出煤塊率,提高綜合噸煤售價,對于煤礦成本控制和效益提升均有良好的效果。在該技術的實際應用當中,結合煤礦實際情況,合理選擇鉆孔深度、爆破參數、裝車方式,使該技術與煤礦實際情況更加契合,從而實現煤礦經濟效益的有效提升。