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导硐法光面爆破技术在司家营铁矿大断面巷道的应用
2012-12-20
根据司家营铁矿的地质情况及施工要求,在原有全断面一次成巷光面爆破技术的基础上,采用大断面巷道掘进施工,即采用普通爆破导硐超前掘进一定深度(10m以上)的小断面巷道,然后光面爆破对预留爆破层进行扩帮挑顶,将此小断面扩大到设计断面,取得了较好的爆破效果和经济效益。
DSeecreimalbNero.. 5220412 现 ꢀ 代 ꢀ 矿 ꢀ 业 MORDEN MINING 2012年总 第125月24第期 12 期 导 硐 法 光 面 爆 破 技 术 在 司 家 营 铁 矿 大 断 面 巷 道 的 应 用 李 胜 辉 1 ꢀ 康 志 强 1 ꢀ 范 天 文 2 ꢀ 杨 ꢀ 闯 2 , 2 ( 1. 河 北 联 合 大 学 矿 业 工 程 学 院 ; 2. 河 北 钢 铁 集 团 滦 县 司 家 营 铁 矿 有 限 公 司 ) ꢀ ꢀ 摘 ꢀ 要 ꢀ 根 据 司 家 营 铁 矿 的 地 质 情 况 及 施 工 要 求 , 在 原 有 全 断 面 一 次 成 巷 光 面 爆 破 技 术 的 基 础 上 , 采 用 大 断 面 巷 道 掘 进 施 工 , 即 采 用 普 通 爆 破 导 硐 超 前 掘 进 一 定 深 度 ( 10 m 以 上 ) 的 小 断 面 巷 道 , 然 后 光 面 爆 破 对 预 留 爆 破 层 进 行 扩 帮 挑 顶 , 将 此 小 断 面 扩 大 到 设 计 断 面 , 取 得 了 较 好 的 爆 破 效 果 和 经 济 效 益 。 关 键 词 ꢀ 导 硐 法 ꢀ 光 面 爆 破 ꢀ 斜 坡 道 掘 进 1 ꢀ 概 ꢀ 述 主 , 普 氏 硬 度 系 数 为 8 ~ 14。 采 区 斜 坡 道 掘 进 设 计 净 断 面 3 900 mm × 3 700 mm, 掘 进 断 面 为 4 100 mm 司 家 营 铁 矿 有 限 公 司 隶 属 于 河 北 钢 铁 集 团 的 大 2 型 矿 山 采 选 联 合 企 业 , 位 于 河 北 省 唐 山 市 滦 县 响  镇 。 主 要 开 发 北 区 的 Ⅱ、 Ⅲ采 场 。 Ⅱ采 场 设 计 采 用 露 天 开 采 , Ⅲ采 场 采 用 地 下 开 采 , 位 于 S6 ~ N4 勘 探 线 。 Ⅲ采 场 设 计 开 采 能 力 200 万 t/ a, 为 竖 井 开 拓 , 已 开 拓 至 - 120 m 水 平 , 采 用 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 × 3 800 mm, 开 挖 断 面 积 为 14. 83 m 。 采 用 气 腿 式 # YT28 凿 岩 机 钻 孔 , 孔 径 40 mm, 2 岩 石 粉 乳 炸 药 。 2. 2ꢀ 导 硐 断 面 积 的 确 定 一 般 巷 道 净 断 面 面 积 大 于 12 m2 , 并 且 巷 道 宽 高 比 大 于 1 的 应 用 导 硐 法 光 面 爆 破 效 果 比 普 通 光 爆 效 果 显 著 。 导 硐 尺 寸 要 充 分 满 足 装 运 设 备 要 求 , 预 留 光 爆 层 厚 度 一 般 不 超 过 600 mm, 通 常 导 硐 断 面 与 法 , 中 段 高 度 60 m, 分 段 高 度 12 m, 进 路 间 距 10 m, 3 2 m 电 动 铲 运 机 出 矿 , 目 前 正 在 进 行 - 180 m 中 段 [ 1] 开 拓 施 工 。 设 计 断 面 之 比 为 0. 5 ~ 0. 8 。 根 据 现 场 经 验 确 定 WWW.KY114.CN - 180 m 中 段 大 断 面 巷 道 ( 见 表 1) 初 期 施 工 采 导 硐 断 面 为 3 100 mm × 3 300 mm, 断 面 积 为 2 用 全 断 面 一 次 成 巷 光 面 爆 破 技 术 , 由 于 断 面 较 大 , 夹 制 性 强 , 光 面 爆 破 效 果 不 理 想 , 经 过 试 验 摸 索 , 在 原 有 光 面 爆 破 基 础 上 , 参 考 隧 道 分 部 掘 进 技 术 , 采 用 导 硐 法 爆 破 技 术 掘 进 , 即 先 采 用 普 通 爆 破 导 硐 超 前 掘 进 一 定 深 度 ( 10 m 以 上 ) 的 小 断 面 巷 道 , 再 采 用 光 面 爆 破 进 行 扩 帮 挑 顶 , 将 小 断 面 巷 道 扩 大 到 设 计 断 面 , 取 得 了 较 好 的 爆 破 效 果 和 经 济 效 益 。 表 1ꢀ -180 m 中 段 大 断 面 巷 道 统 计 9. 73 m , 底 板 标 高 与 设 计 标 高 一 致 。 2. 3ꢀ 炮 孔 布 置 2. 3. 1ꢀ 炮 眼 深 度 按 巷 道 尺 寸 确 定 炮 眼 深 度 : L = ( 0. 6 ~ 0. 8) B = 2 400 ~ 3 200 , 式 中 , B 为 掘 进 巷 道 宽 度 , mm。 司 家 营 铁 矿 采 用 的 掘 进 设 备 YT28 凿 岩 机 , 现 场 掏 槽 眼 取 3. 0 m, 辅 助 眼 、 周 边 眼 的 深 度 均 取 2. 8 m。 2 工 程 名 称 设 计 断 面 / m 断 面 面 积 / m 长 度 / m 斜 坡 道 4. 1 × 3. 9 4. 2 × 3. 633 3. 9 × 3. 433 4. 7 × 3. 7 14. 83 14. 16 12. 45 16. 05 15. 96 13. 18 14. 44 1 236. 68 271. 18 490. 29 80. 51 2 . 3. 2ꢀ 炮 眼 直 径 水 ꢀ 仓 现 场 炮 眼 直 径 为 40 mm。 掏 槽 眼 、 周 边 眼 、 辅 助 主 井 单 轨 车 场 副 井 双 轨 车 场 双 轨 运 输 巷 # 眼 和 底 眼 均 采 用 直 径 为 32 mm 的 2 岩 石 粉 乳 炸 药 , 以 形 成 不 耦 合 装 药 。 不 耦 合 系 数 k = 1. 25, 可 以 满 足 周 边 眼 的 不 耦 合 装 药 结 构 要 求 。 4. 7 × 3. 7 84. 77 分 段 采 区 运 输 巷 4. 2 × 3. 433 2 300 小 ꢀ 计 4 363. 43 2 . 3. 3ꢀ 掏 槽 眼 2 ꢀ -180 m 中 段 斜 坡 道 施 工 根 据 现 场 工 人 凿 岩 习 惯 , 斜 坡 道 掘 进 均 采 用 直 2 . 1ꢀ 工 程 简 介 眼 掏 槽 , 尤 以 垂 直 五 梅 花 式 效 果 最 好 。 该 掏 槽 法 有 - 180 m 中 段 采 区 斜 坡 道 围 岩 以 黑 云 变 粒 岩 为 4 个 空 眼 , 呈 正 方 形 布 置 , 间 距 为 200 mm, 掏 槽 眼 布 置 在 巷 道 中 部 , 中 心 掏 槽 眼 位 于 巷 道 中 心 线 上 , 距 底 ꢀ 市 滦 县 响  镇 。 ꢀ 李 胜 辉 ( 1984— ) , 男 , 副 主 任 , 硕 士 研 究 生 , 063701 河 北 省 唐 山 板 1. 80 ~ 1. 85 m 处 , 共 有 9 个 掏 槽 眼 , 掏 槽 面 积 8 1 总 第 524 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 现 代 矿 业 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2012 年 12 月 第 12 期 1 000 mm × 1 000 mm, 如 图 1 所 示 。 0. 15 kg / 只 , 长 200 mm。 各 孔 雷 管 段 别 、 装 药 量 见 表 2。 表 2ꢀ 坚 固 性 岩 石 中 斜 坡 道 掘 进 凿 岩 爆 破 参 数 炮 眼 炮 眼 深 度 装 药 量 炮 孔 名 称 及 编 号 爆 破 顺 序 / 个 4 1 4 4 4 5 3 / mm / kg 卷 / 孔 空 孔 3 000 掏 槽 孔 1 3 000 Ⅰ( 1 段 雷 管 ) 3. 2 11 3 000 Ⅱ( 2 段 雷 管 ) 2. 5 11 3 000 Ⅲ( 3 段 雷 管 ) 2. 5 11 掏 槽 孔 2 ~ 5 掏 槽 孔 6 ~ 9 导 硐 辅 助 孔 10 ~ 13 辅 助 孔 14 ~ 18 辅 助 孔 19 ~ 21 2 800 Ⅳ( 4 段 雷 管 ) 2 800 Ⅴ( 5 段 雷 管 ) 2 800 Ⅵ( 6 段 雷 管 ) 2 2 2 9 9 9 图 1ꢀ 坚 固 性 岩 石 中 的 垂 直 五 梅 花 式 掏 槽 方 式 周 边 孔 22 ~ 39 19 2 800 Ⅶ( 7 段 雷 管 ) 1. 2 11 2 800 Ⅰ( 1 段 雷 管 ) 1. 2 11 1 , 2, 3— 起 爆 顺 序 光 爆 层 周 边 孔 40 ~ 58 18 62 2 . 3. 4ꢀ 辅 助 眼 与 周 边 眼 合 ꢀ ꢀ 计 为 了 取 得 光 面 爆 破 的 良 好 效 果 , 根 据 现 场 经 验 ꢀ ꢀ 掘 进 起 爆 采 用 7 个 段 别 半 秒 延 期 导 爆 管 雷 管 , 确 定 最 小 抵 抗 线 W = 550 ~ 600 mm 时 效 果 较 好 。 眼 距 与 最 小 抵 抗 线 的 比 值 为 炮 孔 密 集 系 数 m, m = E/ W。 岩 石 较 破 碎 时 m = 0. 5, 坚 固 岩 石 m 取 大 于 或 起 爆 顺 序 为 : 起 爆 器 →导 爆 管 →瞬 时 导 爆 管 雷 管 → # 半 秒 延 期 导 爆 管 雷 管 →2 岩 石 粉 乳 炸 药 , 采 用 孔 底 起 爆 , 起 爆 药 包 放 在 孔 底 的 倒 数 第 二 个 药 卷 处 。 [ 2] 等 于 1 。 由 于 导 硐 不 是 最 终 成 型 巷 道 , 不 要 求 爆 破 质 量 , 辅 助 眼 与 周 边 眼 同 等 考 虑 , 均 按 照 普 通 爆 破 参 数 计 算 , 取 最 小 抵 抗 线 上 限 W =600 mm, E =500 ~700 mm。 确 定 辅 助 眼 12 个 , 眼 间 距 580 mm, 周 边 眼 12 个 , 眼 间 距 700 mm, 底 板 眼 6 个 , 眼 间 距 580 mm。 2 . 5ꢀ 施 工 要 求 光 面 爆 破 对 钻 眼 的 要 求 严 格 , 斜 坡 道 掘 进 由 于 有 坡 度 影 响 , 要 求 更 为 精 准 。 为 保 证 钻 眼 质 量 , 制 订 了 严 格 的 验 收 标 准 和 必 要 的 技 术 措 施 [ 4] : ①每 循 环 钻 眼 前 应 准 确 的 给 出 巷 道 掘 进 中 线 、 腰 线 , 确 定 起 拱 线 ; ②掏 槽 眼 、 辅 助 眼 严 格 按 爆 破 图 表 布 置 施 工 , 保 证 装 药 量 ; ④光 爆 层 布 置 在 巷 道 的 轮 廓 线 上 , 应 做 到 2 . 3. 5ꢀ 光 爆 层 《 简 明 建 井 工 程 手 册 》 规 定 : 根 据 岩 石 性 质 和 巷 WWW.KY114.CN 道 轮 廓 的 曲 率 确 定 光 爆 层 眼 间 距 , 一 般 E = 400 ~ 准 、 直 、 平 、 齐 , 周 边 眼 应 稍 微 向 外 倾 斜 , 使 眼 底 落 在 设 计 轮 廓 线 外 约 100 ~ 150 mm, 并 严 格 控 制 装 药 量 和 炮 眼 深 度 ; ④炮 眼 打 好 后 , 装 药 前 必 须 用 高 压 风 吹 扫 干 净 , 并 对 炮 眼 进 行 严 格 验 收 , 不 合 格 及 时 补 孔 ; ⑤必 须 使 用 同 一 厂 家 同 一 批 次 的 雷 管 , 经 过 现 场 试 验 延 时 精 度 , 以 保 证 爆 破 效 果 。 5 00 mm, 层 节 理 发 育 的 松 散 岩 层 取 下 限 , 反 之 取 上 限 。 选 取 的 E 与 W 之 比 值 , 即 炮 眼 密 集 系 数 m 应 在 [ 3] 0 . 8 ~ 1. 0 。 参 考 手 册 给 出 经 验 数 据 , 取 眼 间 距 上 限 500 mm, 共 布 置 光 爆 层 炮 眼 19 个 。 最 终 形 成 炮 孔 布 置 图 , 如 图 2 所 示 。 3 ꢀ 爆 破 效 果 分 析 3 . 1ꢀ 普 通 光 面 爆 破 和 光 面 导 硐 爆 破 比 较 对 采 区 斜 坡 道 普 通 光 面 爆 破 和 光 面 导 硐 爆 破 进 行 抽 样 分 析 , 抽 样 结 果 见 表 3。 . 2ꢀ 导 硐 法 光 面 爆 破 技 术 施 工 取 得 的 效 果 巷 道 平 整 度 远 大 于 普 通 光 爆 爆 破 , 通 风 阻 力 3 ① 小 ; ②巷 道 壁 面 残 留 炮 孔 眼 痕 率 平 均 82% , 超 过 普 通 光 面 爆 破 27% ; ③巷 道 轮 廓 整 齐 , 大 大 减 少 了 巷 道 的 超 挖 与 欠 挖 量 , 降 低 了 掘 进 及 出 渣 费 用 , 平 均 每 米 少 挖 岩 石 方 约 为 1. 18 m3 ; ④导 硐 光 面 法 爆 破 比 普 通 光 面 爆 破 每 循 环 减 少 4 个 炮 孔 , 相 应 的 人 工 费 、 机 械 费 、 材 料 费 有 所 降 低 ; ⑤围 岩 原 有 裂 隙 基 本 没 有 扩 展 , 也 没 有 产 生 新 的 爆 破 裂 隙 , 无 明 显 浮 石 , 围 岩 完 整 稳 固 , 部 分 巷 道 不 再 需 要 喷 浆 支 护 , 使 用 维 护 费 用 大 大 降 低 ; ⑥导 硐 施 工 与 刷 帮 挑 顶 同 步 施 工 , 凿 岩 爆 图 2ꢀ 导 硐 光 面 爆 破 炮 孔 布 置 2 . 4ꢀ 司装家药营量铁与矿起采爆用顺的序炸 药 为 2# 岩 石 粉 乳 炸 药 , 掏 槽 眼 、 辅 助 眼 、 底 眼 和 周 边 眼 药 卷 直 径 均 为 32 mm, 8 2 ꢀ ꢀ 李 胜 辉 ꢀ 康 志 强 等 : 导 硐 法 光 面 爆 破 技 术 在 司 家 营 铁 矿 大 断 面 巷 道 的 应 用 ꢀ ꢀ 2012 年 12 月 第 12 期 表 3ꢀ 采 区 斜 坡 道 普 通 光 面 和 光 面 导 硐 爆 破 掘 进 抽 查 结 果 进 尺 炮 眼 炮 眼 总 长 各 炮 眼 单 孔 可 见 半 孔 壁 / m 半 孔 壁 总 长 眼 痕 率 样 本 / m / 个 / m 1 2 3 4 2 5 3 6 7 1 8 9 / m / % 1 2. 5 2. 5 2. 5 2. 5 2. 5 2. 5 9 9 9 9 9 9 22. 5 22. 5 22. 5 22. 5 22. 5 22. 5 1 1 1. 5 0. 6 2 1. 3 2 12. 4 11. 5 11. 9 14. 5 11. 4 12. 9 12. 43 17. 9 17. 4 18. 4 19. 4 18. 8 19. 3 18. 53 0. 55 0. 51 0. 53 0. 64 0. 51 0. 57 0. 55 0. 80 0. 77 0. 82 0. 86 0. 84 0. 86 0. 82 2 2 0. 4 0. 5 0. 9 0. 8 1. 7 1. 7 1 0. 4 0. 2 1. 9 2 1. 5 1. 2 2 0. 8 1. 7 2 2 3 1. 8 1. 9 1. 6 1. 5 2 1. 5 1. 1 1. 3 1. 6 普 通 光 面 4 1. 2 1. 3 0. 9 1. 8 0. 9 1. 3 1. 7 1. 4 1. 5 5 1. 8 2 0. 3 0. 4 6 2 平 均 值 1 2. 5 2. 5 2. 5 2. 5 2. 5 2. 5 2. 5 9 9 9 9 9 9 9 22. 5 22. 5 22. 5 22. 5 22. 5 22. 5 22. 5 1. 6 2 2. 2 2 2 2 1. 8 1. 8 2. 1 2. 1 2 2. 1 2 2. 2 2 2 2 1. 9 2 2 2 1. 9 1. 8 2. 4 2. 2 2. 4 1. 8 1. 7 2. 5 2. 3 2 3 1. 9 1. 5 1. 8 2 2. 2 2. 1 2. 3 2. 1 2. 3 2. 2 2. 1 2. 3 2. 2 2. 2 2 2. 2 2. 3 2. 1 2 光 面 导 硐 4 2. 1 2 5 6 2. 4 2. 2 1. 9 平 均 值 属 矿 山 ( 增 刊 ) , 2008, 9: 175176, 181. 破 互 不 影 响 , 施 工 速 度 更 快 , 月 进 尺 达 120 m 以 上 。 [ [ 2] ꢀ 翁 春 林 , 叶 加 冕 . 工 程 爆 破 [ M] . 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 , 2004. 3] ꢀ 崔 云 龙 . 简 明 建 井 工 程 手 册 [ M] . 北 京 : 煤 炭 工 业 出 版 社 , 4 ꢀ 结 ꢀ 语 大 断 面 巷 道 采 用 导 硐 法 光 面 爆 破 技 术 施 工 , 爆 2 003. 破 轮 廓 面 平 整 , 对 围 岩 扰 动 较 小 , 减 少 了 顶 板 事 故 发 生 , 给 施 工 、 采 矿 生 产 提 供 了 质 量 安 全 保 证 , 无 形 中 加 快 了 进 度 , 经 济 效 益 和 安 全 效 益 明 显 。 [ 4] ꢀ 郑 开 顺 , 王 光 明 . 程 潮 铁 矿 大 断 面 巷 道 掘 进 光 面 爆 破 技 术 的 应 用 [ J] . 武 汉 工 程 职 业 技 术 学 院 学 报 , 2007, 19( 4) : 1922. ( 收 稿 日 期 20120824) 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 [ 1] ꢀ 黎 多 庆 , 曾 永 胜 . 光 面 导 硐 法 在 大 断 面 巷 道 掘 进 的 应 用 [ J] . 金 櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄 WWW.KY114.CN · 记 者 在 线 · 河 北 找 矿 取 得 突 破 性 进 展 ꢀ 对 外 依 存 度 降 低 ꢀ ꢀ 据 河 北 省 国 土 资 源 厅 近 日 透 露 , 2010 年 以 来 , 据 悉 , 正 在 实 施 的 1∶ 2. 5 万 高 精 度 航 空 磁 测 项 目 , 目 前 已 全 面 完 成 冀 东 地 区 航 空 磁 测 任 务 , 在 冀 东 地 区 共 圈 定 航 磁 异 常 2 291 处 , 优 选 出 找 矿 靶 区 102 个 ; 划 分 出 铁 及 多 金 属 找 矿 远 景 区 30 个 , 其 中 一 级 找 矿 远 景 区 14 个 、 二 级 找 矿 远 景 区 8 个 、 三 级 找 矿 远 景 区 8 个 , 初 步 预 测 铁 矿 资 源 量 在 200 亿 t 左 右 。 “ 河 北 是 矿 产 资 源 开 采 和 消 耗 大 省 , 目 前 每 年 煤 炭 调 入 量 达 1 亿 t 以 上 , 铁 矿 石 对 外 依 存 度 超 过 50% , 资 源 保 障 压 力 很 大 。 ” 河 北 省 副 省 长 张 杰 辉 表 示 , 该 省 将 坚 持 以 铁 、 煤 等 矿 种 为 重 点 , 兼 顾 有 色 金 属 及 优 势 非 金 属 勘 查 , 保 证 矿 产 资 源 储 量 稳 定 增 长 。 资 料 显 示 , 2011 年 , 河 北 省 钢 铁 、 装 备 制 造 、 石 油 化 工 三 大 战 略 支 撑 产 业 实 现 增 加 值 6 800 亿 元 人 民 币 , 占 规 模 以 上 工 业 增 加 值 的 65% 。 业 内 专 家 普 遍 认 为 , 该 省 总 体 工 业 结 构 偏 重 , 能 源 和 资 源 消 耗 性 产 业 突 出 , 对 资 源 环 境 依 赖 度 较 大 。 河 北 省 大 力 推 进 找 矿 突 破 战 略 行 动 , 中 央 财 政 投 入 河 北 地 质 勘 查 资 金 2. 46 亿 元 , 实 施 地 质 勘 查 项 目 3 1 个 , 该 省 财 政 投 入 地 质 勘 查 专 项 资 金 14. 13 亿 元 , 实 施 地 质 勘 查 项 目 179 个 。 探 明 的 能 源 、 贵 金 属 、 黑 色 金 属 、 有 色 金 属 、 非 金 属 矿 产 储 量 居 全 国 前 列 。 截 至 目 前 , 河 北 省 累 计 提 交 经 评 审 备 案 的 各 类 大 中 型 矿 产 地 36 处 , 包 括 铁 矿 25. 83 亿 t、 煤 炭 83. 0 7 亿 t、 金 矿 储 量 55. 72 t, 铅 锌 69. 94 万 t、 铜 38. 6 3 万 t、 岩 盐 230. 84 亿 t、 煤 层 气 55 亿 m 。 河 北 省 一 批 财 政 资 金 项 目 取 得 重 大 找 矿 成 果 : 包 括 新 发 现 隆 化 县 超 大 型 钒 钛 磁 铁 矿 矿 床 ; 廊 坊 大 城 煤 田 发 现 煤 炭 资 源 55 亿 t; 金 厂 峪 金 矿 新 增 资 源 2 8. 74 t; 冀 东 司 家 营 铁 矿 南 区 、 涞 源 木 吉 村 铜 矿 跻 身 中 国 十 大 地 质 找 矿 成 果 ; 宁 晋 — 辛 集 一 带 发 现 的 大 型 岩 盐 矿 床 填 补 该 省 岩 盐 矿 种 之 空 白 。 8 3
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