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巴润矿24 m高台阶爆破技术实验研究
2019-07-01
巴润露天矿前期开采形成的临时边坡未到界,形成了 2 组或 4 组台阶并段叠置现象。针对临时边坡 陡直、扩帮到最终境界平台宽度窄,大型牙轮钻机、电动轮汽车作业危险的实际状况,提出了在已并段的 2 组 12 m 台阶上实施24 m高台阶爆破扩帮技术方案。用三维数值模拟技术研究了在爆破荷载作用下高台阶深孔在空气间 隔装药结构下炮孔间、排间岩石在台阶顶、底部和排间中间部位的受力特性,分析了露天高台阶深孔爆破主要技术 参数的可行性。现场爆破试验表明,毫秒微差起爆、大密集系数布孔、空气间隔装药等综合技术的应用,提高了陡 直边坡、狭窄平台的扩帮爆破效率,降低了炸药单耗,保障了大型设备的作业安全。
Series No. 516 June 2019 金 属 METAL MINE 矿 山 总第 516 期 2019 年第 6 期 巴润矿24 m高台阶爆破技术实验研究 1 2 1 1 2 盾 刘占全 王德胜 崔 凤 徐晓东 兰 1. 包钢钢联巴润矿业分公司,包头014080;2. 北京科技大学土木与资源工程学院,北京100083) ( 摘 要 巴润露天矿前期开采形成的临时边坡未到界,形成了 2 组或 4 组台阶并段叠置现象。针对临时边坡 陡直、扩帮到最终境界平台宽度窄,大型牙轮钻机、电动轮汽车作业危险的实际状况,提出了在已并段的 2 组 12 m 台阶上实施 24 m 高台阶爆破扩帮技术方案。用三维数值模拟技术研究了在爆破荷载作用下高台阶深孔在空气间 隔装药结构下炮孔间、排间岩石在台阶顶、底部和排间中间部位的受力特性,分析了露天高台阶深孔爆破主要技术 参数的可行性。现场爆破试验表明,毫秒微差起爆、大密集系数布孔、空气间隔装药等综合技术的应用,提高了陡 直边坡、狭窄平台的扩帮爆破效率,降低了炸药单耗,保障了大型设备的作业安全。 关键词 露天矿 高台阶 爆破扩帮 数值模拟 空气间隔装药 中图分类号 TD854.2 文献标志码 A 文章编号 1001-1250(2019)-06-068-04 DOI 10.19614/j.cnki.jsks.201906012 Experimental Research on the 24 m High Bench Blasting Technique in Barun Mine 1 2 1 1 22 Liu Zhanquan Wang Desheng Cui feng Xu Xiaodong Lan Dun (1. Baotou Steel Union Barun Mining Company,Baotou 014080,China;2. School of Civil and Resource Engineering, University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China) Abstract The temporary slope formed in the early stage of mining in Barun Open-pit Mine did not reach the final min⁃ ing boundary,and two or four groups of benches were combined in parallel. Aiming at the actual situation of steep temporary slope,narrow width of bench extending to the final boundary and dangerous operation of large geared drills and electric wheeled trucks,a 24 m high-bench blasting scheme for bench expansion is put forward on two groups of 12 m combined bench. Three-dimensional numerical simulation is adopted to investigate the stress characteristics of high-bench deep holes at blast holes,or at the top,bottom and middle parts of the bench under structure of air-interval charge,and the feasibility of main technical parameters of open high-step deep-hole blasting was analyzed. The field blasting test shows that the application of comprehensive techniques such as millisecond detonation,large dense holes arrangement and air-decking charge improves the blasting efficiency of steep slope and narrow bench,reduces the unit consumption of explosives and ensures the safety of large-scale equipment. Keywords Open-pit mine,High Bench,Bench expansion by blasting,Numerical simulation,Air-interval charge 1 24 m高台阶爆破扩帮方案的提出 大型露天矿多采用分期开采或小境界陡帮开采 已形成了2组或4组台阶并段现象,并段叠置高度近 100 m,但临时边坡未推进到最终境界。目前坑底的 来均衡前期大量的剥岩,随着开采下延逐步扩帮至 开采面积愈加狭小,难以满足矿石稳产要求,迫切需 要基于采场现状、岩性、地质构造等地、空间信息的 科学扩帮方法。依托巴润矿现有生产设备的穿孔、 爆破、铲装作业高效硬件设备支撑系统,安全、可行 的陡直边坡、狭窄平台条件下扩帮爆破破岩、铲装技 术,针对扩帮平台宽度从几到几十米不等的陡直高 边坡,沿着已形成的既有台阶扩帮时大型牙轮钻机 最终境界。巴润矿是亚洲知名的特大型多金属露天 8 矿,采剥总量已达1.3×10 t/a。设计台阶高度12 m,开 采下延至第 6 组台阶后,为提高开采强度,将台阶高 度提高到 14 m,现已形成了 14 组完整台阶,采深近 180 m。强化开采使上部台阶临时靠帮,下部工作面 紧追矿体下延,实现了逐年的矿石保产。采场上部 收稿日期 2019-04-07 作者简介 刘占全(1968—),男,教授级高级工程师,硕士。通讯作者 王德胜(1961—),男,教授,博士。 · 68 · 刘占全等:巴润矿24 m高台阶爆破技术实验研究 2019年第6期 穿孔、混装车装药爆破、大型电铲铲装、大型电动轮 矿车作业困难且危险,经充分论证后提出了在已并 段的 12 m 台阶上,实施 24 m 高台阶爆破扩帮的技术 方案。本文重点介绍该矿24 m高台阶爆破技术。 (1)高台阶爆破模型的建立。台阶高度24 m,取