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冶金矿山采场爆破技术应用实践
2012-02-27
阐述了冶金矿山采场爆破设计与施工中布孔、炮孔装药、优化爆破技术、方法的应用实践。
JunSeuꢀpp2l.011ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ METAL MINE 201增1年ꢀ 刊6 月 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 冶金矿山采场爆破技术应用实践 陈 佩 富 马 钢 集 团 设 计 研 究 院 有 限 责 任 公 司 ) ( 摘 ꢀ 要 ꢀ 阐 述 了 冶 金 矿 山 采 场 爆 破 设 计 与 施 工 中 布 孔 、 炮 孔 装 药 、 优 化 爆 破 技 术 、 方 法 的 应 用 实 践 。 关 键 词 ꢀ 矿 山 ꢀ 爆 破 ꢀ 设 计 ꢀ 施 工 ꢀ 技 术 ꢀ 应 用 1 ꢀ 东 山 采 场 概 况 2. 2ꢀ 爆 破 工 艺 参 数 布 孔 方 式 : 正 三 角 形 。 东 山 采 场 1958 年 开 始 投 产 。 1998 年 末 马 钢 集 装 药 结 构 : 连 续 柱 状 装 药 、 分 段 装 药 。 装 药 方 式 : 人 工 装 药 或 炸 药 车 装 药 。 团 设 计 院 设 计 的 《 东 山 采 场 调 整 境 界 及 稳 定 生 产 能 力 研 究 报 告 》 确 定 采 场 矿 石 生 产 能 力 为 35 万 t/ a。 铁 矿 石 主 要 为 磁 铁 矿 , 赤 铁 矿 。 f = 8 ~ 10; 围 岩 主 要 为 闪 长 玢 岩 、 安 山 岩 和 凝 灰 岩 等 组 成 。 铁 矿 床 为 岩 浆 期 后 高 温 热 液 矿 床 , 主 要 分 布 于 闪 长 玢 岩 裂 隙 内 接 触 带 、 接 触 带 外 的 火 山 岩 凹 地 和 安 山 岩 中 。 地 下 水 化 学 类 型 为 重 碳 酸 型 , 东 部 地 下 水 类 型 属 中 生 代 火 山 基 岩 裂 隙 潜 水 型 。 f = 4 ~ 6; 矿 区 内 断 裂 、 节 理 构 造 十 分 发 育 且 纵 横 交 错 。 断 裂 构 造 7 条 , 均 为 成 矿 后 构 造 运 动 所 形 成 , 矿 体 有 不 同 程 度 的 移 位 。 其 中 F1 断 裂 规 模 最 大 , 呈 北 东 - 南 西 向 横 贯 全 区 。 F2 断 裂 带 为 张 性 断 裂 破 碎 , 呈 近 东 西 走 向 , 其 余 为 正 断 层 和 平 面 断 层 , 矿 床 矿 、 岩 以 碎 裂 为 主 并 软 硬 相 间 . Ⅰ号 主 矿 体 形 态 在 平 面 上 呈 北 东 向 月 牙 状 , 产 于 闪 长 玢 岩 顶 部 的 裂 隙 带 中 , 受 北 东 向 裂 隙 控 制 。 地 下 水 属 火 山 基 岩 裂 隙 潜 水 型 含 水 矿 体 、 岩 石 的 富 水 性 与 渗 透 性 都 较 强 。 起 爆 方 式 : 逐 孔 起 爆 或 等 间 隔 短 微 差 起 爆 。 微 差 时 间 : 根 据 矿 岩 性 质 和 起 爆 方 式 : 逐 孔 起 爆 方 式 : 孔 间 矿 石 25 ms, 岩 石 42 ms; 排 间 矿 石 42 ms, 岩 石 65 ms; 等 间 隔 短 微 差 起 爆 方 式 : 矿 石 25 ms, 岩 石 50 ms; 排 间 矿 石 50 ms, 岩 石 75 ms。 2 . 3ꢀ 爆 破 材 料 及 用 量 炸 药 : 干 岩 孔 用 粒 状 铵 油 炸 药 ; 干 矿 孔 或 浅 水 岩 孔 用 低 密 度 乳 化 炸 药 ; 深 水 矿 孔 用 高 密 度 乳 化 炸 药 。 雷 管 : ORICA 高 精 度 雷 管 和 普 通 非 电 毫 秒 雷 管 。 炸 药 用 量 : 4 ~ 6 t/ 次 ; 爆 破 量 : 3 ~ 5 万 t/ 次 ; 炸 3 药 单 耗 : q = 0. 3 ~ 0. 55 kg / m ; 单 孔 最 大 药 量 : 460 kg。 3 ꢀ 爆 破 设 计 方 案 与 施 工 在 长 期 的 工 程 设 计 与 爆 破 施 工 中 , 根 据 不 同 地 质 条 件 以 及 富 水 矿 区 内 实 施 爆 破 , 我 们 摸 索 总 结 了 一 些 适 用 的 爆 破 设 计 方 案 , 为 降 低 大 块 率 , 减 少 底 根 和 振 动 , 控 制 爆 堆 形 状 , 提 高 爆 破 质 量 做 了 一 些 努 力 和 尝 试 , 应 用 效 果 良 好 。 2 ꢀ 爆 破 工 艺 参 数 2 . 1ꢀ 爆 破 参 数 孔 径 :  = 250 mm; 台 阶 高 度 : H = 12 m; 3 . 1ꢀ 复 杂 地 质 条 件 下 优 化 布 孔 工 艺 孔 距 : 矿 石 a = 6 ~ 8 m; 岩 石 a = 9 ~ 11 m; 1 2 在 节 理 裂 隙 非 常 发 育 、 层 理 面 较 多 矿 岩 硬 度 较 排 距 : 矿 石 b = 5 ~ 6 m; 岩 石 b = 6 ~ 7 m; 1 2 大 且 地 下 水 丰 富 的 矿 床 块 段 区 域 , 采 用 排 孔 加 密 爆 破 。 在 两 排 孔 中 间 增 加 不 同 深 度 的 炮 孔 , 改 变 药 量 分 配 方 式 , 为 了 使 爆 区 爆 破 等 时 线 一 致 , 在 不 规 则 区 域 延 时 选 择 和 布 置 , 使 爆 破 能 量 趋 于 均 匀 分 布 。 孔 深 : H = 14 m( 采 用 牙 轮 转 机 转 孔 , ky250) ; 超 深 : 矿 石 h = 2 ~ 2. 5 m; 岩 石 h = 1. 5 ~ 2 m; 1 2 底 盘 抵 抗 线 : W = 9 ~ 12 m; d 填 塞 长 度 : 矿 石 L ≥5. 5 m; 岩 石 L ≥7 m; 1 2 陈 佩 富 ( 1953— ) , 男 , 采 矿 高 级 工 程 师 , 243000 安 徽 省 马 鞍 山 市 太 白 大 道 3 号 。 一 次 爆 破 孔 数 : 10 ~ 30 个 , 一 次 爆 破 排 数 : 2 ~ 4 排 。 · 205· 增 刊 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2011 年 6 月 3 . 1. 1ꢀ 同 孔 径 增 加 排 孔 加 密 爆 破 分 之 一 ( 60 ~ 90 kg) , 增 加 排 孔 在 前 排 先 爆 后 9 ms 或 17 ms 后 , 后 排 孔 之 前 响 炮 。 此 种 布 孔 及 爆 破 方 法 有 效 增 加 了 爆 破 量 , 控 制 了 抛 掷 爆 破 和 飞 炮 , 没 有 残 留 底 根 , 大 块 较 少 , 爆 破 后 爆 堆 形 状 控 制 较 好 , 保 证 了 爆 破 安 全 。 此 方 法 提 高 了 爆 破 能 量 , 减 少 炸 药 用 量 , 降 低 炸 药 单 耗 节 约 了 爆 破 成 本 。 层 理 面 间 厚 度 在 3 m 以 下 时 , 结 构 面 在 药 包 截 切 上 破 裂 线 , 爆 破 后 上 部 矿 岩 将 沿 结 构 面 崩 塌 , 上 破 裂 线 后 仰 小 , 虽 爆 破 方 量 大 但 产 生 大 块 也 较 多 。 在 这 种 地 质 条 件 下 , 我 们 采 用 了 同 孔 径 增 加 排 孔 加 密 爆 破 。 参 数 见 表 1。 表 1ꢀ 同 孔 径 排 孔 加 密 爆 破 孔 网 参 数 表 1ꢀ 不 同 孔 径 增 加 排 孔 加 密 爆 破 孔 网 参 数 布 孔 爆 破 方 式 / 参 数 常 规 布 孔 爆 破 孔 距 / m 6 ~ 8 排 距 / m 5 ~ 6 填 塞 长 度 / m 5. 5 布 孔 爆 孔 径 / mm 孔 距 / m 排 距 / m 孔 深 / m 填 塞 长 度 / m 破 方 式 同 孔 径 排 孔 加 密 爆 破 8 ~ 8. 5 6 ~ 7. 5 7 ~ 7. 5 常 规 布 孔 爆 破 不 同 孔 径 增 加 排 孔 加 密 爆 破 250 145 6 ~ 8 7 ~ 9. 5 m 6 ~ 7. 5 m 14 5 ~ 6 14 5. 5 7 ~ 7. 5 ꢀ ꢀ 前 排 孔 参 数 不 变 , 在 前 后 排 孔 之 间 增 加 一 排 孔 , 与 前 排 成 正 三 角 形 , 后 排 与 增 加 的 排 成 矩 形 布 孔 , 前 排 孔 、 增 加 孔 采 用 连 续 柱 状 装 药 反 向 起 爆 , 后 排 孔 分 段 装 药 , 增 加 排 装 药 量 为 前 排 孔 两 侧 药 量 较 小 的 三 分 之 一 至 五 分 之 一 ( 80 ~ 100 kg) , 前 排 先 爆 后 9 ms, 增 加 排 在 9 ~ 17 ms 爆 。 如 图 1 所 示 。 3 . 2ꢀ 炮 孔 装 药 间 隔 , 实 施 优 质 爆 破 不 增 加 排 孔 , 采 用 孔 底 间 隔 装 药 、 孔 间 间 隔 装 药 等 方 法 适 用 于 节 理 裂 隙 相 对 发 育 、 层 理 面 较 多 , 矿 岩 硬 度 中 等 的 干 孔 或 地 下 水 位 较 低 的 地 段 。 3 . 2. 1ꢀ 孔 底 空 气 间 隔 装 药 爆 破 在 干 岩 孔 采 取 间 隔 措 施 , 增 加 药 柱 高 度 。 即 在 孔 底 装 入 木 制 1m“ 工 ” 字 型 高 脚 圆 凳 ( 圆 盘 ) 做 间 隔 , 每 孔 减 少 粒 状 铵 油 炸 药 20 ~ 30 kg, 采 用 短 微 差 单 孔 顺 序 起 爆 , 或 采 用 逐 孔 微 差 爆 破 网 路 , 前 排 用 ms1 段 , 后 排 用 ms4 段 , 地 表 用 ms3 段 雷 管 做 传 爆 雷 管 实 现 非 等 间 隔 微 差 。 这 种 爆 破 方 法 控 制 爆 堆 状 态 较 好 , 便 于 采 装 运 输 ; 破 岩 质 量 好 , 大 块 和 底 根 少 ; 更 主 要 的 是 减 轻 了 爆 破 震 动 , 有 利 于 边 坡 保 护 , 近 郊 农 村 建 筑 破 坏 大 大 减 轻 。 图 1ꢀ 炮 孔 布 置 3 排 19 个 孔 , 前 排 7 个 , 增 加 排 6 个 孔 , 后 排 6 个 孔 。 低 密 度 乳 化 炸 药 , 起 爆 网 络 采 用 逐 孔 微 差 起 爆 , 前 排 孔 采 用 25 ms 延 期 段 别 的 雷 管 , 后 排 孔 采 用 42 ms 延 期 段 别 的 雷 管 , 增 加 排 采 用 17 ms, 孔 内 采 用 400 ms 延 期 段 别 的 雷 管 , 为 保 证 网 络 的 准 爆 性 , 每 个 孔 内 装 两 发 雷 管 , 并 和 起 爆 具 固 定 在 一 起 , 后 排 孔 采 取 分 段 装 药 。 起 爆 方 法 采 用 非 电 导 爆 管 起 爆 ( 所 使 用 的 导 爆 管 雷 管 均 是 奥 瑞 凯 公 司 生 产 的 ) , 由 导 火 索 引 爆 火 雷 管 , 火 雷 管 的 爆 轰 冲 能 再 将 非 电 导 爆 管 起 爆 , 进 而 将 爆 轰 传 播 下 去 。 爆 破 完 成 后 的 现 场 , 爆 堆 集 中 , 无 底 根 , 大 块 少 。 达 到 了 预 期 的 爆 破 效 果 。 3 . 2. 2ꢀ 孔 底 水 间 隔 装 药 爆 破 孔 内 水 深 小 于 炮 孔 超 深 时 应 用 此 方 法 。 为 防 止 炸 药 浮 在 水 中 , 在 孔 底 放 置 木 制 1 m“ 工 ” 字 型 高 脚 圆 凳 做 间 隔 , 用 普 通 密 度 乳 化 炸 药 延 长 装 药 长 度 , 普 通 密 度 乳 化 炸 药 性 能 优 于 高 密 度 乳 化 炸 药 。 作 用 基 本 与 孔 底 空 气 间 隔 装 药 爆 破 相 似 , 节 约 炸 药 。 3 . 2. 3ꢀ 孔 间 分 段 装 药 爆 破 某 铁 矿 采 场 是 利 用 地 表 排 水 疏 干 。 孔 内 水 深 大 于 炮 孔 超 深 时 , 如 果 仍 用 普 通 密 度 乳 化 炸 药 , 其 下 沉 速 度 慢 , 炸 药 漂 浮 在 水 中 , 装 药 施 工 困 难 。 我 们 采 用 高 密 度 乳 化 炸 药 , 其 延 米 装 药 量 大 。 矿 体 节 理 裂 隙 发 育 且 孔 内 水 深 时 采 用 此 方 法 可 改 善 爆 破 效 果 。 此 外 , 还 可 以 采 用 孔 间 填 渣 间 隔 、 气 体 间 隔 器 ( 金 山 牌 BJQ) 分 段 间 隔 装 药 爆 破 方 法 也 可 达 到 较 为 理 想 的 爆 破 效 果 。 3 . 1. 2ꢀ 不 同 孔 径 增 加 排 孔 加 密 爆 破 层 理 面 间 厚 度 在 大 于 3 m 时 , 结 构 面 在 药 包 截 切 上 破 裂 线 时 , 爆 破 后 上 破 裂 线 沿 结 构 面 发 展 , 使 上 破 裂 线 比 原 设 计 缩 小 , 爆 破 方 量 容 易 形 成 抛 掷 爆 破 。 在 这 种 地 质 条 件 下 , 采 用 不 同 孔 径 增 加 排 孔 加 密 爆 破 。 参 数 见 表 2。 前 排 孔 参 数 不 变 , 在 前 后 排 孔 之 间 增 加 一 排 孔 , 与 前 排 孔 成 正 三 角 形 , 后 排 与 增 加 的 排 孔 成 矩 形 布 孔 , 前 排 孔 和 增 加 孔 采 用 连 续 柱 状 装 药 , 后 排 孔 分 段 装 药 , 增 加 排 孔 装 药 量 为 后 排 药 量 的 四 分 之 一 至 五 4 ꢀ 结 ꢀ 语 几 十 年 的 矿 山 爆 破 技 术 设 计 与 施 工 , 常 年 在 采 ( 下 转 第 209 页 ) · 206·
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