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        安徽省馬鞍山高村采場(chǎng)爆破參數(shù)優(yōu)化

        2018-03-15 04:41:40
        現(xiàn)代礦業(yè) 2018年1期
        關(guān)鍵詞:孔距礦巖大塊

        李 偉

        (馬鋼集團(tuán)南山礦業(yè)公司)

        高村鐵礦位于馬鞍山市向山鎮(zhèn)東北約2 km的陶村、高村、姚兒山村,年采剝總量達(dá)到1 450萬(wàn)t,年均爆破200余次,爆破作業(yè)頻繁[1-4]。由于尚處于采場(chǎng)中上部臺(tái)階開(kāi)拓階段,爆破振動(dòng)較大,經(jīng)監(jiān)測(cè),采場(chǎng)封閉圈200 m范圍內(nèi),爆破振動(dòng)速度達(dá)到了1 cm/s。 由于高村采場(chǎng)初步設(shè)計(jì)中未進(jìn)行爆破參數(shù)優(yōu)化工作,所選用的穿孔、爆破參數(shù)主要參考了相鄰的凹山采場(chǎng),而2個(gè)采場(chǎng)礦巖性質(zhì)有顯著區(qū)別,采用不合理的穿孔、爆破參數(shù)必然引起采礦成本增加。從采場(chǎng)實(shí)際爆破情況看,大塊率較高,達(dá)到了3%~5%,個(gè)別硬巖部位的大塊率達(dá)到7%~8%,爆破前沖距離大,爆堆形狀不佳,不利于后續(xù)鏟裝作業(yè)。本研究對(duì)高村采場(chǎng)爆破參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn),來(lái)進(jìn)一步提升爆破效果,并降低爆破作業(yè)對(duì)采場(chǎng)周邊環(huán)境的影響。

        1 爆破參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)

        為降低爆破振動(dòng),改善爆破效果,結(jié)合高村采場(chǎng)周邊實(shí)際情況,進(jìn)行了多次爆破試驗(yàn),以期通過(guò)優(yōu)化孔網(wǎng)參數(shù)、改變裝藥結(jié)構(gòu)等得到適合于高村采場(chǎng)礦巖性質(zhì)的爆破參數(shù)。在靠近臺(tái)階邊幫時(shí),采取預(yù)裂爆破方式,有效阻止爆破產(chǎn)生的裂隙向臺(tái)階邊坡內(nèi)發(fā)展并大幅度減少爆破地震強(qiáng)度,以保護(hù)邊坡圍巖、降低爆破振動(dòng)對(duì)周圍村莊的影響。現(xiàn)場(chǎng)分別進(jìn)行了3種不同類型的爆破試驗(yàn)共計(jì)9次,即調(diào)整孔排距爆破試驗(yàn)3次,分段裝藥爆破試驗(yàn)2次,預(yù)裂爆破試驗(yàn)4次。

        1.1 調(diào)整孔排距爆破試驗(yàn)

        高村采場(chǎng)以往選取的爆破參數(shù)一般為7.5 m×5.5 m(孔距×排距),試驗(yàn)選取的參數(shù)為9 m×4.5 m(孔距×排距)。經(jīng)過(guò)3次試驗(yàn)總結(jié)得出,擴(kuò)大孔距、減小排距后,大塊率明顯降低,由正常爆破參數(shù)的4.52%下降至優(yōu)化后的2.42%,大塊率降低46.4%,對(duì)于特別堅(jiān)硬的礦巖,大塊率降低更為顯著,由正常爆破參數(shù)的約8%下降至優(yōu)化后的4.73%,大塊率降低56.3%(表1、圖1)。根據(jù)爆破效果比較分析可知,采用擴(kuò)大孔距,減小排距的方法實(shí)施爆破后,爆堆形態(tài)好,大塊率降低。

        表1 爆破參數(shù)優(yōu)化前后對(duì)比

        圖1 爆破效果

        1.2 分段裝藥爆破試驗(yàn)

        由于孔口填塞部分炸藥能量降低,上部礦巖易產(chǎn)生大塊。對(duì)于高村采場(chǎng)特別堅(jiān)硬的礦巖部位,通過(guò)采取分段裝藥結(jié)構(gòu)(圖2)[5-6],可以實(shí)現(xiàn)裝藥均勻分布,從而降低大塊率。

        圖2 分段裝藥結(jié)構(gòu)示意

        2次試驗(yàn)中,單孔裝藥量為380 kg,分段間隔高度為1.5~2 m,上部填塞高度為5~6 m,爆破后臺(tái)階上部的大塊率明顯降低,由5.1%降至2.8%,并且后震塌落明顯,有利于鏟裝和后方爆區(qū)的穿孔作業(yè)。

        1.3 預(yù)裂爆破試驗(yàn)

        《高村采場(chǎng)初步設(shè)計(jì)》提出的預(yù)裂爆破孔距為1.2~1.7 m,生產(chǎn)作業(yè)中采用的孔距為1.3 m,但由于邊幫的巖石性質(zhì)較為薄弱,爆破后預(yù)裂孔周圍的巖石破碎程度較高,不利于保護(hù)邊坡。試驗(yàn)過(guò)程中,分別將預(yù)裂孔孔距設(shè)置為1.4,1.6,1.8,2.0 m。根據(jù)爆破后的效果對(duì)比分析,認(rèn)為預(yù)裂爆破孔孔距可增加至1.8 m。

        本研究采用TC3850爆破振動(dòng)測(cè)試儀,對(duì)預(yù)裂縫前后振動(dòng)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。認(rèn)為采用靠幫臨近邊幫控制預(yù)裂爆破方法具有明顯的降振效果,第1次的降振系數(shù)約為51.3%,第2次的降振系數(shù)約為61.8%。由此可見(jiàn),進(jìn)行邊坡預(yù)裂爆破是降低采場(chǎng)爆破振動(dòng)的有效方法。

        2 試驗(yàn)結(jié)果分析

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果以及相關(guān)爆破理論,本研究將采場(chǎng)礦巖劃分為一般堅(jiān)硬礦巖和特別堅(jiān)硬礦巖,兩者的爆破參數(shù)取值見(jiàn)表2。

        表2 礦巖爆破參數(shù)

        對(duì)于特別堅(jiān)硬巖石,宜采用分段裝藥結(jié)構(gòu)[7-10]。對(duì)于水孔可采用導(dǎo)爆管雷管與導(dǎo)爆索聯(lián)合起爆網(wǎng)路,可以降低孔內(nèi)裝藥不連續(xù)導(dǎo)致的裝藥困難。

        本研究根據(jù)表2中的爆破參數(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),將傳統(tǒng)預(yù)裂爆破的孔距擴(kuò)大了27%~44%,爆破噪聲至少降低了50%,獲得了良好的預(yù)裂爆破效果。在預(yù)裂爆破后形成的預(yù)裂縫前后進(jìn)行了爆破振動(dòng)測(cè)試,結(jié)果表明,采用改進(jìn)的臨近邊幫控制爆破方法,具有明顯的降振效果。

        3 結(jié) 語(yǔ)

        針對(duì)高村采場(chǎng)臺(tái)階深孔爆破和預(yù)裂爆破存在的問(wèn)題,通過(guò)試驗(yàn)對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。將采場(chǎng)礦巖劃分為一般堅(jiān)硬巖石和特別堅(jiān)硬巖石,分別給出了兩者的爆破優(yōu)化參數(shù)。采用優(yōu)化后的參數(shù)實(shí)施爆破,大塊率明顯降低,節(jié)約了二次爆破成本和破碎成本。高村采場(chǎng)臨近邊幫需要進(jìn)行預(yù)裂爆破的周界邊長(zhǎng)約47 000 m,需要約26 000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階預(yù)裂孔,通過(guò)增大預(yù)裂爆破孔孔距,大大節(jié)約了爆破成本。高村采場(chǎng)周邊環(huán)境較為復(fù)雜,生產(chǎn)爆破振動(dòng)和噪聲給附近居民的日常生活造成了一定影響。通過(guò)采用本研究給出的爆破參數(shù)進(jìn)行作業(yè),可以大幅降低爆破振動(dòng)和噪聲。

        [1] 陳能革.基于側(cè)向爆破漏斗試驗(yàn)的高村采場(chǎng)爆破參數(shù)優(yōu)化[J].現(xiàn)代礦業(yè),2016(10):8-10.

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