左明望

（四川江銅稀土有限責(zé)任公司，四川 涼山 615600）

1 牦牛坪礦山主要情況

牦牛坪稀土礦區(qū)位于四川省涼山州冕寧縣城西南22km處，屬于森榮鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)北起19勘探線，南至75勘探線，南北長(zhǎng)約3.5km，東西寬約1.5km，面積約5.00km2。牦牛坪稀土礦區(qū)目前圈定的礦體有42個(gè)，較大的主要礦體為2號(hào)、17號(hào)、36號(hào)、46號(hào)、49號(hào)、69號(hào)礦體，均沿哈哈斷裂構(gòu)造主體帶分布，規(guī)模較小的礦體多分布于東、西兩側(cè)，礦體大部分被第四系沖洪積層和人工堆集所掩蓋，掩蓋深度數(shù)米到60余米，一般30～40余米，為隱伏和半隱伏礦體[1]。

礦體規(guī)模大小不一，長(zhǎng)度10m～1940m，礦體厚度1.23m～101.32m，延深10m～480m。

2 礦山爆破作用基本原理

2.1 爆轟氣體壓力作用學(xué)說(shuō)

藥包爆炸時(shí)，產(chǎn)生高溫、高壓氣體。氣體迅速膨脹，以高壓力作用于藥包周圍巖壁上，形成徑向壓應(yīng)力場(chǎng)、同時(shí)衍生切向拉應(yīng)力場(chǎng)[2]。當(dāng)巖石抗拉強(qiáng)度低于切向拉應(yīng)力時(shí)，產(chǎn)生徑向裂隙。

同時(shí)作用巖壁壓力引起質(zhì)點(diǎn)徑向位移，作用力不等徑向位移不同，導(dǎo)致巖石中形成剪應(yīng)力；剪應(yīng)力超過(guò)巖石抗剪強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生剪切破壞；爆轟氣體足夠大時(shí)，推動(dòng)破碎巖塊作徑向拋擲運(yùn)動(dòng)[3]。

2.2 應(yīng)力波作用學(xué)說(shuō)

爆轟波沖擊、壓縮藥包周圍巖壁，形成沖擊波并快速衰減為應(yīng)力波；應(yīng)力波在周圍巖體形成裂隙的同時(shí)向前傳播，傳到自由面時(shí)，產(chǎn)生反射波。當(dāng)拉應(yīng)力波強(qiáng)度超過(guò)自由面處巖石抗拉強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生拉伸片裂破壞，巖石逐漸片裂形成爆破漏斗。

2.3 應(yīng)力波和爆轟氣體壓力共同作用學(xué)說(shuō)

爆轟波波陣面壓力和傳播速度遠(yuǎn)大于壓力和速度，并作用于藥包周圍巖壁上，在巖石中形成沖擊波并很快衰減為應(yīng)力波。沖擊波在藥包附近產(chǎn)生“壓碎”現(xiàn)象，應(yīng)力波在壓碎區(qū)域之外產(chǎn)生徑向裂隙。隨后，爆轟氣體繼續(xù)壓縮壓碎周圍巖石，并進(jìn)入應(yīng)力波作用下產(chǎn)生的裂隙中，使之繼續(xù)延伸和張開。當(dāng)爆轟氣體壓力足夠大時(shí)，爆轟氣體將推動(dòng)破碎巖塊作徑向拋擲運(yùn)動(dòng)。

第三種爆破作用原理學(xué)說(shuō)綜合考慮應(yīng)力波和爆轟氣體在巖石破壞過(guò)程中所起作用，為大多數(shù)研究者接受，也適用于牦牛坪礦山的爆破作業(yè)。

3 牦牛坪礦山爆破情況

爆破作業(yè)是牦牛坪稀土礦區(qū)采掘的首要環(huán)節(jié)。牦牛坪稀土礦區(qū)屬于脈狀礦，礦石與圍巖相互交錯(cuò)，一個(gè)炮區(qū)往往涵蓋多條礦脈，爆破質(zhì)量直接關(guān)系到稀土礦石采掘的效率，影響生產(chǎn)進(jìn)度。

要減少礦石的貧化需要從爆破效果開始，在保證爆破質(zhì)量的前提下，爆破作業(yè)后的炮堆，減少礦石與圍巖的相互交錯(cuò)量，是減少礦石貧化量的重中之重。

牦牛坪礦區(qū)爆破作業(yè)采用微差逐孔起爆，每個(gè)炮孔按照一定的時(shí)間順序起爆，每個(gè)炮孔的起爆都是相對(duì)獨(dú)立，孔內(nèi)高精度雷管延時(shí)500ms，當(dāng)孔外高精度雷管全部傳爆完畢，孔內(nèi)藥柱開始起爆，爆轟氣體與爆轟波產(chǎn)生應(yīng)力波相互擠壓，使拉應(yīng)力加強(qiáng)，如此相互作用，巖石之間發(fā)生多次碰撞，進(jìn)一步增加破碎效果。

爆破參數(shù)：臺(tái)階高度12m，孔徑160mm，超深1.5m，梅花形布孔，孔網(wǎng)參數(shù)6m×8m、5m×8m、5m×7m，單耗0.35kg/m3～0.45kg/m3，孔內(nèi)使用高精度雷管（500ms）傳爆，孔外使用高精度雷管（17ms、25ms、65ms）延期接力傳爆，裝藥結(jié)構(gòu)為連續(xù)耦合裝藥（混裝乳化炸藥）。隨著孔網(wǎng)參數(shù)和單耗的變化，爆破效果也隨之變化，下面就爆破效果對(duì)礦石貧化量大小進(jìn)行分析。

（1）固定單耗為0.4kg/m3分別對(duì)孔網(wǎng)參數(shù)為6m×8m、5m×8m、5m×7m且孔徑160mm的炮區(qū)進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)。具體爆破參數(shù)見(jiàn)下表1：

表1 炮區(qū)爆破實(shí)驗(yàn)參數(shù)

從爆破效果來(lái)看：

1號(hào)炮區(qū)爆破漏斗明顯，巖石破碎效果良好，拋擲距離大，但由于牦牛坪礦山礦脈和圍巖相互交錯(cuò)的特點(diǎn)，容易造成礦石和圍巖互混量變大，引起礦石貧化量變大，對(duì)礦石造成損失。且堵長(zhǎng)較小易造成飛石，具有安全隱患；

2號(hào)炮區(qū)爆破漏斗明顯，巖石破碎效果良好，炮區(qū)表面無(wú)大塊，巖石拋擲距離適中；

3號(hào)炮區(qū)爆破漏斗不明顯，且由于堵長(zhǎng)較大，上部巖石破碎效果不好，炮區(qū)表面大塊較多。但由于孔網(wǎng)參數(shù)較小，炮區(qū)下部破碎效果良好，且礦石與圍巖互混量較小。

結(jié)論：由于牦牛坪礦山脈狀礦的特點(diǎn)，為減小爆破作業(yè)所造成礦石貧化與損失，需要減少爆破作業(yè)中礦石與圍巖的互混量。由上述實(shí)驗(yàn)可以看出孔網(wǎng)越小，對(duì)礦石的貧化與損失越有利，但由于單耗控制，小孔網(wǎng)炮區(qū)上部巖石破碎效果不佳。

（2）針對(duì)孔網(wǎng)參數(shù)5m×7m的炮區(qū)進(jìn)行調(diào)整，將孔徑調(diào)整為140mm，算的線裝藥密度為22kg/m。具體參數(shù)見(jiàn)下表2：

表2 炮區(qū)爆破炸藥密度調(diào)整

從爆破效果來(lái)看：4號(hào)炮區(qū)的效果最好，炮區(qū)拋擲距離較小，表面巖石大塊較少，礦脈與圍巖的互混量少，既能有效控制因爆破作業(yè)中而產(chǎn)生的礦石的貧化與損失，巖石塊度適中，又不影響采掘效率。

本次實(shí)驗(yàn)只針對(duì)大孤島且裂隙不發(fā)達(dá)的出礦區(qū)域，裂隙發(fā)達(dá)區(qū)域存在泄能情況，鉆孔成孔率低，對(duì)實(shí)驗(yàn)影響結(jié)果影響較大。

4 結(jié)論

牦牛坪稀土礦山是典型的脈狀礦礦床，在爆破作業(yè)中首要面對(duì)的就是稀土礦石的貧化與損失，影響礦石的貧化與損失的因素有很多，但調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)能有效減少礦石的貧化與損失，更好的為礦區(qū)采掘工作服務(wù)。