梅山鐵礦采區大塊分析與控制措施研究

摘 要:梅山鐵礦二期延伸工程預計于2011年竣工，要完成400萬噸/年的產量目標，提高生產效率，如何有效控制采區大塊，需要結合生產實際持續研究。本文就此問題主要闡述目前梅山井下采區大塊產生的主要原因，并就生產管理以及工藝管理上提出了控制大塊產生的措施與方法。

關鍵詞:大塊 擠壓爆破 出礦管理 二次爆破

中圖分類號:TD853文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(b)-0055-02

1 問題的引出

隨著梅山鐵礦開采水平的下移，目前回采工序主要在-258m、-273m、-288m(二期工程在-198～-330m中段)，以及礦體向北部的傾斜，大塊(梅山采礦二期設計規定，溜井、破碎系統允許通過的最大礦石塊度為800×800mm)的產出率正不斷地呈上升趨勢，這對整個采礦生產經濟、有序地進行帶來了很大的影響，特別是對采礦生產中的出礦工序、運輸工序及溜破系統造成的效率下降及設施設備的破壞方面更顯得十分的突出。另外，隨著TORO1400E電動鏟運機(2臺)的投入，生產節奏加快，出礦效率提高，大塊控制難度加大。因此，大塊已成為影響原礦生產成本及效率的主要因素之一，必須加以嚴格的控制。

2 現狀分析

2.1 采區大塊產出情況分析

2010年某月采區各溜井以及礦塊所產出的大塊比例較高，生產數據統計及分布情況如表1。

從表1可以看出，目前采區大塊產出有以下幾個特點:

(1)北部礦體產出的礦石大塊比南部采區大塊多;南部采區廢石大塊產出率比北部礦體多;東部采區大塊產出率比西部采區多;

(2)根據歷年來的數據分析，大塊的產生在增加，特別是礦石大塊的產出上升明顯;

(3)隨著大結構參數的變化，以及炸藥質量波動等因素，大塊產出出現區域性波動，第一分層也比較突出。

2.2 大塊對采礦生產影響

大塊對整個采礦系統的影響越來越大，不僅是效率方面，而且對成本、安全方面的影響也越來越突出，主要有以下幾方面:

(1)頻繁的調大塊及二次爆破后的清理對出礦設備臺班效率的影響較大，目前，影響時間通過統積達到了1.5～3.5小時/班不等;

(2)二次爆破的處理所需人員及設備、器材成本的開支在增加;

(3)過多的大塊卡眉線影響出礦設備使用壽命。

(4)大塊下溜井后對溜破系統效率的影響極大，對運輸小循環配礦帶來不便，影響原礦的輸出質量的穩定;

(5)大塊對整個安全工作的影響也越來越大，頻繁的處理會增加爆破作業人員的安全，經常的勾挑大塊易造成設備被埋等惡性事故。

3 原因分析

梅山井下回采爆破主要采用深孔擠壓爆破，而且，隨著采礦技術的不斷發展以及新設備新工藝的引進，對提升整個采礦生產水平起到了極大地推進作用，但是也帶了一些負面的影響，集中表現在大塊下溜井以及大塊產出率方面，從生產、工藝、管理等方面分析，主要原因可以歸結為以下幾個方面:

(1)北部礦體節理較為發育，爆破后的塊度受地質條件影響較大;

(2)崩礦步距誤差較大，特別是鑿巖設備開孔不太好的地方，或采準巷道成型差的地方，最大誤差有時會到80cm以上，給爆破工藝帶來了極大的困難;

(3)部分地段受地質條件的影響，炮孔遇水膨脹，炮孔的完好率較低;

(4)乳化炸藥質量極其不穩定，特別是冬夏兩季，裝藥密度很難保證;

(5)裝藥設備的落后，在炮孔加深后，底部的裝藥密度不能夠得到保證;

(6)出礦管理有待進一步加強，如何為爆破創造合理的擠壓條件這也是目前大塊產生較多的主要原因之一，而且隨著開采水平的下降和輸出品位的降低，這種矛盾將越來越成為主要原因;

(7)爆破操作人員自身的業務素質和技能水平，以及執行工藝標準的能力不能滿足要求。

4 大塊的控制措施

通過前面的原因分析可以看出，大塊的產生不是一個孤立的原因，要控制大塊的產生必須將它放到整個采礦的大的系統中進行全面地考慮，才能夠達到預期的效果，就目前來講，所要采取的措施主要有以下幾個方面。

4.1 強化采區的生產管理的控制力度，為爆破提供合理的擠壓爆破條件

目前，由于原礦輸出品位的不斷下降，這對充分回收礦產資源起到了較大的作用，但是在部分賦存條件較好的地段，特別是南部采區過高的回收率給后面的爆破帶來了極大的影響，補償空間太大，特別是如果黃泥太多，過多地吸收爆破能量，易形成貼餅等爆破故障，使得爆破過程中二次碰撞減少，導致大塊的產生，這也是南部礦體爆破故障以及大塊增加的典型類型和根本原因。因此，要適當控制這些地段的礦石回收，為爆破創造良好條件，絕對不能通過犧牲覆蓋層來降低輸出品位。

4.2 強化工藝管理，樹立用戶滿意的思想

前面的原因分析中可以看出來，大塊的產生和前道工序也有著極其密切的關系，這就需要對所有的工藝進行全面地梳理，特別是對鑿巖工序的控制上，要加強力度，這是對回采影響最大的關鍵因素。要加強以下幾個方面的控制:

(1)排間距的控制一定要在誤差范圍內，過大的排間距使得爆破的塊度急劇增大，而過小的排間距又對后排炮孔的破壞加大，影響炮孔完好率;

(2)對鑿巖過程中遇上分層鑿通的炮孔必須進行處理，防止上分層爆破后造成該炮孔的堵孔，而且也會造成爆破能量急劇損失，而造成底部大塊的增多;

(3)加強對采準巷道質量的控制，使得鑿巖炮孔能夠在規定的位置進行開孔作業;同時也為回采爆破對眉線的保護創造條件。

4.3 合理控制采礦炮孔的存量，確保炮孔完好率

隨著采區地質品位的不斷下降，礦體的力學性質和組分也在發生著變化，炮孔的保留時間過長對整個采礦生產的影響會逐漸加大。像西部采區2-6溜井地段的巖體，遇水膨脹厲害，至回采退采時，很多炮孔幾乎堵塞殆盡，嚴重影響了爆破效果。因此，合理地控制不同區域的炮孔作業時間，以先采先鑿為原則，降低炮孔保有時間，提高炮孔的完好率。

4.4 穩定炸藥質量，改進裝藥設備

縱觀整個采區生產設備，目前與整個梅山采礦最不協調的就是裝藥設備，多少年來沒有變化，而隨著工藝參數的不斷大型化，炮孔深度在加大，原有的設備根本不能夠保證孔底爆破所應達到的裝藥密度，盡快采用先進的裝藥設備，降低人為的操作，是保證爆破效果、降低大快產出的必由之路。在目前，所要做的另一項工作就是要穩定炸藥質量，乳化炸藥受氣溫的影響極大，目前在使用過程中，炸藥要么過粘，造成出風不出藥，要么就是過干，炸藥裝不住，因此，加強對炸藥質量的監控也是降低大塊產出的一項工作。

4.5 加強爆破人員操作技能的培訓，提高工作質量

目前，回采爆破完全還是人工作業，不同的操作技能對爆破效果的影響很大，應通過定期的培訓，在爆破工序中進行技能鑒定考核，形成有效的人員流動機制，促進爆破員整體素質的提高。另外，就是要進一步加強全體爆破員執行工藝標準的能力，根據迎頭的實際狀況進行合理的分段、連線，確保爆破效果。

5 下溜井大塊的控制

大塊下溜井后，對后道工序的影響前面已經闡述，出礦過程中難免會有漏網之魚下到溜井，除了前面在源頭上控制以外，還應制定一些補救措施來降低大塊下溜井，多年的實踐表明，原來采用的溜井裝隔塞等措施在操作過程中難度很大，造成的隱患也較多，而較為行之有效的便是控制溜井的溜槽口。這就要求溜井首次揭開是必須采用溜槽形式，堅決摒棄全斷面掏開的模式。今年以來，不同開口類型的溜井放出大塊情況如表2所示。

從表2可以看出，縮小溜井的開口，不但便于溜井的安全管理，防止設備下溜井，而且對大塊的控制也有著積極的作用，它可以防止因設備斗容增大帶來的超級大塊下溜井，為后道工序提供良好的作業條件。

6 結語

大塊的控制作為一項系統工程，它需要對各個生產要素進行全面地分析與控制，特別是不同工序之間一定要樹立上道工序服務下道工序的思想，嚴格工藝標準，大型設備出礦管理要更加細致，并針對巖體結構的變化及時調整參數，而不能一個參數用到底，確保達到降低大塊產生的目標。

參考文獻

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