在堅硬礦石掘進中掏槽方式選擇的實驗及應用

竇梅林

(中國五礦集團邯邢礦業有限公司西石門鐵礦,河北武安056303)

炮眼排列,是井巷掘進的主要工序,而掏槽方式的選擇,是炮眼排列的主要關鍵,在掘進過程中,由于掏槽方式選擇不當,嚴重的影響爆破效果,一般來說,掏槽方式的選擇,是根據礦巖賦存特性,斷面大小等因素而定,但在施工過程中,往往被人們所忽視[1]。例如:西石門鐵礦南區,為緩傾斜、中厚、類磁鐵礦床,沿走向長600m,沿傾向400m,由于礦體賦存面積較大,因此,隨著位置的不同,其礦體力學性質也不同,這種變化基本規律,是沿傾向從上盤到下盤,礦巖由較松軟到堅硬,其中靠近下盤運輸巷附近,有一片非常堅硬,而且柔韌性非常大的礦巖,在這部分礦巖中,仍然按照其它礦巖中的掘進,同樣的掏槽方式,因此每掘進1.8m深的一炮,只進0.2～0.3m,通過我們仔細的觀察與研究,發現掘進不進尺的主要原因,是掏槽方式選擇不合理,因此我們對于各種掏槽方式進行了研究實驗,最終選出了合理的掏槽方式。

1 各種掏槽方式的實驗

我們根據西石門鐵礦南區井巷掘進工程爆破效果和各種礦巖賦存特性綜合分析,對實驗的掏槽方式,首先從以下三大類選出。

1.1 直孔掏槽

在直孔掏槽中,我們選擇的布孔形式;①棱形布置 (圖1);②三角形布置 (圖2);③箱形布置 (圖3);④雙三角形布置 (圖4);⑤五角形布

1.2 錐形掏槽

在錐形掏槽中,我們選擇了三種形式:三角錐形、四角錐形、多角錐形等形式,如圖7～圖9所示。

1.3 V形掏槽

在V形掏槽中,我們選用兩種形式:單層V形布置、雙層V形布置,如圖10、圖11所示。

圖1 棱形布置布孔形式

圖2 三角形布置布孔形式

圖3 箱形布置布孔形式

圖4 雙三角形布置布孔形式

圖5 五角形布置布孔形式

圖6 六角形布置布孔形式

圖7 三角錐形布置

圖8 四角錐形布置

圖9 多角錐形布置

圖10 單層V形布置

圖11 雙層V形布置

我們應用創造學中“優化組合法”的原理,綜合分析了我們在掘進過程中各類巖石爆破效果,最終選用了三種掏槽形式進行試驗。

直眼掏槽中,選用棱形和多角形兩種形式;錐形掏槽中,選用三角形掏槽一種形式;V形掏槽中,選用雙V形和單V形兩種形式[2]。

2 掏槽眼參數的選擇

掏槽眼參數的選擇,是搞好鑿巖爆破的先決條件,因此在西石門鐵礦南區掏槽眼試驗中,我們對下列主要參數進行了選擇。

2.1 炮眼間距

1)對直眼掏槽炮眼間距,按其破碎區半徑進行選擇:

式中:R。為藥卷直徑m。

2)對于錐形掏槽和V形掏槽,按其炮眼與工作面夾角65～ 70°,孔底距不小于 (5～12)R。,炮眼深度取1.8m。

2.2 掏槽眼的裝藥量

掏槽眼裝藥量可按式 (2)選擇。

Q=0.75 lq (2)式中:l為炮眼長度;q為每米炮孔裝藥量;

選用炸藥為φ32mm的2號巖石炸藥。

2.3 起爆方式

掏槽眼與輔助眼和周邊眼采用半秒差、微差起爆。

3 試驗效果

幾種試驗方式的試驗效果如表1所示。

表1 西石門鐵礦南區掘進掏槽眼試驗效果統計表

從表1中可以看出,雙V形掏槽優于其他幾種掏槽,按順序可分為V形、直眼六角形、錐形三角形和棱形,由于錐形掏槽斷面有限 (2.8m×2.8m),施工難度較大,因此我們選用了雙V形掏槽。

4 結束語

從西石門鐵礦南區試驗結果來看,掏槽方式的選擇正確與否,對掘進效果影響很大,因此在掘進前,應根據礦巖特性,進行掏槽方式選擇的試驗,同時在掘進過程中,對爆破效果不斷進行觀察分析,不斷改進掏槽方法,最終選擇處最優的掏槽方式,實踐證明,這是一種行之有效的最佳掏槽方式選擇的方法之一。

[1] BH.庫特島佐夫,等.爆破工程師手冊 [M].北京:煤炭工業出版社,1992.

[2] 張國旗.銅鎳礦掘進生產中應注意的幾個問題 [J].新疆有色金屬,2010(05):12-13.