大孔徑落礦技術(shù)在鏡鐵山礦破碎礦體中的應(yīng)用\\分析和評價

摘 要:本文將大孔徑落礦技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與硐室落礦、小孔徑落礦技術(shù)進(jìn)行分析比較，得出了大孔徑落礦技術(shù)在鏡鐵山礦樺樹溝礦區(qū)的應(yīng)用在技術(shù)上是可行的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的。

關(guān)鍵詞:破碎礦體硐室落礦小孔徑落礦大孔徑落礦

中圖分類號:TD853文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(a)-0079-01

1 引言

鏡鐵山礦樺樹溝礦區(qū)是酒鋼(集團(tuán))公司主要的鐵礦石原料基地，由七個礦體組成，主要采用無底柱分段崩落法采礦，扇形中深孔落礦。礦石主要以鏡鐵礦、菱鐵礦為主，近礦圍巖以灰黑色、灰綠色千枚巖為主。礦體主要受褶皺構(gòu)造控制，產(chǎn)狀整合，形成明顯的向斜構(gòu)造，上部及東西兩翼的邊緣礦體，由于受地質(zhì)構(gòu)造與地表風(fēng)化作用的影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，礦體十分破碎，給礦石的開采工作造成很大的困難。

樺樹溝礦區(qū)的破碎礦體占整個礦石儲量的30%左右，以往由于設(shè)備條件和采礦工藝技術(shù)條件的限制，對于破碎礦體礦石的回收只能采用傳統(tǒng)的小孔徑落礦和硐室落礦的方法進(jìn)行回收。但由于小孔徑中深孔鑿巖時夾釬嚴(yán)重，炮孔的成孔率較低，而硐室落礦成本高、回收率低、破壞性大，造成了樺樹溝礦區(qū)破碎礦體礦石的嚴(yán)重浪費(fèi)。因此，如何選擇一種經(jīng)濟(jì)實用的采礦方法來回收破碎礦體的礦石，提高該部分礦石的回收率，一直是困擾鏡鐵山礦破碎礦體礦石回收的重大難題。

2 硐室落礦技術(shù)與小孔徑落礦技術(shù)

2.1 硐室落礦技術(shù)

鏡鐵山礦樺樹溝礦區(qū)目前普遍使用的采礦結(jié)構(gòu)參數(shù)為12m(進(jìn)路間距)×15(分段高度)m。由于采礦工藝技術(shù)的限制，硐室落礦技術(shù)在鏡鐵山礦樺樹溝礦區(qū)應(yīng)用相當(dāng)廣泛，大量使用在山頭處理、切割拉槽、懸頂處理以及部分破碎礦體的正常回采中。

據(jù)統(tǒng)計，樺樹溝礦區(qū)每年采用硐室落礦280套，消耗炸藥1260噸，消耗巷道2240米，崩落礦石地質(zhì)儲量137.1萬噸，其中，回收礦石僅58.3萬噸，回收率為42.5%，大量礦石被損失掉。經(jīng)分析總結(jié)，硐室落礦存在以下缺點:

由于硐室間距大(8.0m)，礦石爆破破碎不充分，損失率高;硐室爆破震動大，破壞性強(qiáng)，對后續(xù)采礦十分不利;勞動強(qiáng)度大，炸藥單耗高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差。

2.2 小孔徑落礦技術(shù)

炮孔直徑不大于64mm稱為小孔徑落礦技術(shù)。由于采用小孔徑掘鑿深孔時夾釬嚴(yán)重、成孔率低、炮孔容易堵塞、變形破壞，致使裝藥質(zhì)量差，爆破效果不好，礦石的回收率只有70.3%左右，很容易造成懸頂?shù)陌l(fā)生，懸頂后只能采用硐室處理，形成惡性循環(huán)。

3 大孔徑落礦技術(shù)參數(shù)的確定

為了解決30%破碎礦體的礦石回收，經(jīng)我們認(rèn)真分析，提出了采用大孔徑落礦替代硐室落礦及小孔徑落礦的采礦技術(shù)，決定選用φ102mm孔徑的炮孔進(jìn)行扇形中深孔施工。炮孔的前傾角為90°，邊孔角為55°，因此只需確定炮孔的最小抵抗線(排距)w和孔底距a即可。

最小抵抗線和孔底距的確定，要綜合考慮礦巖性質(zhì)、炸藥質(zhì)量、炮孔直徑、每米深孔崩礦量、粉礦與大塊率、鑿巖速度等因素來確定。但在炮孔密集系數(shù)m(m=a/w)一定的情況下，如果增大孔徑，可以減少深孔總量、提高每米炮孔的崩礦量等，從而大大提高礦石的回收率。但孔徑過大，會影響爆破效果，大塊率隨之增加，加大了二爆的難度，所以只有綜合考慮以上各方面的因素，才能得出最佳結(jié)果。炮孔密集系數(shù)、孔徑與礦石大塊率的關(guān)系。根據(jù)經(jīng)驗公式，對于φ102mm的孔徑，最小抵抗線為:

w=(25-30)×φ=(2.5-3.0)m

在無底柱分段崩落法采礦中，炮控密集系數(shù)m一般取1.0-1.5，根據(jù)鏡鐵山礦的礦巖性質(zhì)和多年的爆破實踐經(jīng)驗，參照以上計算結(jié)果，φ102mm 孔徑的中深孔，排距w選擇2.8m，孔底距a選擇2.8-3.5m比較符合樺樹溝礦區(qū)的礦石特性。

4 大孔徑落礦技術(shù)的可行性分析

對于任何一種采礦技術(shù)的選擇，必須要從礦石開采技術(shù)的可行性、工藝的可行性、經(jīng)濟(jì)的合理性等幾個方面進(jìn)行綜合分析評價。

4.1 礦體開采技術(shù)的可行性

為了克服φ64mm及以下小孔徑在破碎礦體鑿巖時的缺點，我們引進(jìn)了φ102mm的液壓臺車，在Ⅱ礦體2730水平1-10穿進(jìn)行了大孔鑿巖與爆破試驗，炮孔的成孔合格率在95%以上，廢孔率大幅減少，基本克服了在破碎礦體中小孔鑿巖的不利情況，礦石的回收率有了很大的提高，達(dá)到了82.7%，而且每排深孔可以節(jié)約14.3米左右的深孔，鑿巖成本明顯下降，在技術(shù)上完全可行。

4.2 工藝技術(shù)的可行性

(1)鑿巖設(shè)備能力。樺樹溝礦區(qū)各礦體成礦帶寬，走向長，適宜進(jìn)行大規(guī)模集中開采。目前樺樹溝礦區(qū)使用兩臺從國外引進(jìn)的孔徑為φ102mm的SOLO-1029A型液壓臺車，鑿巖效率為240m/天，按300天/年的工作時間計算，每年鑿巖量為14.4萬米，完全滿足樺樹溝礦區(qū)破碎礦體10萬米/年的鑿巖任務(wù)。

(2)炸藥質(zhì)量。大孔徑落礦技術(shù)的最小抵抗線w和孔底距a的增加，對炸藥質(zhì)量的要求較高，目前鏡鐵山礦使用的膨化炸藥，殉爆距離達(dá)到了4cm以上，其暴力完全滿足樺樹溝礦區(qū)破碎礦體2.8米排距的爆破要求。

4.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性分析

樺樹溝礦區(qū)硐室落礦的成本為41.3元/噸，小孔落礦的成本為34.5元/噸，而φ102mm孔徑落礦的成本為33.2元/噸，每年回采破碎礦體137.1萬噸礦石，采用大孔落礦的成本比硐室落礦節(jié)約1110.5萬元，比小孔徑落礦節(jié)約178.2萬元。

可見在樺樹溝礦區(qū)破碎礦體中使用φ102mm大孔徑落礦技術(shù)替代硐室和小孔徑落礦技術(shù)，在技術(shù)上是可行的，在經(jīng)濟(jì)上也是合理的。

5 大孔徑落礦技術(shù)在樺樹溝礦區(qū)礦破碎礦體中的應(yīng)用評價

大孔徑落礦技術(shù)是相對于硐室落礦、小孔徑落礦技術(shù)提出的，目的是通過加大孔徑來解決破碎礦體中用硐室落礦、小孔徑落礦時成本高、回收率低、礦石損失大的缺點，提高礦石的綜合回收率，降低勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)過兩年的試驗應(yīng)用，φ102mm孔徑的大孔基本解決了樺樹溝礦區(qū)破碎礦體中用小孔、硐室落礦時回收率低的問題，克服了傳統(tǒng)落礦工藝技術(shù)方面的不足，礦石回收率達(dá)到了82.7%，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。如果在鏡鐵山礦破碎礦體中全面推廣應(yīng)用，每年可多回收礦石17萬噸左右，不僅能充分回收寶貴的礦石資源，延長樺樹溝礦區(qū)的服務(wù)年限，還可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]樺樹溝礦區(qū)地質(zhì)勘探報告.

[2]金屬礦床地下開采.

[3]爆破工程.

[4]鏡鐵山礦歷年統(tǒng)計報表.