李樓鐵礦首采采場(chǎng)中深孔爆破參數(shù)的確定

張立新

（五礦邯邢礦業(yè)有限公司安徽開(kāi)發(fā)礦業(yè)有限公司， 安徽霍邱縣 237462）

李樓鐵礦首采采場(chǎng)中深孔爆破參數(shù)的確定

張立新

（五礦邯邢礦業(yè)有限公司安徽開(kāi)發(fā)礦業(yè)有限公司， 安徽霍邱縣 237462）

李樓鐵礦礦石主要為鏡鐵礦，礦石硬度大，中深孔爆破尚不成熟，為有效地進(jìn)行中深孔落礦，降低爆破大塊率，提高出礦效率，結(jié)合采礦方法和鑿巖設(shè)備，初步確定了－325 m水平10－5＃采場(chǎng)中深孔爆破參數(shù)，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)。結(jié)果表明，該爆破參數(shù)合理，大塊率低，爆破效果良好。

中深孔；爆破參數(shù)；大塊率；爆破效果

1 礦山概況

李樓鐵礦為大型沉積變質(zhì)型鐵礦床，礦床賦存于周集倒轉(zhuǎn)向斜兩翼中的新太古界霍邱群周集組、吳集組地層中。礦石礦物成分主要為鏡鐵礦，磁鐵礦和赤鐵礦所占比重很少，且分布零散。礦體走向近南北，長(zhǎng)約3.4km，東西寬約500m，礦體傾角68°～88°。礦體上部埋深90～341m，礦體斜深100～767m，最大控制深度為－862m。

李樓鐵礦采選規(guī)模為500萬(wàn)t／a，采用主副豎井輔助斜坡道開(kāi)拓運(yùn)輸方案。有軌運(yùn)輸主運(yùn)輸水平設(shè)在－425m，礦石運(yùn)輸采用20t架線式電機(jī)車雙機(jī)牽引10m3底側(cè)卸式礦車，目前－425m水平完成李樓1＃卸礦站至12＃穿脈鋪軌架線工作。輔助斜坡道、副井、主井、風(fēng)井、溜破系統(tǒng)、2＃充填站等主體工程已基本完工，具備試生產(chǎn)條件。

2 采礦方法

李樓鐵礦采用階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法，采用中深孔鑿巖、鏟運(yùn)機(jī)出礦、嗣后充填的回采工藝。將礦體分礦房、礦柱2步驟回采，一步采礦房和二步采礦柱間隔布置，礦房與礦柱間留3m保護(hù)礦柱。先回采一步采礦房，回采結(jié)束后進(jìn)行充填、養(yǎng)護(hù)，然后回采二步采礦柱。采場(chǎng)垂直礦體走向布置見(jiàn)圖1，礦房礦柱寬均為20m，采場(chǎng)長(zhǎng)為礦體厚度。采場(chǎng)高度為100m，分段高度為25m，在采場(chǎng)高度內(nèi)分3個(gè)分段進(jìn)行鑿巖，－400m分段為出礦水平，－375，－350，－325m分段為鑿巖水平，－300m分段為充填水平。

圖1 25m分段上向扇形孔空?qǐng)霾傻V嗣后充填法

中深孔鑿巖在－325，－350，－375m水平的鑿巖巷以及－400m水平受礦巷中進(jìn)行，選用Simba1354型中孔臺(tái)車鑿上向扇形中深孔。裝藥采用長(zhǎng)沙礦冶研究院研制的炸藥混裝車或BQF－100型裝藥器裝藥。出礦采用ACY－3L鏟運(yùn)機(jī)和TORO1400E6m3電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)裝運(yùn)至溜井，礦石下放至－425m中段，由電機(jī)車運(yùn)至卸礦站，經(jīng)井下破碎、皮帶運(yùn)輸由主井箕斗提升至地表。

3 中深孔爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)

（1）炮孔布置。炮孔為垂直上向扇形中深孔，由于選用Simba1354型液壓采礦鑿巖臺(tái)車，中深孔架點(diǎn)高度為1.8m（即鑿巖臺(tái)車鑿巖中心高度）。以1.8m為起點(diǎn)，在控制范圍內(nèi)做放射狀布孔。先布邊角孔，再按選用的孔底距布置其余炮孔。

（2）炮孔直徑d。取決于鉆孔設(shè)備的類型，Simba1354型液壓采礦鑿巖臺(tái)車的孔徑d＝80 mm。

（3）最小抵抗線ω。按炮孔直徑確定最小抵抗線，對(duì)于堅(jiān)硬巖石：

式中：ω為最小抵抗線，m；d為炮孔直徑，為80mm。

按公式計(jì)算確定最小抵抗線：

式中：d——炮孔直徑，mm；

Δ——裝藥密度；

τ——裝藥系數(shù)，τ＝0.7～0.8，取0.8；

m——炮孔密集系數(shù)，扇形中深孔，取1.2；

q——單位炸藥消耗量，kg／m3。

參考國(guó)內(nèi)類似礦山實(shí)際資料，考慮到礦山從未進(jìn)行過(guò)礦體爆破，根據(jù)以上公式和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況初選最小抵抗線為1.7m。

（4）炮孔排距。垂直扇形中深孔鑿巖爆破炮孔排距即爆破的最小抵抗線，為1.7m。

（5）孔底距。對(duì)于扇形孔，孔底距α可以按下式計(jì)算：

式中：m——密集系數(shù)，對(duì)于扇形孔，孔底m值為1.5～2.0；

ω——最小抵抗線，取1.7m。

（6）單位炸藥消耗量q。可參閱表1采取。根據(jù)礦體的堅(jiān)固性系數(shù)，取q＝0.8kg／m3。

表1 井下深孔爆破炸藥單耗量

（7）邊孔角。根據(jù)礦體的運(yùn)動(dòng)安息角及自然安息角，并參考國(guó)內(nèi)類似礦山實(shí)際資料，取邊孔角為32°。以后可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。

4 采場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例

根據(jù)計(jì)算所得參數(shù)，對(duì)李樓鐵礦－325水平10－5＃采場(chǎng)進(jìn)行了中深孔設(shè)計(jì)。切割巷上炮孔排距為1.5m，根據(jù)切割井的實(shí)際施工情況，為形成更好的爆破效果，在切割井兩邊各布置1排加強(qiáng)排，距離切割井兩幫1m，切割巷上共布置10排炮孔，如圖2所示。每排布置5個(gè)炮孔，切割巷中深孔典型布置（第5排）如圖3所示。

圖2 －325m水平10－5＃采場(chǎng)炮排布置

鑿巖進(jìn)路正排排距為1.7m，在切割巷一側(cè)布置2排加強(qiáng)排，排距分別為1.2m和0.8m；正排邊孔角為32°，孔底距控制在2.6～3.0m。為達(dá)到較好的爆破效果，正排采用交錯(cuò)布置，奇數(shù)排孔底距控制在2.6～2.8m，偶數(shù)排孔底距控制在2.8～3.0 m。鑿巖進(jìn)路上共布置35排炮孔，奇數(shù)排每排的炮孔數(shù)為13個(gè)，偶數(shù)排每排的炮孔數(shù)為14個(gè)。該水平中深孔的典型布置（15排、16排）如圖4所示。

圖3 切割巷中深孔布置

圖4 －325m水平10－5＃采場(chǎng)鑿巖進(jìn)路中深孔布置

現(xiàn)場(chǎng)爆破實(shí)踐表明，孔徑80mm、排距1.7m、孔底距2.6～3.0m、邊孔角32°的中深孔爆破參數(shù)可行，爆破效果較為顯著，能明顯減小大塊產(chǎn)出率，提高了出礦效率，降低了采礦成本。

5 結(jié) 論

通過(guò)理論計(jì)算確定了適合鏡鐵礦的中孔爆破參數(shù)，且10－5＃試驗(yàn)采場(chǎng)的成功爆破證明了該參數(shù)可行，并得到以下主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)：采場(chǎng)切割巷炮孔崩礦量為2.82t／m，炸藥單耗為0.67kg／t；鑿巖進(jìn)路炮孔崩礦量為10.2t／m，炸藥單耗0.45kg／t。

10－5＃采場(chǎng)的首次爆破為后續(xù)采場(chǎng)中孔爆破參數(shù)優(yōu)化提供了技術(shù)參考。今后仍需通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)不斷優(yōu)化中深孔爆破參數(shù)，進(jìn)而提高爆破落礦效率和出礦效率，及降低炸藥消耗，提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益。

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2011－09－14）

張立新（1980－），男，河北邢臺(tái)人，工程師，主要從事采礦技術(shù)與管理工作。