淺談改善魏家峁露天煤礦爆破經濟效益的措施

（廣東宏大爆破股份有限公司，廣東 廣州 510623）

淺談改善魏家峁露天煤礦爆破經濟效益的措施

蘇 鵬

（廣東宏大爆破股份有限公司，廣東 廣州 510623）

本文以魏家峁露天煤礦為研究案例，對改善露天煤礦爆破經濟效益做了研究，通過爆破生產，巖層段主要從爆破參數、裝藥結構、起爆方式三方面入手，改善爆破質量，進而改善爆破經濟效益。煤層段根據巖性從裝藥方式的變化來改善爆破經濟效益。

露天煤礦；爆破質量；經濟效益

1 礦區概況

1.1 礦區位置、環境

魏家峁露天煤礦位于內蒙古準格爾。露天區南北最長處8.79km，東西最寬處10.02km，面積55km2。礦區夏季炎熱干旱，冬季嚴寒，寒暑變化劇烈，晝夜溫差大，冬春季多風，風速大。

1.2 初步設計

1）巖層段：魏家峁露天煤礦地處準格爾煤田東南部邊緣，地層遭受剝蝕嚴重，部分地層缺失。巖層的物理參數：抗壓強度Rc介于6～60MPa，巖石堅硬性系數f=1～6，屬于中等硬度巖石。

2）煤層段：礦區煤儲量豐富，資源可靠。主采為6#煤，煤層厚度6～23.85m，賦存平穩，結構簡單。煤層的物理參數：抗壓強度一般為6～30MPa，巖石堅硬性系數為f=1～3，屬于中硬以下巖石。

1.3 采區爆破現狀

1）炸藥的使用：由于采區地勢低洼，水資源豐富，爆破炸藥選用單一價格昂貴的乳化炸藥。

2）巖層段：采區巖層段，各個部位巖層受自然條件侵蝕嚴重程度不同，爆破方法單一造成大塊、根底、嚴重破碎等不良效果。炸藥用量，二次拉底、破碎均造成爆破費用的提高浪費。

3）煤層段：煤層段均為水孔，采區采用單一的吊裝乳化炸藥，這使得原煤破碎嚴重，對于原煤粒徑級配要求高的礦區來說，第一造成乳化炸藥的浪費，第二原煤成粉價格優勢下滑。

2 改善爆破經濟效益

2.1 炸藥的選取

目前礦山廣泛采用銨油炸藥和乳化炸藥，兩者從爆速、爆轟波方面來說相差不大，破碎效果顯著，但兩者價格相差大，乳化炸藥11000元/噸，銨油炸藥7000元/噸，從經濟效益角度出發，干孔使用銨油炸藥，替代乳化炸藥，達到相同爆破效果。另外，銨油炸藥為顆粒狀，乳化炸藥為膏狀。裝藥時銨油炸藥裝藥速度快于乳化炸藥，對于一天有多次爆破要求的礦區來說，經濟效益顯現。

2.2 改善巖層段爆破經濟效益

改善巖層段爆破經濟效益的前提是改善巖層段爆破質量。對于巖層段爆破區域，巖石受自然條件侵蝕不均勻，單一裝藥結構會造成較差的爆破效果，侵蝕嚴重的地方，巖石嚴重破碎，受侵蝕影響小的巖石就會形成大塊、根底。如何改善巖石嚴重破碎、大塊、根底是我們改善爆破經濟效益的前提。

2.2.1 大塊、根底、嚴重破碎的產生

（1）產生的原因

1）超深影響：一般超深是一致的。但在實際鉆孔過程中，就會產生超深偏差的情況。超深偏大的炮孔，裝藥藥柱就會下移，炮孔上部會形成大塊。超深偏小的炮孔而言，裝藥藥柱就會偏上，易形成根底。

2）孔網參數影響：礦區爆破后產生大塊、根底的重要原因是孔網參數不合理。當孔排拒選取較大，爆區裝藥量較小，單耗偏小，整個爆區易出現大塊、根底。

3）炮孔堵塞長度影響：對于炮孔的堵塞長度，應選擇巖粉做堵塞物，堵塞長度有嚴格要求，若堵塞過長，孔口位置容易產生大塊，若堵塞過短，容易發生沖孔現象。

4）抵抗線影響：在抵抗線影響中，最主要的是前排孔抵抗線的影響，在布置前排孔時，要選擇合適的前排孔抵抗線，如果前排孔抵抗線偏大，那么爆破時炸藥能量難以將前排推出，就會造成整體爆區大塊和根腳。

5）巖石節理、裂隙影響：鉆孔過程中，鉆頭下鉆速度驟然加快，應該提高警惕，該處可能因為受節理、裂隙影響。在裝藥時候，節理、裂隙處會出現漏藥現象，導致爆破效果差，大塊、根底產生。

（2）產生的位置

1）孔口位置：主要因為藥柱高度不夠，堵塞長度造成。

2）爆堆其他位置：魏家峁露天煤礦爆破施工中總結，中深孔爆破大塊、根底產生的主要部位為地質構造復雜地帶，如斷層、節理、層理、裂隙、夾泥層及孤石等處、炮孔孔口部位、第一排炮孔前上部臨空面、孔網面積偏大的中間位置和底盤抵抗線過大的臺階根部。

2.2.2 改善經濟效益的技術措施

在魏家峁露天煤礦爆破實踐中，爆破參數結合經濟效益選取。鉆孔直徑：通過孔徑140mm和120mm試驗比對，相同孔網參數（6*4或7*5），相同孔深，孔徑140mm裝藥量大于孔徑120mm裝藥量，爆破效果為前者破碎程度大，爆破成本增加15%。

裝藥結構和起爆方式的選取：裝藥結構在全孔耦合裝藥、全孔不耦合裝藥、全孔不均勻不耦合裝藥中選擇，如果巖石結構、走向、節理等認識不清，很容易造成“瞎”裝藥。起爆方式選擇上：通過本平臺試驗得出大斜線、V型起爆破碎度均好于排間起爆。

鉆孔孔徑120mm，裝藥結構全孔耦合裝藥（粒狀銨油炸藥），起爆方式V型起爆，平均單耗0.27～0.3kg/m3。大塊率在10.5%左右，根底率7.8%，兩者均可以通過破碎錘處理。上述三種參數結合，經濟效益最優。

2.3 改善煤層段爆破經濟效益

煤層段由于滿孔積水，炸藥選用乳化炸藥。在孔網參數、起爆方式不變的情況下，從裝藥方式入手。煤層臺階高度在4～6m，鉆機作業過程中遇到巖石停止鉆孔。受水孔、巖石性質影響，選用φ70乳化炸藥，裝藥過程中，該藥卷（長30cm、1.2kg）懸浮在炮孔中，無法下沉，嘗試過用炮棍將藥卷壓至孔底，存在兩個問題：一是壓縮后的藥卷延米裝藥量大，煤層爆破塊度過粉，原煤貧化嚴重。二是炮棍壓縮過程中發生過多次導爆管被扯斷，導致盲炮多次出現。改進措施：將五個φ70乳化炸藥藥卷用膠帶固結為1m高新藥卷（6kg），炮棍輔助下沉。

三、結論

（1）改善巖層段爆破經濟效益，著重改善巖層段爆破效果，由多次爆破試驗表明在炮孔參數合理、裝藥結構合適、起爆方式適合該礦區的爆破才能取得合理的經濟效益，使得在大炮、解炮、根底處理等費用達到最優。

（2）改善煤層段爆破經濟效益，通過在采區多次爆破作業實踐總結，將五個φ70乳化炸藥藥用膠帶固結代替傳統藥卷依次吊裝的改進，使得爆破效果優良，經濟效果顯著。

[1]魏家峁.內蒙古煤礦設計研究院.露天礦初步設計[R]，2008.

TD79 < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：B

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