遠景采區復雜地質石灰石生產工藝探討

閆 寒，王 強

（唐山三友礦山公司，河北 唐山 063101）

1 遠景采區地質復雜的因素分析

1.1 采空區波及影響

唐山三友礦山有限公司遠景采區部分區域位于開灤集團趙各莊礦采空區，開灤趙各莊礦長期大規模的開采形成采空區，隨著采空區面積不斷加大，煤層的頂板（覆巖）失去支撐，頂板巖層隨之發生彎曲、斷裂、垮落，產生傾斜變形和水平移動。垮落過程中引發采空區周圍的巖體變形、松動、乃至破壞使采空區上覆巖層隨之彎曲下沉，覆巖層的這種彎曲到達地面后，形成地表沉陷現象，這種現象存在的區域就是三友礦山遠景塌陷區。由于塌陷區引發的采區地質變化，加劇巖層結構裂隙發育，很大程度地對鉆孔，爆破，鏟裝作業等帶來不同程度的影響。其中爆破最突出的影響，炸藥爆破能量釋放的均勻性與爆破預定的方向受到嚴重的干擾。

1.2 采區地質斷層多

遠景采區整體采區斷層多，同時這些斷層直接導致被爆巖體存在一定厚度的另一種軟介質，由于這些軟介質的密度，彈性模量和應力波傳播的速度，均與巖石介質的相差較大，軟介質與巖石介質之間相互交錯，從而使應力波在不同介質之間傳播的過程中出現兩次以上的復雜的波效應，產生反射，折射以及波形轉換等，從而使應力波在斷層破碎帶兩側出現不同的動應力與動應變。由于軟弱帶或者軟弱面的存在，巖石的連續性遭到破壞，直接導致巖石在爆破中出現明顯的應力集中情況，以及應力波反射增強現象，甚至出現爆破能量吸收與卸能作用，直接改變各個孔爆破的漏斗形狀，減小或者增大爆破方量，直接影響到巖塊的破裂特征與爆堆塊度的分布規律。

2 采區復雜各種工藝的探討

2.1 地質的分析與解決方案

爆堆上一水平在鏟裝作業中，預先將爆堆巖塊進行現場采樣，搜集標號，進行化驗，確定礦巖品位，現場確定不同品位礦巖的厚度，現場做好線性標記，直接顯現不同種礦巖的基本分布趨勢，利用測量儀器，結合現場實際情況，確定礦巖地質情況，核算礦巖的傾角與走向，從而統計分析出礦巖的分布規律。同時利用爆堆實際情形，確立礦巖基本地質情況，由于三友礦山礦巖為石灰巖，屬于化學沉積巖，同層次的沉積巖之間的化學與物理性質基本相同，無明顯的斷層破碎帶，巖層的各種性質比較穩定。

圖1 礦巖基本地質情況

2.2 地質的推斷與模型的建立

由于巖層存在一定的傾角與或大或小變動的走向，所以再確定爆破地區礦巖的情況，還需進一步探索與推斷當前爆區巖層的傾向與傾角的問題，依據爆區前幾個爆堆的爆破中礦巖揭露情況，再次分析判斷礦巖的走向，推斷后續爆堆礦巖的位置與分布規律。

上述兩個工作進行歸納與總結，從而得出并建立三維的礦巖的產出位置。

圖2 三維的礦巖的產出位置

2.3 鉆孔工藝的完善

依據上述工作，在全面了解礦巖地質的各方面情況下，依據不同巖性，進行多種布孔方式，巖層厚且巖層中被爆巖體的巖性物理性質較好，嚴格按照炸藥單耗，均勻布孔。巖層薄且是軟巖層，布孔適當調整孔網參數，避免鉆孔出現在此巖層中。

2.4 多種爆破工藝

根據爆破出現的問題，在容易混礦的位置控制裝藥量，調整裝藥結構，縮小爆破參數，甚至在某些塌陷區域，巖層節理裂隙發育較好的情況下，大幅降低巖石炸藥單耗。在容易出現根底的受塌陷區波及的爆區，提高炸藥單耗，大幅降低根底產出率。積極優化爆破網絡，調整爆破布局，在一些礦脈與廢石相鄰巖層均不大于5米的情況下，采用原位或者壓渣爆破工藝，使礦石與廢石，及其相互之間的邊界在爆堆基本保留原始賦存條件，靈活合理安排采剝順序，降低了礦石爆堆的混礦率。

2.5 采掘工藝的多樣化

針對工程地質特殊的情況，實測地質情況反映巖層薄，且斷層位置，礦巖發生明顯的變化，或者巖層傾角小的，控制爆破后，采用電動或者柴動挖掘機等容易移動，斗容小，便于分選的采掘設備，如果巖層厚度大，大傾角，采用斗容大的電鏟作業，提高鏟裝效率。

3 結語

復雜地形地質條件下，靈活采用多種爆破工藝，積極在原始地形地質的工作多方位多層次的探索，從而建立三維鉆孔實施方案及后續爆破模型，積極搜集現場地質數據，反饋并改善解決現場實際問題。經過多年的復雜地形地質的不同水平不同巖層的探索，及三友礦山遠景采區露天礦在采剝工藝不斷改進，2018年與2017年同比礦石的貧化率大幅降低，柴油成本降低3.1%,鏟裝效率提高10.2%,破碎效率提高9%。同時在復雜爆破區域，采用高精度管，不斷優化爆破網絡，進行爆破作業，合理設計并驗算爆破網絡，杜絕盲炮的出現。同時遠景采區的采裝設備的故障率明顯的降低，2018年設備總故障216起（其中電鏟124次、鉆機28次、反鏟31次、電反鏟電氣16次、電反鏟機械17次）。2017年總故障349起，故障率下降38.1%。