無底柱分段崩落法礦石貧化原因

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河鋼集團礦業有限公司承德黑山鐵礦 河北承德 067412

隨著各種放礦理論--橢球體放礦理論、隨機介質放礦理論和類橢球體放礦理論的不斷發展應用，人們對于無底柱分段崩落法端部放礦的損失貧化原因，有了較為深刻的認識。基本認為，造成無底柱分段崩落法損失貧化過高的原因，是由于放礦過程中礦巖的摻雜造成的，可以通過放礦控制來降低礦石的損失貧化率[1]。

1 無底柱分段崩落法礦石貧化原因

1.1 中深孔設計的參數與崩礦步距布置引起的礦石貧化、損失

中深孔設計孔底距過大，在爆破崩落礦石時，使礦石塊度過大，容易擱阻，影響礦石的流動性。同時也有可能產生懸頂、推墻、立槽爆破問題，中深孔的邊孔角角度過小，崩落的礦石未能得到松動，而且角度小的中深孔易被礦堆埋住，使后排爆破裝藥產生困難，從而影響了礦石的回收率。崩礦步距的過小，使上部的廢石過早混入，產生貧化；崩礦步距的過大，使正面爆堆礦石損失增加。在實際生產中礦石的貧化、損失主要是由這兩種原因所引起的。

1.2 生產管理不合理、出礦不勻時引起礦石的貧化、損失

在巖石覆蓋層下出礦時，加強對出礦作業人員的管理，出礦時應采用爆堆左右均勻出礦，降低單側出礦導致一側上方巖石提前混入，導致爆堆貧化，降低礦石回采率。同時出到一定數量的純礦石后，巖石混入貧化開始增大，當達到出礦截止品位時應立即停止出礦，否則會加大貧化。加強對爆破作業人員技術交底和爆破責任的管理，爆堆爆破效果不好，容易導致爆堆大塊數量較多，給出礦作業造成困難，還會引起懸頂、推墻、立槽爆破問題，這些都將引起礦石回采過程中的貧化、損失[2]。

2 無底柱分段崩落法礦石貧化防治措施

2.1 不同水平分段采取不同邊孔角

當無底柱分段崩落法應用于傾斜礦體，回采進路與礦體走向垂直時，分段的上水平在無覆蓋層的情況下組織爆破，炮排內崩落的礦石相當于在無覆蓋層狀態下放出，經測定礦山礦石在上部無厚大覆蓋層狀態下的放礦自然安息角為40°-45°左右，如果只考慮放礦的話，上水平分段邊孔角可設定為45°，但是為了使上水平圍巖盡可能早的自然冒落，就需要上水平爆破后形成足夠大的空場面積，從而達到頂板自然冒落的臨界面積，為了使圍巖盡早冒落釋放地壓以及形成覆蓋層，則上水平分段的邊孔角應盡可能降低，上水平分段可采用35°-40°的邊孔角，推薦采用40°的邊孔角。對于中間水平分段而言，屬于正常的回采分段，其上部有覆蓋層，下部有中深孔鑿巖工程保證礦石回收，因此中間水平分段的邊孔角主要是考慮到礦石的自然安息角及鑿巖設備的性能，礦山目前采用的是Simba-1254液壓鑿巖臺車，可以滿足任何條件下中深孔鑿巖作業，綜合考慮，在中間水平分段選取45°-50°左右邊孔角是比較合理的，推薦在中間水平分段采用50°邊孔角。對于下水平分段而言，因為中深孔炮排內礦石處于上部，巖石處于下部，在放礦過程中先放出巖石，因此在下水平分段應盡可能增大邊孔角，從而減少廢石的崩落量，降低爆堆的貧化。下水平分段可將邊孔角提升至50°-60°左右，推薦采取60°的邊孔角。

2.2 爆破方式的優化

（1）孔底起爆技術是一種最常用的起爆方式，這種起爆技術能滿足中深孔正常爆破條件，有效減少懸頂、推墻、立槽爆破問題，使采礦生產正常有序進行。（2）孔中起爆技術是一種輔助起爆方式，主要用于中深孔炮排透孔等特殊孔，有效降低透孔爆破過程中炸藥能的流失，解決部分因中深孔質量原因導致大塊率增高的問題。（3）孔口起爆技術也是一種輔助起爆方式，主要用于解決鏟裝過程中粉礦多，圍巖提前混入的現象，是解決礦石提前貧化難題的重要手段之一。該種方法利用炸藥傳爆時間上的微差，中深孔孔口區域礦石最先破碎并開始下落流動，能有效隔絕頂部覆蓋層的圍巖提前混入礦石中，杜絕礦石的提前貧化。該類方法缺點是容易產生懸頂，影響采場的正常回采順序，實際生產中可以與孔底起爆技術結合使用，可以有效防止爆破問題的產生[3]。

2.3 覆蓋層的管理

（1）覆蓋層中的礦石墊層占有一部分礦石資源，如果在回采過程中無限制回收礦石，礦石墊層將被破壞，從而影響后續階段的采礦生產。因此，回采過程中，應嚴格控制出礦總量，把控出礦截止品位，中深孔炮排爆破后，依據地測提供的預測礦量與現場實際出礦進行結合，當出礦量達到一定量后，要求出礦人員能自主封停進路，杜絕“超出現象”保留覆蓋層礦石的厚度。（2）覆蓋層的管理還需要出礦人員在出礦過程中做到循環鏟裝，左右均勻出礦，保證爆堆覆蓋層整體下移。而且同一礦塊中，布置多條平行進路，當其中一條進路超前其他進路回采，或一條進路出現單點、單側出礦，勢必會造成覆蓋層出現漏洞，破壞覆蓋層的整體下移，圍巖就能從這些漏洞中混入，導致爆堆礦石貧化。

3 結語

對于無底柱分段崩落法而言，分段礦巖混采比例主要和分段高度、礦體傾角及厚度等幾個因素有關，當分段高度過大或礦體傾角及厚度過小時，礦巖混采甚至會達到70以上，這將大大增加礦石在回收過程中的過度貧化風險。