七角井鐵礦爆破參數優化研究階段性總結

張海發，高文樂，王映祥，劉工庭

（肅北縣博倫礦業開發有限責任公司，甘肅 酒泉 736101）

2019 年10 月份，肅北博倫礦業公司啟動爆破參數優化研究工作，在股份公司總工程師高鵬舉和博倫公司總經理趙永平指導下，由博倫公司與金誠信公司肅北博倫項目部宋肖杰等專業技術人員共同開展爆破參數優化研究工作，本次優化研究工作在不增加成本的條件下，解決了礦石塊度大和大塊率高的問題，礦山出礦效率和破碎成本等都有明顯下降，基本實現了爆破參數優化的預期效果，現總結如下[1]。

1 概述

七角井鐵礦采用分段空場采礦法，中深孔爆破落礦方式，火工品使用散裝巖石膨化硝銨炸藥作為主爆藥，使用2 號巖石乳化炸藥+導爆管雷管作為起爆藥包，使用BQF 型裝藥器人工裝填炸藥，爆破時采用復式微差起爆方式，各炮孔采用非電導爆管孔內起爆，排內齊發，排間微差（排間毫秒導爆管微差）。

表1 炸藥性能參數

起爆網絡設計。

（1）同排孔口的導爆管聯接采用“T”型結或“水手”結，保證整排炮孔齊發；應使用快刀切取導爆管；連接導爆管中間不應出現打結或者打圈。

（2）所有炮孔露在孔外的導爆管小于20 根時，可將所有導爆管捆成一束，被起爆導爆管多于20 根時，可將被起爆導爆管平均分成幾束，每束導爆管不多于20 根，各束導爆管用導爆管雷管起爆。

（3）起爆雷管與導爆管捆扎端端頭的距離不應小于15cm，被起爆導爆管均勻包裹在起爆雷管的周圍，用絕緣膠布緊緊纏裹，纏裹長度不小于15cm，纏裹層數不小于5 層。

（4）將起爆各束導爆管的雷管的導爆管并在一起，再接入一發導爆管雷管。

（5）將起爆針插入塑料導爆管中綁扎牢靠，同時與母線連接[2，3]。

2 試驗爆破前爆破參數

（1）孔底距為2～2.5m，排距1.6m，最小抵抗線1.6m，炮孔采用單排面直線型布置，孔徑為76mm。

（2）每孔裝填起爆藥包1 枚，采用反向起爆，爆破方式為非擠壓爆破，補償空間大于1.3，爆破采用毫秒導爆管1 段位延時。

受回采條件限制，爆破排位2-3 排，每次裝藥量約為1500kg-3000kg，崩礦量為3000t～6000t。

3 優化后爆破參數

（1）孔底距2～2.5m，排距1.8m，最小抵抗線1.8m，炮孔采用雙排交錯布置形式，孔徑為76mm，炮孔布置圖如下所示。

圖1 排位示意圖

圖2 炮孔底端示意圖

爆破參數優化后，根據不同的炮孔深度，安裝數量不等的起爆藥包，不超過20m 孔，吧安裝1 個，安裝位置為孔底，超過20m 孔，安裝2～3 個，安裝位置為孔底1 個，間隔15m 一個，每個起爆藥包采用相同段位起爆，炮孔裝藥系數約為0.75。

4 爆破參數優化后取得效果

通過爆破參數優化研究工作，礦石塊度明顯下降，礦石裝礦效率顯著提高，為礦山平穩生產創造條件，同時我公司及礦山承包單位成本均有明顯下降，具體各項數據統計如下。

4.1 增加起爆藥包，爆破成本略增

通過增加起爆藥包數量，實現了爆轟波疊加，同時避免因藥物裝填不實或雷管質量問題導致的炸藥殉爆問題。據統計，爆破參數優化前炸藥單耗為0.532kg/t，15m 導爆管消耗為0.0403 發/t，爆破參數優化后，炸藥單耗為0.536kg/t，15m 導爆管雷管消耗為0.0404 發/t。

4.2 出礦效率提高

爆破參數優化前，由于大塊率和礦石塊度高，采場出礦效率低，單采場平均出礦量為645 噸，需12 個采場滿足礦山生產礦石量需求，爆破參數優化后，采場出礦量為946 噸/日，目前8.5 個采場可滿足礦山生產礦量要求，尤其是在2020 年疫情期間，未因采場數量少而大范圍影響礦山生產。采出礦數據來源為日采出礦報表[4]。

4.3 采場二次改炮量明顯下降

據承包單位數據統計，11 月份前礦石二次破碎火工品消耗為0.0878kg/t 礦石，5m 導爆管消耗為0.11 發/t 礦石，爆破參數優化完之后，二次改炮量明顯降低，火工品消耗為0.0326kg/t 礦石，5m 導爆管消耗為0.0945 發/t 礦石，降本成果顯著，且減少改炮數量，消除二次爆破安全隱患。

二次改炮量減小，減少爆破過程中躲炮和炮煙、粉塵對生產造成的影響，礦山井下作業環境得到明顯改善。

4.4 溜井格篩破碎工作量明顯降低

由于礦石塊度降低，爆破礦石基本可直接卸入溜井，減少破碎錘工作時間，降低油耗、減少破碎錘其他材料生產成本，破碎錘成本由爆破前1.5 元/噸，降為目前1.3 元/噸，最為關鍵是解決了爆破參數優化前因破碎錘故障，導致溜井無法放礦，影響礦山生產的問題。

4.5 礦車裝礦量和狀況效率顯著提高

爆破參數優化前，礦石塊度大，放礦過程中遇大塊礦石需調整礦車位置，狀況效率低，且受大塊影響，礦車裝礦量低，爆破參數優化前，礦車裝量平均為17.2 噸，爆破參數優化后，礦車裝礦量為17.8 噸，需要說明，自10 月份開始，礦山對井下電機車裝礦高度有所限制，礦車裝礦量整體下降，但從統計數據看，自19年11 月份至20 年3 月，礦車裝礦量有明顯提升，顯示隨爆破參數優化，爆破效果逐步提高，礦石塊度逐步降低，提高裝礦量約0.6 噸/車。

4.6 破碎、皮帶臺效及運行電費顯著下降

公司井下設破碎站，破碎后礦石塊度為＜250mm，破碎后經皮帶系統運輸至地表。

優化前皮帶臺效為771.9 噸/小時，優化后皮帶臺效為811.67 噸/小時。

優化前礦山井下C125 破碎機臺效為579.53 噸/小時，優化后破碎機臺效為688.22 噸/小時。

據統計，爆破參數優化前，礦山井下破碎及皮帶運行電費單耗為2.3 度/噸，爆破參數優化后，礦石塊度降低，電單耗為2.06度/噸，電單耗降低0.24 度，電費約降低0.12 元/噸。

地表虎口破碎未單獨裝表計量且對篩網尺寸有調整，影響破碎效率，不做評價。

4.7 礦石塊度降低，減少拋費率和拋費品位

礦石塊度降低，皮帶斜井拋費率降低，優化前拋費率為7.91%，優化后拋費率為6.81%，其中，拋費率降低部分因素為磁性鐵圈礦，礦石品質提高，一季度減少出礦量1.02 萬噸，同時減少礦產資源浪費，減少地表固廢排放。

通過爆破參數優化，2020 年一季度礦山生產三方成本降低和效率提升成果顯著，其中。

（1）礦山生產效率顯著提升，為博倫公司一季度超額完成生產指標創造有利條件。

（2）皮帶斜井一次拋廢量減少6215 噸，減少廢石倒運費用2.71 萬元，減少地表固廢排放。

（3）拋廢和礦石質量提升，減少井下出礦0.89 萬噸，減少銀鑫公司礦石破碎、提升及選礦費用36.34 萬元。

（4）破碎臺效提升，降低破碎及皮帶提升電量0.24 度/噸，一季度減少電費約8.02 萬元。

（5）金誠信公司降低破碎錘二次破碎、改炮等生產成本約47.94 萬元，未計算生產效率提高，減少生產采場數量而降低的鏟裝機、運輸及溜井破碎費用[5]。

5 取得經驗

本次爆破參數優化主要方向為優化爆破炮孔布置方式，改直線型布置為雙排交錯布置，優化起爆藥包數量，實現了爆轟波的疊加，起到了更好的破巖效果，同時，通過增加起爆藥包數量，解決了原單發起爆藥包起爆時由于散裝藥裝填效果不佳導致的炸藥殉爆問題，從而實現較好的爆破效果。

本次總結材料不足之處為統計礦石質量帶來降本、提產成果與磁性鐵圈定礦體、采礦方法優化等因素疊加，不能單獨計算和反映[6]。

6 下一步研究計劃

將繼續統計和總結目前爆破參數優化成果，并開展炮孔排距、孔底距等參數優化嘗試，在保證爆破質量的前提下，努力降低火工品單耗，進一步降低爆破成本，減少生產采場數量，提高備采礦準備速率。

針對釩礦礦體厚度小，火工品單耗高的問題，本年度釩礦開采過程中，計劃參照鐵礦爆破參數優化經驗，對炮孔排距和孔底距、布孔方式、裝藥結構等參數進行優化，以實現最佳爆破效果。