淺析巫山桃花鐵礦分層爆破

趙本均 陳波

摘? 要：目前國內外鐵礦石開采理念是地上地下，高技術、高機械化、高產能、高性能和高可靠性，則更多的是關注開采成本。而鐵礦的井下開采技術主要采用的有井下充填技術、深孔爆破技術、光面爆破技術。由于桃花鐵礦礦層頂部偽頂平均厚度500mm，護頂礦平均厚度300mm，中下部礦石平均厚度2600mm，且各分層明顯，采用常規爆破則會導致偽頂全部混入，廢石混入率較高，且偽頂中含有少量的硫鐵礦，影響該礦石的市場環境，為了解決這一問題，則對巫山桃花鐵礦采用分層爆破。

關鍵詞：巫山? 桃花鐵礦? 分層爆破? 品位

中圖分類號：P618.31? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）01（a）-0003-03

Abstract： At present， domestic and foreign iron ore mining concept is above ground and underground， high technology， high mechanization， high productivity， high performance and high reliability， more attention is paid to mining cost. The downhole mining technologies of iron ore mainly include downhole filling technology， deep-hole blasting technology and smooth blasting technology. Due to the peach blossom iron ore seam false roof top 500 mm thick， on average， to protect the top 300 mm thick， on average， the lowest average thickness of 2600 mm， ore and the stratification， the conventional blasting leads to false roof with entirely， waste rock mixing rate is higher， and the false roof contains a small amount of pyrite， affecting the ore market environment. In order to solve this problem， layered blasting was used in Wushan Taohua iron mine.

Key Words：Wushan; Taohua Iron Mine; Layered blasting; Grade

充填技術是減少采空區塌陷和尾礦庫所帶來的安全環保等方面的風險，但其成本高，工藝相對復雜。深孔爆破技術主要是采用多段微差爆破方式進行開采，減少了事故的發生和飛石，提高了開采效益。光面爆破技術主要是通過炮眼的布置，一次性形成巷道輪廓相對清晰，對提高巷道成型質量有較高的提升[2-3]。

1? 巫山桃花鐵礦采礦

根據巫山桃花鐵礦開采范圍內的礦體埋藏條件，礦體傾角多在30°以內，礦體平均厚度為2.88m的緩傾斜、薄礦體。則采用的是礦體傾角20°～30°的礦體，采用淺孔電耙房柱采礦法進行回采;礦體傾角20°以下的礦體，則采用鏟運機房柱采礦法進行回采[4]。

2? 巫山桃花鐵礦地質情況及分層爆破原因

2.1 巫山桃花鐵礦地質情況

巫山桃花鐵礦礦體主要受沉積環境和賀家坪背斜控制，為一長軸呈北東向的帶狀體。緩傾斜礦體的形態與賀家坪背斜基本一致，由于處于沉積邊緣，為不規則的波狀邊緣形態。礦體產狀總體受賀家坪背斜的形態控制，與地層產狀基本一致。桃花赤鐵礦產于泥盆上統黃家磴組頂部，其主要特征：礦層呈層狀產出，主礦層僅有一層，礦石為單一的高磷低硫赤鐵礦[5]。

2.2 分層爆破的原因

根據對巫山桃花鐵礦采礦設計，所采用的爆破為一次爆破成巷，炮眼布置30個，共裝藥量31kg。一次爆破成巷使礦體的頂板礦石和頁巖全部被爆下混入礦石內，造成礦石的廢石混入率接近27%，采出TFe品位平均45%左右，嚴重惡化了產品的市場環境。為了提高礦石的采出品位，則對礦體爆破采用分層爆破。

3? 實驗方案的確定

由巫山桃花鐵礦地質情況，加之施工現場可以確定，巫山桃花鐵礦的分層較較為明顯，礦體厚度較厚，可以通過炮眼的布置、炸藥的用量、二次爆破的方案可以實現巫山桃花鐵礦分層爆破。

4? 實驗內容

4.1 掏槽眼確定

4.1.1 直眼掏槽

直眼掏槽及垂直工作面打1個實眼，周邊均勻打6個氣眼呈圓形布置，每個氣眼離中間實眼距離為80mm，根據試驗效果其掏槽效果不好，同時人工、時耗和炸藥用量相對較大，則不再作為試驗研究方向。

4.1.2 斜眼掏槽

根據試驗結果顯示，斜眼掏槽效果較好，其炮眼布置如圖1所示。

根據圖1所示，沿工作面中心線對稱布置四個掏槽眼，最底部的掏槽眼距礦體底部距離500mm，每個掏槽眼的的炸藥用量為6支（300g/支），合計炸藥用量為7.2kg。

則爆破效果圖如圖2所示。

根據圖2所示，斜眼掏槽的爆破效果為橢圓形錐體形狀，長邊為2000mm，短邊為800mm，起爆效果相對于直眼掏槽較為良好，同時人工時耗減少很多，則定所有試驗為斜眼掏槽。

4.2 輔助眼、周邊眼試驗

根據掏槽試驗，則進行了炮孔布置試驗，最終所得的炮孔布置圖如圖3所示。

根據圖3所示，頂眼炮孔布置離護頂礦不低于700mm，護頂礦在較為破碎的情況下，頂眼離護頂礦距離不低于800mm，才能保證頁巖的穩定性，護頂礦脫落相對較少。

4.3 炸藥用量試驗

根據炮孔布置圖，進行炸藥用量試驗，則每個炮孔的炸藥用量如圖4所示。

根據圖4所示，1號、2號孔均裝炸藥6支，3號、6號均裝藥4支，4號孔裝藥2支，5號孔裝藥2.5支，合計裝藥量為85支，共計25.5kg。

7號炮孔為二次爆破炮孔，裝藥量為2支/孔，二次爆破的裝藥量為8支，共計2.4kg，則兩次爆破的合計裝藥量為27.9kg。

4.4 主爆層爆破效果圖

根據前面的試驗數據進行主爆層爆破試驗，其主爆層爆破效果圖見圖5所示。

在掏槽眼布置、炮眼布置、炸藥用量試驗的基礎上進行主爆層爆破試驗，主要驗證上述試驗的可行性和全斷面爆破的穩定性，

根據圖5所示，主爆層爆破進尺為2000mm，寬度為4100mm，偽頂保留較為完整，護頂礦脫落面積較小，現場測定護頂礦脫落面積為1.6m2，約占總面積的19%，且中部礦石基本全部爆落。

4.5 實驗穩定性

針對本研究，現場進行了多次實驗，基本可以保證頁巖不再脫落，護頂礦脫落面積平均不超過總面積的30%，其穩定性達70%以上。基本保證礦石的采出品位穩定性，減少頁巖的混入，降低了礦石的廢石混入率。

5? 結論

（1）通過實驗，分層爆破可以使頁巖不再脫落，護頂礦脫落面積小于30%，其穩定性可達70%以上。

（2）采出礦石的廢石混入率低于5%，采出礦石TFe品位為50.4%，比全斷面爆破采出礦石TFe品位提高5%;二次爆破TFe品位為32.21%，可作水泥原料銷售，實現產品的綜合利用。

（3）雖然分層爆破增加了機修臺班工作量，但炮眼數量減少了20%，炸藥用量約減少了10%，加之產品質量滿足市場的需求，利潤得到了很大的提高。

參考文獻

[1] Е.Д.Прилипенко，楊培章.鐵礦床地下開采工藝的發展[J].國外金屬礦采礦，1983（11）：89-94.

[2] 閆喜明，董長吉.鐵礦的地下開采方法相關研究[J].民營科技， 2015（11）：30.

[3] 王朋.鐵礦的地下開采方法相關分析[J].華東科技（綜合），2018（8）：333.

[4] 吳曉敏.巫山桃花鐵礦80萬t/a采選工程初步設計[D].長沙：中冶長天國際，2017.

[5] 凡家杰.巫山桃花鐵礦200萬t/a采選工程可行性研究[D].長沙：中冶長天國際，2015.

[6] 焦國芮.近水平極薄礦體采礦工藝研究[J].有色金屬（礦山部分），2020（3）：12-15.

[7] 羅佳.地下采礦切割槽形成技術研究[J].有色金屬（礦山部分），2015（6）：14-19.