在堅硬礦石掘進中掏槽方式選擇的實驗及應用

竇梅林

(中國五礦集團邯邢礦業(yè)有限公司西石門鐵礦,河北武安056303)

炮眼排列,是井巷掘進的主要工序,而掏槽方式的選擇,是炮眼排列的主要關鍵,在掘進過程中,由于掏槽方式選擇不當,嚴重的影響爆破效果,一般來說,掏槽方式的選擇,是根據(jù)礦巖賦存特性,斷面大小等因素而定,但在施工過程中,往往被人們所忽視[1]。例如:西石門鐵礦南區(qū),為緩傾斜、中厚、類磁鐵礦床,沿走向長600m,沿傾向400m,由于礦體賦存面積較大,因此,隨著位置的不同,其礦體力學性質也不同,這種變化基本規(guī)律,是沿傾向從上盤到下盤,礦巖由較松軟到堅硬,其中靠近下盤運輸巷附近,有一片非常堅硬,而且柔韌性非常大的礦巖,在這部分礦巖中,仍然按照其它礦巖中的掘進,同樣的掏槽方式,因此每掘進1.8m深的一炮,只進0.2～0.3m,通過我們仔細的觀察與研究,發(fā)現(xiàn)掘進不進尺的主要原因,是掏槽方式選擇不合理,因此我們對于各種掏槽方式進行了研究實驗,最終選出了合理的掏槽方式。

1 各種掏槽方式的實驗

我們根據(jù)西石門鐵礦南區(qū)井巷掘進工程爆破效果和各種礦巖賦存特性綜合分析,對實驗的掏槽方式,首先從以下三大類選出。

1.1 直孔掏槽

在直孔掏槽中,我們選擇的布孔形式;①棱形布置 (圖1);②三角形布置 (圖2);③箱形布置 (圖3);④雙三角形布置 (圖4);⑤五角形布

1.2 錐形掏槽

在錐形掏槽中,我們選擇了三種形式:三角錐形、四角錐形、多角錐形等形式,如圖7～圖9所示。

1.3 V形掏槽

在V形掏槽中,我們選用兩種形式:單層V形布置、雙層V形布置,如圖10、圖11所示。

圖1 棱形布置布孔形式

圖2 三角形布置布孔形式

圖3 箱形布置布孔形式

圖4 雙三角形布置布孔形式

圖5 五角形布置布孔形式

圖6 六角形布置布孔形式

圖7 三角錐形布置

圖8 四角錐形布置

圖9 多角錐形布置

圖10 單層V形布置

圖11 雙層V形布置

我們應用創(chuàng)造學中“優(yōu)化組合法”的原理,綜合分析了我們在掘進過程中各類巖石爆破效果,最終選用了三種掏槽形式進行試驗。

直眼掏槽中,選用棱形和多角形兩種形式;錐形掏槽中,選用三角形掏槽一種形式;V形掏槽中,選用雙V形和單V形兩種形式[2]。

2 掏槽眼參數(shù)的選擇

掏槽眼參數(shù)的選擇,是搞好鑿巖爆破的先決條件,因此在西石門鐵礦南區(qū)掏槽眼試驗中,我們對下列主要參數(shù)進行了選擇。

2.1 炮眼間距

1)對直眼掏槽炮眼間距,按其破碎區(qū)半徑進行選擇:

式中:R。為藥卷直徑m。

2)對于錐形掏槽和V形掏槽,按其炮眼與工作面夾角65～ 70°,孔底距不小于 (5～12)R。,炮眼深度取1.8m。

2.2 掏槽眼的裝藥量

掏槽眼裝藥量可按式 (2)選擇。

Q=0.75 lq (2)式中:l為炮眼長度;q為每米炮孔裝藥量;

選用炸藥為φ32mm的2號巖石炸藥。

2.3 起爆方式

掏槽眼與輔助眼和周邊眼采用半秒差、微差起爆。

3 試驗效果

幾種試驗方式的試驗效果如表1所示。

表1 西石門鐵礦南區(qū)掘進掏槽眼試驗效果統(tǒng)計表

從表1中可以看出,雙V形掏槽優(yōu)于其他幾種掏槽,按順序可分為V形、直眼六角形、錐形三角形和棱形,由于錐形掏槽斷面有限 (2.8m×2.8m),施工難度較大,因此我們選用了雙V形掏槽。

4 結束語

從西石門鐵礦南區(qū)試驗結果來看,掏槽方式的選擇正確與否,對掘進效果影響很大,因此在掘進前,應根據(jù)礦巖特性,進行掏槽方式選擇的試驗,同時在掘進過程中,對爆破效果不斷進行觀察分析,不斷改進掏槽方法,最終選擇處最優(yōu)的掏槽方式,實踐證明,這是一種行之有效的最佳掏槽方式選擇的方法之一。

[1] BH.庫特島佐夫,等.爆破工程師手冊 [M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1992.

[2] 張國旗.銅鎳礦掘進生產(chǎn)中應注意的幾個問題 [J].新疆有色金屬,2010(05):12-13.