蒙少明

摘要：鳳凰銀礦地下采區(qū)采用無底柱分段崩落法深孔爆破，為改善爆破效果，穩(wěn)定生產(chǎn)進(jìn)度，根據(jù)礦山采區(qū)的實(shí)際地質(zhì)特性與開采現(xiàn)狀，針對性地對采區(qū)扇形深孔爆破參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，加大了爆破規(guī)模，針對性的設(shè)計(jì)了爆破網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用到180中段10-12采場之間的Ⅰ-①、Ⅰ-②礦體，實(shí)驗(yàn)表明：采用優(yōu)化后的爆破參數(shù)后，礦石大塊率明顯降低，爆破有害效應(yīng)得到有效控制，保證了礦山安全持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)。

Abstract： In order to improve the blasting effect and production progress， according to the actual geological characteristics and mining status of the mining area， the fan-shaped deep hole blasting parameters in the mining area were optimized， and the blasting model was increased， which was applied to the I-① and I-② ore bodies between 10-12 stopes in the middle section of 180. The experiment shows that： in order to improve the blasting effect and improve the production progress， the fan-shaped deep hole blasting parameters in the mining area were optimized after the optimized blasting parameters， the ore block rate is obviously reduced， and the harmful effect of blasting is effectively controlled， which ensures the safe and stable production of the mine.

關(guān)鍵詞：地下開采;扇形深孔爆破;爆破網(wǎng)路;爆破參數(shù)優(yōu)化;礦石塊度

Key words： underground mining;fan-shaped deep hole blasting;blasting network optimization of blasting parameters;ore fragmentation

中圖分類號：TD235? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）10-0148-03

0? 引言

無底柱分段崩落采礦法廣泛應(yīng)用于我國的金屬礦山開采[1]，該采礦方法是鳳凰銀礦目前主要的采礦方法，爆破施工是回采工藝中重要的環(huán)節(jié)，隨著回采深度的不斷增加，開采難度加大，礦山生產(chǎn)效率降低，如何運(yùn)用現(xiàn)有技術(shù)條件，研究優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)方案并應(yīng)用對于該礦山具有重要的意義。

1? 工程概況

1.1 采區(qū)基本情況

鳳凰山銀礦位于廣西隆安縣境內(nèi)，該礦塊上部230中段已有兩條沿脈巷及3條穿脈控制，上部礦體基本探明，為兩條礦體，底部為①號礦體，頂部為②號礦體，中間夾石厚度平均約7.3m;下部180中段也有兩條穿脈控制，但均只見一條礦體，為①號礦體，預(yù)計(jì)②號礦體往下延伸已與①號礦體交匯。該采場東邊12-14采場已經(jīng)采空;上部230-10-12采場也已經(jīng)采空，但留有底柱（漏斗）;西邊和下部都還未開采。該采場東至12號勘探線，西至10號勘探線，走向長度約50m，從180.7m標(biāo)高至231m標(biāo)高高約50m。目前，正在對180中段10-12采場之間的Ⅰ-①、Ⅰ-②礦體進(jìn)行采掘。

1.2 原爆破工藝及主要存在問題

該采場自東部10號勘探線切割槽往12號勘探線后退式所有分層同時(shí)回采落礦，落礦方式為2#巖石乳化炸藥暴力落礦;回采時(shí)，在鑿巖巷道內(nèi)采用75鉆機(jī)向上打扇形中深孔，最小抵抗線1.5m，孔底距1.0-1.4m，每次爆破2-4排炮孔，采用裝藥機(jī)裝藥，用毫秒非電導(dǎo)爆管微差多排擠壓爆破落礦。主要存在的問題如下：

①爆破規(guī)模小，循環(huán)爆破施工進(jìn)度慢，生產(chǎn)效率低。

②爆破時(shí)出現(xiàn)盲炮和拒爆現(xiàn)象較多，爆破危害性較大。

③爆破頻次高，施工安全隱患較大。

④巖石破碎，炮孔布置難度大，礦石易出現(xiàn)塌落。

⑤孔排距過密，爆破較破碎，無法達(dá)到二次擠壓碰撞破碎、爆破后礦石貧化率大。

鑒于上述問題，為保證礦山安全高效穩(wěn)定地進(jìn)行生產(chǎn)，針對采區(qū)的實(shí)際地質(zhì)條件及開采現(xiàn)狀，對爆破開采這一重要環(huán)節(jié)進(jìn)行了深入的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2? 爆破設(shè)計(jì)

2.1 爆破參數(shù)

2.1.1 炮孔直徑

采場崩礦的炮孔直徑的選擇對回采工作有重要影響，合理的炮孔直徑有助于提高爆破效果，考慮到該礦山使用的鑿巖設(shè)備、礦體賦存條件、礦巖性質(zhì)等因素等，炮孔直徑選用75mm。

2.1.2 炮孔深度

布孔原則如下：

①先布置控制爆破范圍的炮孔，后布置其他炮孔，力求布孔均勻。

②孔底至采空區(qū)、巷道、硐室等自由面應(yīng)保留一定距離，以免穿透影響爆破效果。

③在松軟礦石中，應(yīng)按預(yù)定開采邊界布孔;在堅(jiān)硬、難爆礦體中，應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)某?，以減少貧化和損失。

根據(jù)目前鑿巖巷道的位置，再根據(jù)扇形孔排距，確定各排扇形孔在鑿巖巷道或鑿巖天井中的排面位置;然后在扇形孔排面上作礦體剖面圖，根據(jù)礦體斷面形狀布置各個(gè)炮孔[2-6]，炮孔布置示意圖如圖1所示。

本次爆破設(shè)計(jì)在180-10-12采場第二層炮孔深度為4-13m，第三層炮孔深為5-15.2m，第四層炮孔深為5-10.6m。

2.1.3 最小抵抗線

原爆破工藝最小抵抗線W=1.5m，考慮到該采場為脆性巖石，同時(shí)綜合考慮原爆破工藝的爆破效果，為改善崩落礦石的過度粉碎這一實(shí)際情況，降低礦石貧化率，本次爆破最小抵抗線W取1.4m。

2.1.4 孔底距、排距

180-10-12采場采用向上垂直扇形炮孔，用孔底距表示炮孔的密集程度。炮孔的直徑選取是75mm，為使炸藥在礦石中分布的更加均勻，提高炸藥的利用率，在排面上將炮孔布置較原爆破工藝相對稀一些，同時(shí)考慮到降低大塊的產(chǎn)生，將前后排炮孔錯(cuò)開布置。取密集系數(shù)m=1.1，孔底距a=mw=1.1*1.4=1.54m，本次爆破孔底距實(shí)取a=1.5m，排距b=1.4m。

2.1.5 爆破規(guī)模

根據(jù)目前采區(qū)的實(shí)際情況，考慮到礦山的生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃，本次爆破相比以往加大了爆破規(guī)模，擬對180-10-12采場第二層布置10排炮孔，第三層布置12排炮孔，第四層布置11排炮孔。

2.1.6 單位炸藥消耗量

單位炸藥消耗量的選取應(yīng)綜合考慮巖石的可爆性、選用炸藥的品種、自由面條件、爆后礦石塊度要求等因素。180-10-12采場巖層較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，結(jié)合該礦山以往的生產(chǎn)資料，本次爆破單耗實(shí)取q=1.1kg/m3，因采場各層高度不一樣，排間、層間炮孔深度不一樣，實(shí)際單耗有略微差別。

2.1.7 單孔裝藥量

在計(jì)算單孔裝藥量時(shí)，首先對打好的炮孔進(jìn)行驗(yàn)收與準(zhǔn)確量測，一般先求出每排扇形孔的裝藥量，再計(jì)算出每排炮孔總長度與填塞長度，得到延米裝藥量，根據(jù)每個(gè)炮孔不同的長度計(jì)算出單孔裝藥量[7]，單排孔裝藥量為：

式中，Q為每排炮孔的總裝藥量，kg;

q為單位炸藥消耗量，kg/m3;

W為最小抵抗線，m;

S為每排深孔設(shè)計(jì)的崩礦面積。

180-10-12采場第二層延米裝藥量為2.94kg/m，第三層延米裝藥量為3.19kg/m，第四層延米裝藥量為3.06kg/m。

2.2 裝藥結(jié)構(gòu)

本次爆破設(shè)計(jì)采用連續(xù)耦合裝藥，較原爆破工藝，本次爆破孔內(nèi)增加了導(dǎo)爆索，裝藥時(shí)，先將導(dǎo)爆索插入孔底，高段位毫秒導(dǎo)爆管雷管裝在炮孔中下部位或者置于深孔裝藥的中部，深孔裝兩發(fā)高段位雷管，根據(jù)設(shè)計(jì)裝藥量進(jìn)行裝藥，導(dǎo)爆索孔口外留出30-50cm，裝藥結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。孔口堵塞約1-2m。為實(shí)現(xiàn)礦石均勻破碎，在兩個(gè)相鄰炮孔一個(gè)炮孔堵塞2m左右，另一個(gè)炮孔堵塞到1m左右。

2.3 爆破網(wǎng)路

原爆破工藝采用的是導(dǎo)爆管雷管起爆網(wǎng)路，考慮到本次爆破規(guī)模大，孔排數(shù)多，為保證傳爆的穩(wěn)定性及降低盲炮率，本次設(shè)計(jì)采用導(dǎo)爆索-導(dǎo)爆管雷管混合網(wǎng)路。孔內(nèi)采用第1毫秒系列15段毫秒導(dǎo)爆管雷管，為提高爆破擠壓效果，第二層與第三層的第1排與第2排形成一簇、第3排與第4排形成一簇，改單排起爆為雙排起爆;其余各排各形成一簇，單排炮孔孔口的導(dǎo)爆索采用T形結(jié)進(jìn)行連接，單排連接導(dǎo)爆索一端用1發(fā)15段毫秒導(dǎo)爆管雷管引爆，單層排間采用2發(fā)毫秒3段導(dǎo)爆管雷管將各束串聯(lián);考慮到整個(gè)爆破網(wǎng)路規(guī)模較大，為確保網(wǎng)路傳爆安全以及控制爆破振動(dòng)，嚴(yán)格控制單段最大起爆藥量，設(shè)計(jì)在第三層、第四層增加了孔外傳爆延時(shí)接力雷管，單排炮孔間網(wǎng)路連接示意圖如圖3所示，排間、層間爆破網(wǎng)路連接示意圖如圖4所示。

3? 爆破振動(dòng)監(jiān)測

因本次爆破規(guī)模較大，為了驗(yàn)證本次爆破設(shè)計(jì)分段延時(shí)的合理性，同時(shí)將實(shí)測的數(shù)據(jù)反饋到后續(xù)的爆破設(shè)計(jì)中，本次爆破在礦山的重要設(shè)備及主要巷道共布置了兩個(gè)測振點(diǎn)，測振儀器采用的是中科測控TC-4850測振儀，1號測振點(diǎn)布置在發(fā)電機(jī)房旁，2號測振點(diǎn)布置在主平硐中部。

爆后收集儀器振動(dòng)數(shù)據(jù)，1號測振點(diǎn)爆破振動(dòng)峰值速度為0.62cm/s，2號測振點(diǎn)爆破振動(dòng)峰值速度為1.29cm/s。兩個(gè)測振點(diǎn)的爆破振動(dòng)峰值均低于《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014）規(guī)定的爆破振動(dòng)安全允許值，證明了本次爆破產(chǎn)生的振動(dòng)沒有對礦山的重要設(shè)備及主要巷道的安全造成影響。

4? 爆破效果

經(jīng)爆后檢查，本次爆破區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)盲炮，各排炮孔按爆破設(shè)計(jì)依次起爆，主要巷道圍巖穩(wěn)定，支護(hù)完好;在陸續(xù)的出礦中，礦石較之前大塊率顯著降低。

5? 結(jié)語

根據(jù)鳳凰銀礦180中段10-12采場的礦巖特性并結(jié)合開采現(xiàn)狀，經(jīng)過仔細(xì)的實(shí)地勘察與研究，針對性地對該采場扇形深孔爆破參數(shù)進(jìn)行了全面的優(yōu)化，結(jié)合礦山的生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃，在確保安全的前提下，適當(dāng)加大了爆破規(guī)模，合理優(yōu)化設(shè)計(jì)了一系列的爆破參數(shù)與爆破網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場實(shí)踐表明，采用本爆破設(shè)計(jì)應(yīng)用到180中段10-12采場第二、三、四層礦層進(jìn)行回采，爆破質(zhì)量方面，大塊率明顯降低;爆破網(wǎng)路方面安全可靠，未發(fā)現(xiàn)盲炮;礦山生產(chǎn)進(jìn)度方面，因設(shè)計(jì)爆破規(guī)模加大，一次崩礦量較大，保證了礦山未來一定時(shí)間內(nèi)出礦量穩(wěn)定，并且減少了爆破施工循環(huán)作業(yè)時(shí)間，一定程度上節(jié)約了開采成本;爆破安全方面，現(xiàn)場實(shí)測兩組爆破振動(dòng)數(shù)據(jù)，均在安全范圍以內(nèi)。本次具有針對性的爆破設(shè)計(jì)給礦企取得了較好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

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