淺析巫山桃花鐵礦分層爆破

趙本均 陳波

摘? 要：目前國內(nèi)外鐵礦石開采理念是地上地下，高技術(shù)、高機(jī)械化、高產(chǎn)能、高性能和高可靠性，則更多的是關(guān)注開采成本。而鐵礦的井下開采技術(shù)主要采用的有井下充填技術(shù)、深孔爆破技術(shù)、光面爆破技術(shù)。由于桃花鐵礦礦層頂部偽頂平均厚度500mm，護(hù)頂?shù)V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(guī)爆破則會(huì)導(dǎo)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(chǎng)環(huán)境，為了解決這一問題，則對(duì)巫山桃花鐵礦采用分層爆破。

關(guān)鍵詞：巫山? 桃花鐵礦? 分層爆破? 品位

中圖分類號(hào)：P618.31? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：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(shù)是減少采空區(qū)塌陷和尾礦庫所帶來的安全環(huán)保等方面的風(fēng)險(xiǎn)，但其成本高，工藝相對(duì)復(fù)雜。深孔爆破技術(shù)主要是采用多段微差爆破方式進(jìn)行開采，減少了事故的發(fā)生和飛石，提高了開采效益。光面爆破技術(shù)主要是通過炮眼的布置，一次性形成巷道輪廓相對(duì)清晰，對(duì)提高巷道成型質(zhì)量有較高的提升[2-3]。

1? 巫山桃花鐵礦采礦

根據(jù)巫山桃花鐵礦開采范圍內(nèi)的礦體埋藏條件，礦體傾角多在30°以內(nèi)，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(jìn)行回采;礦體傾角20°以下的礦體，則采用鏟運(yùn)機(jī)房柱采礦法進(jìn)行回采[4]。

2? 巫山桃花鐵礦地質(zhì)情況及分層爆破原因

2.1 巫山桃花鐵礦地質(zhì)情況

巫山桃花鐵礦礦體主要受沉積環(huán)境和賀家坪背斜控制，為一長(zhǎng)軸呈北東向的帶狀體。緩傾斜礦體的形態(tài)與賀家坪背斜基本一致，由于處于沉積邊緣，為不規(guī)則的波狀邊緣形態(tài)。礦體產(chǎn)狀總體受賀家坪背斜的形態(tài)控制，與地層產(chǎn)狀基本一致。桃花赤鐵礦產(chǎn)于泥盆上統(tǒng)黃家磴組頂部，其主要特征：礦層呈層狀產(chǎn)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(jù)對(duì)巫山桃花鐵礦采礦設(shè)計(jì)，所采用的爆破為一次爆破成巷，炮眼布置30個(gè)，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(nèi)，造成礦石的廢石混入率接近27%，采出TFe品位平均45%左右，嚴(yán)重惡化了產(chǎn)品的市場(chǎng)環(huán)境。為了提高礦石的采出品位，則對(duì)礦體爆破采用分層爆破。

3? 實(shí)驗(yàn)方案的確定

由巫山桃花鐵礦地質(zhì)情況，加之施工現(xiàn)場(chǎng)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(shí)現(xiàn)巫山桃花鐵礦分層爆破。

4? 實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(gè)實(shí)眼，周邊均勻打6個(gè)氣眼呈圓形布置，每個(gè)氣眼離中間實(shí)眼距離為80mm，根據(jù)試驗(yàn)效果其掏槽效果不好，同時(shí)人工、時(shí)耗和炸藥用量相對(duì)較大，則不再作為試驗(yàn)研究方向。

4.1.2 斜眼掏槽

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示，斜眼掏槽效果較好，其炮眼布置如圖1所示。

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

則爆破效果圖如圖2所示。

根據(jù)圖2所示，斜眼掏槽的爆破效果為橢圓形錐體形狀，長(zhǎng)邊為2000mm，短邊為800mm，起爆效果相對(duì)于直眼掏槽較為良好，同時(shí)人工時(shí)耗減少很多，則定所有試驗(yàn)為斜眼掏槽。

4.2 輔助眼、周邊眼試驗(yàn)

根據(jù)掏槽試驗(yàn)，則進(jìn)行了炮孔布置試驗(yàn)，最終所得的炮孔布置圖如圖3所示。

根據(jù)圖3所示，頂眼炮孔布置離護(hù)頂?shù)V不低于700mm，護(hù)頂?shù)V在較為破碎的情況下，頂眼離護(hù)頂?shù)V距離不低于800mm，才能保證頁巖的穩(wěn)定性，護(hù)頂?shù)V脫落相對(duì)較少。

4.3 炸藥用量試驗(yàn)

根據(jù)炮孔布置圖，進(jìn)行炸藥用量試驗(yàn)，則每個(gè)炮孔的炸藥用量如圖4所示。

根據(jù)圖4所示，1號(hào)、2號(hào)孔均裝炸藥6支，3號(hào)、6號(hào)均裝藥4支，4號(hào)孔裝藥2支，5號(hào)孔裝藥2.5支，合計(jì)裝藥量為85支，共計(jì)25.5kg。

7號(hào)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(jì)2.4kg，則兩次爆破的合計(jì)裝藥量為27.9kg。

4.4 主爆層爆破效果圖

根據(jù)前面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行主爆層爆破試驗(yàn)，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(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行主爆層爆破試驗(yàn)，主要驗(yàn)證上述試驗(yàn)的可行性和全斷面爆破的穩(wěn)定性，

根據(jù)圖5所示，主爆層爆破進(jìn)尺為2000mm，寬度為4100mm，偽頂保留較為完整，護(hù)頂?shù)V脫落面積較小，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定護(hù)頂?shù)V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(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性

針對(duì)本研究，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，基本可以保證頁巖不再脫落，護(hù)頂?shù)V脫落面積平均不超過總面積的30%，其穩(wěn)定性達(dá)70%以上?；颈ＷC礦石的采出品位穩(wěn)定性，減少頁巖的混入，降低了礦石的廢石混入率。

5? 結(jié)論

（1）通過實(shí)驗(yàn)，分層爆破可以使頁巖不再脫落，護(hù)頂?shù)V脫落面積小于30%，其穩(wěn)定性可達(dá)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的綜合利用。

（3）雖然分層爆破增加了機(jī)修臺(tái)班工作量，但炮眼數(shù)量減少了20%，炸藥用量約減少了10%，加之產(chǎn)品質(zhì)量滿足市場(chǎng)的需求，利潤(rùn)得到了很大的提高。

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