基于品位控制模型的露天鈾礦爆破流程優(yōu)化

蔡興琪 董文明 譚期仁 喻 智 畢 林

(1.中廣核鈾業(yè)發(fā)展有限公司,北京 100029;2.長(zhǎng)沙迪邁數(shù)碼科技股份有限公司,湖南 長(zhǎng)沙 410083;3.中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410083)

爆破作業(yè)是露天礦山開采的重要環(huán)節(jié)，能直接影響采礦作業(yè)效率和質(zhì)量。高質(zhì)量的爆破設(shè)計(jì)可以有效指導(dǎo)采礦作業(yè)，控制大塊率，減少?gòu)U石混入和礦石損失，從而減少礦石的貧化和損失，提高采礦生產(chǎn)質(zhì)量。爆破設(shè)計(jì)考慮的主要因素有地質(zhì)模型、爆區(qū)形狀、規(guī)模、地形特點(diǎn)、礦巖分布種類、臺(tái)階高度、地下水分布狀況等[1]。目前，大多數(shù)露天礦山都依據(jù)勘探時(shí)期建立的地質(zhì)資源模型指導(dǎo)礦山各類計(jì)劃和設(shè)計(jì)，如計(jì)算礦山開采境界內(nèi)的可采儲(chǔ)量，確定各期次內(nèi)工程位置的礦量，在確定的開采境界內(nèi)劃分若干分區(qū)，進(jìn)行分期分區(qū)開采的工藝設(shè)計(jì)[2-3]。但是，地質(zhì)資源模型精度較低，會(huì)給實(shí)際生產(chǎn)帶來一定的資源風(fēng)險(xiǎn)[4]，在使用其指導(dǎo)生產(chǎn)的過程中，發(fā)現(xiàn)礦山的實(shí)際產(chǎn)量低于早年設(shè)計(jì)產(chǎn)能的70%[5]。紫金山露天金礦原采剝方法是由礦體下盤往上盤推進(jìn)的縱向采剝及由礦體北西端往南東端推進(jìn)的橫向采剝。實(shí)際開采顯示，按照該設(shè)計(jì)進(jìn)行作業(yè)明顯存在采礦損失、貧化率大等問題。為解決該問題，通過對(duì)炮孔巖粉進(jìn)行取樣分析，按工業(yè)指標(biāo)進(jìn)行二次圈定礦體，并在爆破后的巖礦爆堆中，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定二次圈定的礦巖界線并繪制了爆堆礦石分布草圖以指導(dǎo)出礦[6]。江西德興銅礦相關(guān)開采實(shí)踐表明，即使勘探程度較高的A2級(jí)和B級(jí)儲(chǔ)量仍難于指導(dǎo)生產(chǎn)，甚至后期將勘探網(wǎng)度加密為50 m×50 m，也難于控制礦體邊界。經(jīng)過探索，該礦利用生產(chǎn)炮孔巖粉取樣資料進(jìn)行了礦體邊界二次圈定，用以控制采礦鏟裝過程中的貧化和損失[7]。江西城門山銅礦也通過對(duì)爆破孔進(jìn)行巖粉取樣化驗(yàn)，根據(jù)炮孔的品位信息并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)方式和推進(jìn)方向，對(duì)爆堆品位進(jìn)行分級(jí)、分塊，從而優(yōu)化了配礦方案，提升了經(jīng)濟(jì)效益[8]。早在20世紀(jì)80年代，美國(guó)梅斯基特金礦為提高儲(chǔ)量評(píng)價(jià)和礦山計(jì)劃能力，通過自研程序，對(duì)炮孔數(shù)據(jù)進(jìn)行克里格估值，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)采選單元的平均品位進(jìn)行評(píng)估，以確定最佳的礦石、廢石邊界輪廓[9]。受限于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展水平，其自研程序相對(duì)落后。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)蒙古烏山銅鉬礦基于日常生產(chǎn)的實(shí)際情況，建立了地質(zhì)資源模型、品位控制模型和礦塊品位模型，為采剝計(jì)劃、采礦設(shè)計(jì)和配礦等業(yè)務(wù)提供了準(zhǔn)確的地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并取得很好的實(shí)踐效果[10]。以此為基礎(chǔ)，該礦還建立了自動(dòng)化配礦平臺(tái)以代替人工配礦，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、精細(xì)化配礦管理[11]。

隨著爆破技術(shù)的不斷成熟并廣泛應(yīng)用于露天礦山中，分離爆破技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了礦巖邊界顯著深凹溝槽分離、爆破礦石中部堆聚的良好效果，進(jìn)而使得礦石貧化率顯著降低[12]。因此，進(jìn)行露天開采設(shè)計(jì)以及各期次各分區(qū)的爆破設(shè)計(jì)時(shí)，所采用的模型精度尤為重要?，F(xiàn)階段，地質(zhì)資源模型的精度往往達(dá)不到實(shí)際生產(chǎn)控制的要求。為了更好地控制礦、廢石邊界，湖山鈾礦利用鈾的放射性特性，應(yīng)用放射性測(cè)井得到炮孔的鈾礦品位，并采用高密度的品位數(shù)據(jù)，創(chuàng)建了單個(gè)爆區(qū)的品位控制模型。本研究依據(jù)高精度的品位控制模型開展礦巖分離爆破試驗(yàn)及流程優(yōu)化研究，通過改變爆破裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)以及連線方式等手段[13-14]，在爆區(qū)內(nèi)礦巖分界線處形成明顯的爆破溝，使廢石和礦石沿爆破溝兩翼分別移動(dòng)形成相互獨(dú)立的爆堆[15-16]，以期降低采礦貧化和損失。

1 湖山鈾礦爆破設(shè)計(jì)概況

1.1 地質(zhì)概況

湖山鈾礦位于非洲納米比亞西部的納米布沙漠地區(qū)，礦床產(chǎn)于非洲西南地盾內(nèi)的達(dá)馬拉造山帶中，地表被第四系松散沉積物覆蓋，第四系下覆地層主要有羅辛組(Rossing)、邱斯組(Chuos)和卡里比布組(Karibib)，巖性以片巖、大理巖、石英巖和混雜沉積物為主，局部分布哈恩組(Khan)、奎斯布組(Kuiseb)，巖性多為片麻巖和片巖。該礦主要礦化類型為白崗巖型鈾礦化，主要發(fā)育于羅辛組的白崗巖中，白崗巖呈白色—淡粉紅色，中粗粒結(jié)構(gòu)，可見硅化和赤鐵礦化。圍巖主要為鈣質(zhì)硅酸鹽巖和以變質(zhì)砂巖、大理巖和片巖為主的淺變質(zhì)巖。

受新元古代晚期達(dá)馬拉造山事件及中新生代構(gòu)造—巖漿事件的影響[17-18]，礦區(qū)呈現(xiàn)強(qiáng)烈的褶皺與斷裂活動(dòng)，導(dǎo)致地質(zhì)構(gòu)造非常復(fù)雜，礦區(qū)巖漿活動(dòng)、成礦作用和鈾礦帶分布均受構(gòu)造控制。多期次的構(gòu)造活動(dòng)使得礦體多為中—薄狀，分支復(fù)合復(fù)雜，礦石相對(duì)比較分散[19-20]。

1.2 爆破設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

目前湖山鈾礦探明儲(chǔ)量15.6萬(wàn)t U3O8，采用露天開采方式，設(shè)計(jì)年剝離量1.2 億t，其中礦石量1 500 萬(wàn)t，年產(chǎn)量6 500 t U3O8。與爆破相關(guān)的作業(yè)流程為:利用地質(zhì)資源模型設(shè)計(jì)采礦區(qū)塊和炮孔，完成鉆孔作業(yè)后，采用放射性測(cè)井裝置對(duì)每個(gè)炮孔進(jìn)行測(cè)井以獲取品位信息并建立品位控制模型，隨后人工劃定礦塊模型。在測(cè)井工作完成后到品位控制模型完成前，爆破工程師進(jìn)行裝藥、填塞、連線和起爆工作，最終依據(jù)礦塊模型進(jìn)行鏟裝和礦石運(yùn)輸作業(yè)。詳細(xì)流程如圖1所示。

圖1 湖山鈾礦采礦爆破作業(yè)流程Fig.1 Blasting operation process of the mining of Husab Uranium Mine

1.3 存在的問題

(1)地質(zhì)資源模型的精度難以支撐爆破設(shè)計(jì)?，F(xiàn)階段爆破設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是該爆區(qū)的地質(zhì)資源模型，受限于地質(zhì)資源模型的精度相對(duì)較低，其難以準(zhǔn)確反映復(fù)雜礦體的實(shí)際邊界，從而導(dǎo)致礦床實(shí)際的礦、廢石邊界往往與地質(zhì)資源模型所顯示的邊界存在較大差異，利用地質(zhì)資源模型進(jìn)行開采設(shè)計(jì)，難以從整體上獲得合適的爆破設(shè)計(jì)方案。

(2)爆破設(shè)計(jì)的工程目的性不強(qiáng)。現(xiàn)階段湖山鈾礦的爆破作業(yè)中，爆破工程師制定的裝藥、連線設(shè)計(jì)只局限于破碎巖石，并沒有考慮其他工程目的(如礦、廢石分離爆破)，且爆破時(shí)常達(dá)不到預(yù)期效果，導(dǎo)致采礦生產(chǎn)上的高貧化率和損失率。實(shí)際開采時(shí)也只是簡(jiǎn)單按照礦塊模型的設(shè)計(jì)內(nèi)容，利用彩色膠帶物理區(qū)分各礦塊區(qū)域，導(dǎo)致在實(shí)際開采時(shí)難以準(zhǔn)確控制開采邊界，進(jìn)一步加大了貧化率和損失率。

(3)采礦爆破流程不合理。目前爆區(qū)的裝藥、連線設(shè)計(jì)以及爆破施工作業(yè)時(shí)間在測(cè)井之后并經(jīng)常在品位控制模型構(gòu)建完成之前，設(shè)計(jì)依據(jù)是該爆區(qū)的地質(zhì)資源模型。品位控制模型是根據(jù)一個(gè)爆區(qū)內(nèi)炮孔的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)而建立的最接近于實(shí)際品位分布的模型，能夠較準(zhǔn)確地反映礦、廢石分界線。若利用該模型進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，并結(jié)合流程上的優(yōu)化，考慮在品位控制模型完成后開展炮孔裝藥、連線設(shè)計(jì)工作，不僅可以解決模型精度不足而造成的礦、廢石邊界差異問題，再結(jié)合合理的爆破設(shè)計(jì)優(yōu)化，還可有效指導(dǎo)礦山開采作業(yè)，降低貧化和損失。

2 品位控制模型

開采品位控制問題是采礦生產(chǎn)中采礦質(zhì)量和成本控制的關(guān)鍵一環(huán)。地質(zhì)資源模型作為比例尺相對(duì)較小的模型，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中小范圍的單個(gè)爆區(qū)的品位指示相對(duì)粗放，難以滿足精確配礦的需求。尤其是在地質(zhì)構(gòu)造和礦體產(chǎn)狀相對(duì)復(fù)雜的礦床中，以此作為實(shí)際生產(chǎn)品位管控的依據(jù)效果更差。因此，需要建立針對(duì)單個(gè)爆區(qū)的品位控制模型。

2.1 品位控制模型建模流程

將開采臺(tái)階劃分成若干獨(dú)立的爆區(qū)，在單個(gè)爆區(qū)完成穿孔作業(yè)，并對(duì)每個(gè)炮孔進(jìn)行測(cè)井以獲取品位信息，據(jù)此對(duì)每個(gè)爆區(qū)進(jìn)行品位控制模型創(chuàng)建。本研究基于Datamine三維建模軟件構(gòu)建湖山鈾礦的品位控制模型，步驟詳細(xì)敘述如下。

(1)利用放射性測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)創(chuàng)建炮孔數(shù)據(jù)庫(kù)。首先將測(cè)井結(jié)果轉(zhuǎn)化成鈾當(dāng)量品位值，作為鈾元素品位估值的輸入數(shù)據(jù)。在進(jìn)行炮孔數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建時(shí)，依據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的格式要求，至少創(chuàng)建孔口數(shù)據(jù)表、測(cè)斜數(shù)據(jù)表和品位數(shù)據(jù)表;然后將以上3張表格在軟件中進(jìn)行合并，最終生成該爆區(qū)的炮孔數(shù)據(jù)庫(kù)。

(2)特高品位處理。某些鉆孔某一段測(cè)井品位高出一般品位很多倍時(shí)被稱為特高品位，是由于礦化的局部富集所致。特高品位的存在會(huì)使平均品位估值劇烈增高，對(duì)品位控制模型影響較大，故需按照《鈾礦地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T 0199—2015)或相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)特高品位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

(3)樣品等長(zhǎng)度組合。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的估值方法需要每個(gè)樣品代表的權(quán)重相等，所以樣品的長(zhǎng)度應(yīng)該保持一致。湖山鈾礦采用放射性測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，鉆孔當(dāng)量品位值可達(dá)到0.25 m/個(gè)，進(jìn)行品位估值前，一般將樣品等長(zhǎng)度組合為1 m/個(gè)。

(4)創(chuàng)建空值模型。品位控制模型的估值范圍是整個(gè)爆區(qū)，故將整個(gè)爆區(qū)范圍作為塊模型范圍，并按照一定的單元塊尺寸，將爆區(qū)劃分為一定尺寸的單元塊組成的空值模型。湖山鈾礦采用的單元塊尺寸一般為3.125 m×3.125 m×1.500 m(長(zhǎng)×寬×高)。

(5)品位估值。品位估值是利用插值法將炮孔數(shù)據(jù)庫(kù)中的品位值填充至空值模型中的過程。最常用的方法為普通克里格法和最近距離冪次反比法[21]。湖山鈾礦開采臺(tái)階高度為7.5 m，在估值結(jié)束后，需將模型在Z軸方向組合成7.5 m高度的品位控制模型。

(6)估算結(jié)果可靠性驗(yàn)證。為驗(yàn)證模型估值結(jié)果的可靠性，可以采用剖面視覺檢查、全局檢驗(yàn)、原始品位和估值品位數(shù)據(jù)對(duì)比、不同方法的估值結(jié)果對(duì)比等多種方式進(jìn)行。

2.2 品位控制模型構(gòu)建

以1B13D022爆區(qū)為例，按照上述建模流程創(chuàng)建該爆區(qū)的品位控制模型，結(jié)果如圖2(a)所示，同時(shí)將該爆區(qū)對(duì)應(yīng)的地質(zhì)資源模型提取出來，如圖2(b)所示，兩者的礦石量、品位和金屬量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 1B13D022爆區(qū)模型數(shù)據(jù)Table 1 Data of the models of 1B13D022 blasting area

2.3 模型對(duì)比分析

地質(zhì)資源模型的勘探鉆孔網(wǎng)度為(25 ～ 50) m×50 m，從空間展布上能反映整個(gè)礦體的基本形態(tài)、礦石分布特征等信息。但是受限于品位數(shù)據(jù)密度，對(duì)于礦體的局部特征，尤其是細(xì)化到單個(gè)爆區(qū)，地質(zhì)資源模型的精度就存在一定的問題。品位控制模型是基于(6 ～8) m×(6～8) m炮孔網(wǎng)度的品位數(shù)據(jù)創(chuàng)建，數(shù)據(jù)精度高，使品位控制模型能夠在單個(gè)爆區(qū)的范圍內(nèi)更為準(zhǔn)確地反映礦、廢石的分布，所刻畫的礦體展布特征也比地質(zhì)資源模型顯示的更接近礦體的實(shí)際形態(tài)。

以1B13D022爆區(qū)為例，地質(zhì)資源模型顯示該區(qū)以低品位礦石為主，集中分布在爆區(qū)北部和西南角。據(jù)此進(jìn)行采礦設(shè)計(jì)，采礦區(qū)塊劃分和礦量統(tǒng)計(jì)結(jié)果分別見圖3和表2。

圖3 1B13D022爆區(qū)基于地質(zhì)資源模型劃分的礦塊模型Fig.3 Ore block division based on geological resource model of 1B13D022 blasting area

表2 1B13D022爆區(qū)基于地質(zhì)資源模型的采礦設(shè)計(jì)礦量Table 2 Mining designing ores quantity based on the geological resource model of 1B13D022 blasting area

但是品位控制模型卻顯示，北部的礦體并未如地質(zhì)資源模型所顯示的那么連續(xù)，其中還是有一定量的廢石摻雜其中。而西部和西南部有中品位礦石分布，這也與地質(zhì)資源模型預(yù)測(cè)結(jié)果有一定的偏差。在實(shí)際開采作業(yè)中，需要將礦石和廢石分別開采，否則會(huì)造成較高的采礦損失和貧化。依據(jù)品位控制模型設(shè)計(jì)的礦塊模型和礦量分別如圖4和表3所示，若以此進(jìn)行采礦生產(chǎn)，則可有效降低生產(chǎn)中的損失和貧化。

表3 1B13D022爆區(qū)基于品位控制模型的采礦設(shè)計(jì)礦量Table 3 Mining designing ores quantity based on geological resource model of 1B13D022 blasting area

圖4 1B13D022爆區(qū)基于品位控制模型劃分的礦塊模型Fig.4 Ore block division based on grade control model of 1B13D022 blasting area

3 基于品位控制模型的礦巖分離爆破試驗(yàn)

湖山鈾礦礦體分布較為分散，爆區(qū)的礦、廢石混雜情況較為普遍，難以從低精度的地質(zhì)資源模型中獲得準(zhǔn)確的礦、廢石分界線。同時(shí)，湖山鈾礦采礦臺(tái)階高7.5 m，炮孔孔徑主要為251 mm和165 mm兩種類型，設(shè)計(jì)爆區(qū)的基本原則為一次爆破量需滿足一周鏟裝作業(yè)量，即單個(gè)礦石爆區(qū)的破巖量需滿足40 萬(wàn)t的要求。在此情況下，爆破工程師在制定裝藥連線設(shè)計(jì)時(shí)也只能局限于破碎巖石的工程目的，無法針對(duì)性開展以降低開采貧化率和損失率為目的的相關(guān)工作，只能忽視爆破過程中巖石移動(dòng)對(duì)礦石貧化、損失的影響。品位控制模型相較于地質(zhì)資源模型可以提供更為清晰、準(zhǔn)確的爆區(qū)內(nèi)礦、廢石分界線，采礦工程師具備了通過合理設(shè)計(jì)炮孔連線方式、爆區(qū)起爆網(wǎng)路來控制爆破過程中巖石移動(dòng)方向的可能性[22]，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)礦廢分界線兩側(cè)巖塊的差異化拋擲和堆積，避免礦石巖塊與廢石巖塊的過度混雜。同時(shí)，礦廢分界線兩側(cè)巖塊的差異化拋擲可以在爆區(qū)原礦廢分界線處形成明顯的爆堆形態(tài)差異，為采礦技術(shù)人員識(shí)別礦石和廢石提供了明顯的視覺基礎(chǔ)信息，實(shí)現(xiàn)有效控制礦石貧化損失的工程目的[23]。

3.1 礦巖分離爆破設(shè)計(jì)

基于本研究構(gòu)建的湖山鈾礦1B13D022爆區(qū)品位控制模型，在綜合考慮礦石品位和礦山經(jīng)濟(jì)效益的前提下，在爆區(qū)內(nèi)劃定了一條直線型的礦廢分界線(圖5)。礦廢分界線西側(cè)為劃定的礦石區(qū)域，東側(cè)為廢石區(qū)域?？紤]到爆破過程中的巖石移動(dòng)方向與爆破網(wǎng)路等時(shí)線近乎垂直的特性[24-26]，設(shè)計(jì)了1B13D022爆區(qū)起爆網(wǎng)路，如圖6所示。爆區(qū)起爆網(wǎng)路與起爆點(diǎn)間通過導(dǎo)爆索連接，爆區(qū)內(nèi)孔間導(dǎo)爆管雷管延期時(shí)間為42 ms，排間導(dǎo)爆管雷管延期時(shí)間為65 ms。在此設(shè)計(jì)下，爆區(qū)兩側(cè)炮孔先行起爆，其后朝礦巖分界線傳爆，礦巖分界線所在位置的炮孔最后起爆。由此，礦巖分界線兩側(cè)巖塊將朝著不同的方向拋擲，實(shí)現(xiàn)礦石巖塊和廢石巖塊的差異化堆積，減少相互混雜。除了起爆網(wǎng)路外，本次露天臺(tái)階爆破參數(shù)與湖山鈾礦常規(guī)爆破參數(shù)保持一致，即:炮孔直徑251 mm、排距6 m、孔距6.5 m、臺(tái)階高度7.5 m、超深1.5 m、堵塞長(zhǎng)度4 m。

圖5 設(shè)計(jì)礦廢分離界線位置Fig.5 Location the boundary between ores and waste rocks

圖6 礦巖分離爆破設(shè)計(jì)Fig.6 Design of the separation blasting of ores and waste rocks

3.2 礦巖分離爆破試驗(yàn)結(jié)果

爆破作業(yè)完成后，通過無人機(jī)高空拍攝了爆堆的整體形態(tài)，如圖7(a)所示。在爆堆中設(shè)計(jì)的礦巖分界線附近可見一條明顯的深溝，其寬度和深度在爆區(qū)縱向上基本維持一致。為檢測(cè)爆堆中出現(xiàn)的深溝與設(shè)計(jì)的礦巖分界線的吻合性，對(duì)爆堆進(jìn)行了三維激光掃描，并與1B13D022爆區(qū)內(nèi)炮孔的三維地理坐標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比分析。如圖7(b)所示，以黃色圓圈表示的設(shè)計(jì)礦巖分界上的炮孔與爆區(qū)三維激光掃描結(jié)果中的深溝位置吻合良好，表明礦巖分界線兩側(cè)的巖塊有效實(shí)現(xiàn)了差異化拋擲和堆積。

圖7 爆區(qū)實(shí)況及三維掃描結(jié)果Fig.7 Aerial view and 3D laser scanning results of the blasting muck pile

此外，本研究采用手持式能譜測(cè)量?jī)x(RF232)對(duì)爆破前后進(jìn)行放射性測(cè)量。結(jié)果顯示:1B13D022爆區(qū)礦石在爆破前后均集中分布于設(shè)計(jì)的礦巖分界線西側(cè)，表明采用基于品位控制模型的礦巖分離爆破設(shè)計(jì)開展露天深孔臺(tái)階爆破不會(huì)對(duì)爆區(qū)內(nèi)礦石分布產(chǎn)生大幅度的影響，可有效地減少礦石巖塊與廢石巖塊的混雜，進(jìn)而達(dá)到降低礦石損失貧化的工程目的。

爆破作業(yè)完成后，采礦工程師制定了鏟裝計(jì)劃，依據(jù)實(shí)際采礦數(shù)據(jù)計(jì)算了1B13D022爆區(qū)的采礦貧化率。計(jì)算結(jié)果表明:該爆區(qū)實(shí)際采礦貧化率為7%，明顯低于礦山歷史平均采礦貧化率15%。可見，采用由品位控制模型提供基礎(chǔ)信息的礦巖分離爆破技術(shù)能有效降低礦石貧化，對(duì)于提高資源回收利用率、保證礦山經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

4 基于品位控制模型的爆破流程優(yōu)化

通過對(duì)爆區(qū)進(jìn)行品位控制模型創(chuàng)建并以此作為爆破設(shè)計(jì)依據(jù)，可有效改善采礦貧化和損失，據(jù)此可對(duì)湖山鈾礦原爆破流程進(jìn)行優(yōu)化。爆破相關(guān)設(shè)計(jì)可在獲得該爆區(qū)的品位控制模型之后進(jìn)行，若礦石、廢石區(qū)域有較為明顯的邊界，可考慮將礦、廢石進(jìn)行分爆、分采。分離爆破后，在有明確物理界線的礦、廢石分區(qū)的基礎(chǔ)上，采礦技術(shù)人員可以快速對(duì)礦石進(jìn)行識(shí)別，在提高鏟裝效率的同時(shí)，也能有效控制采礦貧化率和損失率。因此，為更好地控制采礦貧化和損失，提高采礦質(zhì)量，基于品位控制模型，進(jìn)行了相關(guān)爆破優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化后的爆破流程如圖8所示。

圖8 湖山鈾礦優(yōu)化后的爆破流程Fig.8 Optimized blasting process in Husab Uranium Mine

5 結(jié) 論

通過對(duì)湖山鈾礦品位控制模型進(jìn)行分析，并基于該模型進(jìn)行了爆破設(shè)計(jì)及流程優(yōu)化研究。得到如下結(jié)論:

(1)品位控制模型較地質(zhì)資源模型更能反映礦、廢石的真實(shí)分布情況，可以為爆破設(shè)計(jì)提供更加翔實(shí)的礦、廢石分布信息，該模型提供的基礎(chǔ)信息可為爆破設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。

(2)基于品位控制模型進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)V石、廢石區(qū)域有較為明顯的邊界，可通過調(diào)整炮孔裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)、改變連線方式的手段，實(shí)現(xiàn)礦廢分離爆破，且不引起礦、廢石的混雜，有利于降低采礦貧化率和損失率。

(3)優(yōu)化后的爆破流程有助于提升湖山鈾礦采礦質(zhì)量和效率，對(duì)于類似礦山爆破作業(yè)也有一定的借鑒價(jià)值。