低大塊率高效鑿巖爆破技術(shù)的應(yīng)用

劉吉興，曲發(fā)科，董 峰

（福建省政和縣源鑫礦業(yè)有限公司，福建 南平 353601）

福建源鑫公司所屬的源鑫礦區(qū)采用上向水平分層充填采礦法，在生產(chǎn)過程中存在爆破作業(yè)大塊率高、對(duì)頂板及兩幫、充填體破壞力大，造成貧損兩率高、安全隱患多及電子雷管推廣過程中遇到盲炮多、斷面成型差的等問題，對(duì)此公司對(duì)采取了一系列技術(shù)革新措施提高鑿巖爆破技術(shù)水平以降低大塊產(chǎn)率、損失貧化率，并做好電子雷管的推廣應(yīng)用工作[1]。

1 布孔方式優(yōu)化

公司自投產(chǎn)以來，采場(chǎng)水平落礦的布孔均按水平要求布孔，實(shí)際鑿巖過程中，為便于鑿巖作業(yè)，炮孔多數(shù)上傾，如圖1：這樣造成的結(jié)果是礦石向補(bǔ)償空間內(nèi)拋擲，利用爆破后礦石間的積壓作應(yīng)來降低大塊產(chǎn)出，從而使炮堆積壓嚴(yán)重。改進(jìn)后炮孔要求下傾，使礦石向補(bǔ)償空間外拋擲，從而得到松散炮堆，如圖2布孔法。

圖1 改進(jìn)前炮孔布置示意圖

圖2 改進(jìn)后炮孔布置示意圖

改進(jìn)后的布孔方式比原先布孔數(shù)目增加，以求得最低大塊率。

2 裝藥量的優(yōu)化選擇

改進(jìn)前的裝藥方式，頂部為光爆孔，其余3 排落礦孔均勻裝藥。

改進(jìn)后布孔較以前數(shù)目增加，理論上應(yīng)降低線裝藥密度，本設(shè)計(jì)平均線裝藥密度與改進(jìn)前相同，但自下而上裝藥密度依次降低，以得到不同的拋擲距離，從而得到松散的炮堆。布孔數(shù)目的增加，單位數(shù)量的礦石裝藥量增加。基本保證大塊零產(chǎn)出，即使有大塊（瞎炮情況下）也保證大塊落在炮堆的上部。

方案確定后，選定426m 分段5 線～7 線采場(chǎng)為實(shí)驗(yàn)采場(chǎng)并跟班指導(dǎo)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定、紀(jì)錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)作業(yè)面斷面積6×3.5m2，孔深3.8m，每炮平均采下礦石6×3.5×3.8×2.75=219.45t。具體見下表。

表1 改進(jìn)后的鑿巖爆破直接作業(yè)成本對(duì)比

表2 改進(jìn)后的爆破安排方法

2.1 對(duì)采場(chǎng)生產(chǎn)能力的影響

由于孔數(shù)增加，鑿巖爆破作業(yè)時(shí)間增加，但減少二次破碎時(shí)間，鑿巖爆破總時(shí)間減少，出礦作業(yè)時(shí)間由150min 降至120min，采場(chǎng)出礦能力提高，按時(shí)間比計(jì)算：

采場(chǎng)出礦能力提高(150-120)÷120×100%=25%。

采場(chǎng)頂板完整、穩(wěn)固性提高，在減少錨桿支護(hù)量的同時(shí)，錨桿支護(hù)作業(yè)可集中進(jìn)行，從而減少錨桿臺(tái)車作業(yè)班次，相對(duì)增加了鑿巖作業(yè)時(shí)間。

2.2 對(duì)經(jīng)營(yíng)指標(biāo)的影響

采場(chǎng)布孔及裝藥參數(shù)調(diào)整后，噸礦減少鑿巖爆破成本0.66元/t，且由于大塊率的降低，鏟運(yùn)機(jī)出礦作業(yè)效率明顯提高，平均節(jié)約出礦時(shí)間30min 左右，合計(jì)噸礦出礦成本降低0.56 元/t，改進(jìn)后基本無大塊，減少了二次爆破，合計(jì)降低二次爆破成本1.00 元/t。采場(chǎng)采、出礦綜合成本降低2.22 元/t，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2.3 對(duì)技術(shù)指標(biāo)的影響

改進(jìn)前，鏟運(yùn)機(jī)對(duì)充填膠結(jié)層破壞嚴(yán)重，水平落礦采場(chǎng)主車道坑深0.5m，平均吃掉0.25m 充填膠結(jié)層。改進(jìn)后，鏟運(yùn)機(jī)對(duì)膠結(jié)層破壞降低，水平落礦采場(chǎng)平均吃掉0.10m 膠結(jié)層，按2.5m 采高計(jì)算：

改進(jìn)前水平落礦貧化：0.25×2.0×1.0/2.5×2.8×1.0＝7.1%。

改進(jìn)后水平落礦貧化：0.10×2.0×1.0/2.5×2.8×1.0＝2.9%。

降低貧化率：7.1%-2.9%＝4.2%。

改進(jìn)前，鏟運(yùn)機(jī)出礦主車道陷落后無法作業(yè)，一般用落下的礦石鋪墊，每次鋪墊量1t-2t 左右，改進(jìn)后，損失率降低1.2%左右。

3 電子雷管與非電雷管聯(lián)合使用

隨著電子雷管的推廣應(yīng)用，礦山爆破供應(yīng)的比例也越來越大；但前期因?yàn)槌醮问褂秒娮永坠?，?duì)其性能不太熟悉，爆破過程中經(jīng)常出現(xiàn)盲炮，斷面成型差，需要兩次補(bǔ)炮，造成安全隱患，加大成本，增加工人的勞動(dòng)量。

公司技術(shù)員以及施工單位爆破員根據(jù)常用掘進(jìn)巷道規(guī)格3.0m*2.6m*2.5m 一次成巷作業(yè)要求，重新進(jìn)行炮眼布置，調(diào)整裝藥量，再調(diào)試電子雷管的延遲時(shí)間并與非電雷管聯(lián)合使用，經(jīng)過幾次調(diào)試操作，斷面成型好。

炮孔布置及起爆網(wǎng)絡(luò)如圖所示；1 段～5 段為非電雷管，由瞬發(fā)電子雷管引爆，6 段～10 段為電子雷管，延遲時(shí)間分別為：6 段2250ms，7 段2750ms，8 段3300ms，9 段4050ms，10 段5050ms，合計(jì)使用非電雷管11 發(fā)，電子雷管20 發(fā)。其中1 段裝藥量為14 節(jié)2#巖石乳化炸藥（一節(jié)長(zhǎng)0.2m，重0.2kg），2 段2*2節(jié)，3 段2*13 節(jié)，4 段2*13，5 段4*11 節(jié)，6 段2*10 節(jié)，7 段4*9 節(jié)，8 段4*7 節(jié)，9 段4*10 節(jié)，10 段5*3 節(jié)，合計(jì)使用炸藥50.6kg。

電子雷管與導(dǎo)爆管雷管聯(lián)合使用后，斷面成型好，減少二次爆破，進(jìn)尺能達(dá)到2.5m ～2.7m，單個(gè)工作面每月可減少0.786 萬元補(bǔ)炮費(fèi)用，且滿足了有關(guān)部門要求電子雷管的使用比例，此方法使用比例可達(dá)到64.5%。

圖3 炮孔布置圖

圖4 起爆網(wǎng)絡(luò)圖

4 結(jié)語

通過對(duì)爆破技術(shù)的改進(jìn)及深入研究，全面提高爆破質(zhì)量，將對(duì)礦山生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)及技術(shù)指標(biāo)起到積極的作用，從而實(shí)現(xiàn)跨臺(tái)階提升，尤其是在礦山生產(chǎn)能力全面提升面臨較大的困難的情況下，從提高爆破技術(shù)入手，可起到事半功倍的效果，在金屬非金屬礦山有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。