七角井鐵礦爆破參數(shù)優(yōu)化研究階段性總結

張海發(fā)，高文樂，王映祥，劉工庭

（肅北縣博倫礦業(yè)開發(fā)有限責任公司，甘肅 酒泉 736101）

2019 年10 月份，肅北博倫礦業(yè)公司啟動爆破參數(shù)優(yōu)化研究工作，在股份公司總工程師高鵬舉和博倫公司總經理趙永平指導下，由博倫公司與金誠信公司肅北博倫項目部宋肖杰等專業(yè)技術人員共同開展爆破參數(shù)優(yōu)化研究工作，本次優(yōu)化研究工作在不增加成本的條件下，解決了礦石塊度大和大塊率高的問題，礦山出礦效率和破碎成本等都有明顯下降，基本實現(xiàn)了爆破參數(shù)優(yōu)化的預期效果，現(xiàn)總結如下[1]。

1 概述

七角井鐵礦采用分段空場采礦法，中深孔爆破落礦方式，火工品使用散裝巖石膨化硝銨炸藥作為主爆藥，使用2 號巖石乳化炸藥+導爆管雷管作為起爆藥包，使用BQF 型裝藥器人工裝填炸藥，爆破時采用復式微差起爆方式，各炮孔采用非電導爆管孔內起爆，排內齊發(fā)，排間微差（排間毫秒導爆管微差）。

表1 炸藥性能參數(shù)

起爆網絡設計。

（1）同排孔口的導爆管聯(lián)接采用“T”型結或“水手”結，保證整排炮孔齊發(fā)；應使用快刀切取導爆管；連接導爆管中間不應出現(xiàn)打結或者打圈。

（2）所有炮孔露在孔外的導爆管小于20 根時，可將所有導爆管捆成一束，被起爆導爆管多于20 根時，可將被起爆導爆管平均分成幾束，每束導爆管不多于20 根，各束導爆管用導爆管雷管起爆。

（3）起爆雷管與導爆管捆扎端端頭的距離不應小于15cm，被起爆導爆管均勻包裹在起爆雷管的周圍，用絕緣膠布緊緊纏裹，纏裹長度不小于15cm，纏裹層數(shù)不小于5 層。

（4）將起爆各束導爆管的雷管的導爆管并在一起，再接入一發(fā)導爆管雷管。

（5）將起爆針插入塑料導爆管中綁扎牢靠，同時與母線連接[2，3]。

2 試驗爆破前爆破參數(shù)

（1）孔底距為2～2.5m，排距1.6m，最小抵抗線1.6m，炮孔采用單排面直線型布置，孔徑為76mm。

（2）每孔裝填起爆藥包1 枚，采用反向起爆，爆破方式為非擠壓爆破，補償空間大于1.3，爆破采用毫秒導爆管1 段位延時。

受回采條件限制，爆破排位2-3 排，每次裝藥量約為1500kg-3000kg，崩礦量為3000t～6000t。

3 優(yōu)化后爆破參數(shù)

（1）孔底距2～2.5m，排距1.8m，最小抵抗線1.8m，炮孔采用雙排交錯布置形式，孔徑為76mm，炮孔布置圖如下所示。

圖1 排位示意圖

圖2 炮孔底端示意圖

爆破參數(shù)優(yōu)化后，根據(jù)不同的炮孔深度，安裝數(shù)量不等的起爆藥包，不超過20m 孔，吧安裝1 個，安裝位置為孔底，超過20m 孔，安裝2～3 個，安裝位置為孔底1 個，間隔15m 一個，每個起爆藥包采用相同段位起爆，炮孔裝藥系數(shù)約為0.75。

4 爆破參數(shù)優(yōu)化后取得效果

通過爆破參數(shù)優(yōu)化研究工作，礦石塊度明顯下降，礦石裝礦效率顯著提高，為礦山平穩(wěn)生產創(chuàng)造條件，同時我公司及礦山承包單位成本均有明顯下降，具體各項數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下。

4.1 增加起爆藥包，爆破成本略增

通過增加起爆藥包數(shù)量，實現(xiàn)了爆轟波疊加，同時避免因藥物裝填不實或雷管質量問題導致的炸藥殉爆問題。據(jù)統(tǒng)計，爆破參數(shù)優(yōu)化前炸藥單耗為0.532kg/t，15m 導爆管消耗為0.0403 發(fā)/t，爆破參數(shù)優(yōu)化后，炸藥單耗為0.536kg/t，15m 導爆管雷管消耗為0.0404 發(fā)/t。

4.2 出礦效率提高

爆破參數(shù)優(yōu)化前，由于大塊率和礦石塊度高，采場出礦效率低，單采場平均出礦量為645 噸，需12 個采場滿足礦山生產礦石量需求，爆破參數(shù)優(yōu)化后，采場出礦量為946 噸/日，目前8.5 個采場可滿足礦山生產礦量要求，尤其是在2020 年疫情期間，未因采場數(shù)量少而大范圍影響礦山生產。采出礦數(shù)據(jù)來源為日采出礦報表[4]。

4.3 采場二次改炮量明顯下降

據(jù)承包單位數(shù)據(jù)統(tǒng)計，11 月份前礦石二次破碎火工品消耗為0.0878kg/t 礦石，5m 導爆管消耗為0.11 發(fā)/t 礦石，爆破參數(shù)優(yōu)化完之后，二次改炮量明顯降低，火工品消耗為0.0326kg/t 礦石，5m 導爆管消耗為0.0945 發(fā)/t 礦石，降本成果顯著，且減少改炮數(shù)量，消除二次爆破安全隱患。

二次改炮量減小，減少爆破過程中躲炮和炮煙、粉塵對生產造成的影響，礦山井下作業(yè)環(huán)境得到明顯改善。

4.4 溜井格篩破碎工作量明顯降低

由于礦石塊度降低，爆破礦石基本可直接卸入溜井，減少破碎錘工作時間，降低油耗、減少破碎錘其他材料生產成本，破碎錘成本由爆破前1.5 元/噸，降為目前1.3 元/噸，最為關鍵是解決了爆破參數(shù)優(yōu)化前因破碎錘故障，導致溜井無法放礦，影響礦山生產的問題。

4.5 礦車裝礦量和狀況效率顯著提高

爆破參數(shù)優(yōu)化前，礦石塊度大，放礦過程中遇大塊礦石需調整礦車位置，狀況效率低，且受大塊影響，礦車裝礦量低，爆破參數(shù)優(yōu)化前，礦車裝量平均為17.2 噸，爆破參數(shù)優(yōu)化后，礦車裝礦量為17.8 噸，需要說明，自10 月份開始，礦山對井下電機車裝礦高度有所限制，礦車裝礦量整體下降，但從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，自19年11 月份至20 年3 月，礦車裝礦量有明顯提升，顯示隨爆破參數(shù)優(yōu)化，爆破效果逐步提高，礦石塊度逐步降低，提高裝礦量約0.6 噸/車。

4.6 破碎、皮帶臺效及運行電費顯著下降

公司井下設破碎站，破碎后礦石塊度為＜250mm，破碎后經皮帶系統(tǒng)運輸至地表。

優(yōu)化前皮帶臺效為771.9 噸/小時，優(yōu)化后皮帶臺效為811.67 噸/小時。

優(yōu)化前礦山井下C125 破碎機臺效為579.53 噸/小時，優(yōu)化后破碎機臺效為688.22 噸/小時。

據(jù)統(tǒng)計，爆破參數(shù)優(yōu)化前，礦山井下破碎及皮帶運行電費單耗為2.3 度/噸，爆破參數(shù)優(yōu)化后，礦石塊度降低，電單耗為2.06度/噸，電單耗降低0.24 度，電費約降低0.12 元/噸。

地表虎口破碎未單獨裝表計量且對篩網尺寸有調整，影響破碎效率，不做評價。

4.7 礦石塊度降低，減少拋費率和拋費品位

礦石塊度降低，皮帶斜井拋費率降低，優(yōu)化前拋費率為7.91%，優(yōu)化后拋費率為6.81%，其中，拋費率降低部分因素為磁性鐵圈礦，礦石品質提高，一季度減少出礦量1.02 萬噸，同時減少礦產資源浪費，減少地表固廢排放。

通過爆破參數(shù)優(yōu)化，2020 年一季度礦山生產三方成本降低和效率提升成果顯著，其中。

（1）礦山生產效率顯著提升，為博倫公司一季度超額完成生產指標創(chuàng)造有利條件。

（2）皮帶斜井一次拋廢量減少6215 噸，減少廢石倒運費用2.71 萬元，減少地表固廢排放。

（3）拋廢和礦石質量提升，減少井下出礦0.89 萬噸，減少銀鑫公司礦石破碎、提升及選礦費用36.34 萬元。

（4）破碎臺效提升，降低破碎及皮帶提升電量0.24 度/噸，一季度減少電費約8.02 萬元。

（5）金誠信公司降低破碎錘二次破碎、改炮等生產成本約47.94 萬元，未計算生產效率提高，減少生產采場數(shù)量而降低的鏟裝機、運輸及溜井破碎費用[5]。

5 取得經驗

本次爆破參數(shù)優(yōu)化主要方向為優(yōu)化爆破炮孔布置方式，改直線型布置為雙排交錯布置，優(yōu)化起爆藥包數(shù)量，實現(xiàn)了爆轟波的疊加，起到了更好的破巖效果，同時，通過增加起爆藥包數(shù)量，解決了原單發(fā)起爆藥包起爆時由于散裝藥裝填效果不佳導致的炸藥殉爆問題，從而實現(xiàn)較好的爆破效果。

本次總結材料不足之處為統(tǒng)計礦石質量帶來降本、提產成果與磁性鐵圈定礦體、采礦方法優(yōu)化等因素疊加，不能單獨計算和反映[6]。

6 下一步研究計劃

將繼續(xù)統(tǒng)計和總結目前爆破參數(shù)優(yōu)化成果，并開展炮孔排距、孔底距等參數(shù)優(yōu)化嘗試，在保證爆破質量的前提下，努力降低火工品單耗，進一步降低爆破成本，減少生產采場數(shù)量，提高備采礦準備速率。

針對釩礦礦體厚度小，火工品單耗高的問題，本年度釩礦開采過程中，計劃參照鐵礦爆破參數(shù)優(yōu)化經驗，對炮孔排距和孔底距、布孔方式、裝藥結構等參數(shù)進行優(yōu)化，以實現(xiàn)最佳爆破效果。