薩熱克銅礦中深孔爆破參數(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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（新疆匯祥永金礦業(yè)有限公司，新疆 克孜勒蘇柯?tīng)柨俗?845450）

薩熱克銅礦位于新疆克孜勒蘇柯?tīng)柨俗巫灾沃轂跚】h烏魯恰提鄉(xiāng)北東30km處，2014年投產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模為日采選礦石3500噸，斜坡道開(kāi)拓。通過(guò)多年的實(shí)際生產(chǎn)情況分析，中深孔爆破參數(shù)取值范圍直接影響落礦效果，通過(guò)對(duì)中深孔爆破參數(shù)的優(yōu)化，優(yōu)化后的中深孔爆破參數(shù)給落礦帶來(lái)明顯的效果[1]。尤其是礦石塊度均勻給后期出礦帶來(lái)安全和高效，希望薩熱克銅礦優(yōu)化后的中深孔爆破參數(shù)能給類(lèi)似礦山帶來(lái)借鑒。

1 工程概況

該礦區(qū)分為南北礦帶，主要在北礦帶進(jìn)行采礦活動(dòng)。礦體主要為銅礦石，礦體形態(tài)以層狀、似層狀為主，次為扁豆?fàn)?。主要金屬礦物有輝銅礦、銅藍(lán)、黃鐵礦、赤銅礦、赤鐵礦、褐鐵礦、孔雀石。礦體傾角為1°～56°，平均厚度11.61m，礦石?系數(shù)8～10，密度2.68t/m3。礦體上下盤(pán)圍巖硅化強(qiáng)烈，巖石堅(jiān)硬，穩(wěn)固性好，局部頂板圍巖破碎。

薩熱克銅礦主要回采北礦帶II號(hào)礦體，采場(chǎng)沿礦體走向布置，寬度15m，分層高度15m，長(zhǎng)度是礦體傾向。按礦體傾向布置切割槽和切割井，相鄰鑿巖巷布置出礦進(jìn)路。通過(guò)理論分析與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，確定了合理的中深孔爆破參數(shù)，為礦山的安全、高效生產(chǎn)提供保障。

2 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

2.1 鉆孔布置方式

薩熱克銅礦根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，中深孔爆破采用扇形布孔（圖1）。扇形布孔工程量小，鉆機(jī)移動(dòng)次數(shù)少，施工效率高。

2.2 鉆孔直徑

選擇合理的鉆孔直徑有利于提高爆破效果，降低生產(chǎn)成本，提高鉆孔施工效率和鉆孔偏斜率。薩熱克銅礦采用HT-71鉆機(jī)施工向上扇形中深孔炮孔，鉆孔直徑76mm。該鉆機(jī)施工效率高，鉆孔質(zhì)量高，提高了爆破效果和回采效率。

圖1 扇形布孔示意圖

2.3 最小抵抗線

最小抵抗線指藥包中心距最近自由面的最短距離，反映各排鉆孔的孔網(wǎng)密度，由公式（1）計(jì)算：

式中：W—最小抵抗線；d—炮孔孔徑。

由公式（1）計(jì)算可得：W=1.90m～2.66m。參照其他礦山采用的最小抵抗線對(duì)應(yīng)的孔徑，見(jiàn)表1，結(jié)合薩熱克銅礦的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定W=1.8m。

表1 不同鉆孔直徑下對(duì)應(yīng)的最小抵抗線參照表

2.4 孔底距

孔底距指較淺炮孔底部至相鄰較深炮孔的垂直距離，反映同排空間的孔網(wǎng)密度，由公式（2）計(jì)算：

式中：a—孔底距；m—炮孔密集系數(shù)。

薩熱克銅礦炮孔密集系數(shù)m取值為1.0～1.2，由公式（2）計(jì)算得：a=1.80m～2.16m，實(shí)際取值為2.0m。

2.5 炸藥單耗

炸藥單耗指爆破單位體積礦石或巖石所消耗的炸藥量，由公式（3）計(jì)算：

式中：q-炸藥單耗；S-扇形孔崩礦面積；Q—每排炮孔炸藥消耗總量。

薩熱克銅礦炸藥平均單耗為0.45kg/t。

2.6 填塞長(zhǎng)度

炮孔合理的填塞長(zhǎng)度和填塞密度可以延長(zhǎng)應(yīng)力波和爆破氣體對(duì)被爆礦巖體的作用時(shí)間，改善爆破效果，提高炸藥利用率，由公式（4）計(jì)算：

經(jīng)計(jì)算中深孔爆破填塞長(zhǎng)度1.13m～1.58m，薩熱克銅礦孔深小于等于8m時(shí)，炮孔填塞長(zhǎng)度為1.13m～1.58m，孔深大于8m時(shí)，炮孔填塞長(zhǎng)度為2L，即2.26m～3.16m，相鄰炮孔填塞長(zhǎng)度交錯(cuò)填塞，使孔口炸藥密度不宜過(guò)大，這樣既減少炸藥量又降低了炸藥單耗（圖2）。

圖2 炮孔填塞長(zhǎng)度示意圖

2.7 微差時(shí)間

微差時(shí)間由公式（5）計(jì)算：

式中：Δt—微差時(shí)間；KV—巖體裂隙系數(shù)；f—巖石堅(jiān)硬系數(shù)。

按照GB50218-94《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)規(guī)范KV取0.55～0.75；f取8～10。計(jì) 算 得Δt為15.84ms～18.90ms，依據(jù)礦山現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況Δt取16ms～19ms。

2.8 爆破安全距離

依據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2011）規(guī)定，結(jié)合礦山實(shí)際生產(chǎn)情況，根據(jù)爆破最大段藥量計(jì)算爆破地震波對(duì)周?chē)锏赖挠绊懗潭取?/p>

（1）爆破地震安全距離由公式（6）計(jì)算：

式中：V—保護(hù)對(duì)象所在地質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)安全允許速度cm/s，礦山巷道取15～30；K、a—與爆破點(diǎn)至計(jì)算保護(hù)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，K取150～250，a取1.5～1.8；R—爆破震動(dòng)安全允許距離m；Q—炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時(shí)爆破為最大一段藥量kg。

由公式（6）計(jì)算得：

薩熱克銅礦爆破地震安全距離R取45m。

（2）爆破空氣沖擊波安全距離由公式（7）計(jì)算：

式中：K空—系數(shù)，有掩體取15，無(wú)掩體取30；Q—炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時(shí)爆破為最大一段藥量kg。

由公式（7）計(jì)算得：

薩熱克銅礦爆破空氣沖擊波安全距離取336m。

3 中深孔爆破現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

通過(guò)計(jì)算得到的中深孔爆破參數(shù)，薩熱克銅礦在2685m分段4022采場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)。

（1）起爆信號(hào)。爆破的警戒信號(hào)為三次，由現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人發(fā)出。①一次信號(hào)（預(yù)警信號(hào)）：為喊話，作業(yè)人員撤離危險(xiǎn)區(qū)，派出警戒人員實(shí)施警戒。②二次信號(hào)（起爆信號(hào)）：為喊話，必須在確定設(shè)備、人員撤離危險(xiǎn)區(qū)域，具備起爆條件后方可由現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人發(fā)出起爆信號(hào)。③三次信號(hào)（解除警戒信號(hào)）：為喊話，爆后30分鐘，檢查人員方可進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)檢查，確認(rèn)無(wú)盲炮、無(wú)險(xiǎn)情后，向現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人提出正式報(bào)告，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人確認(rèn)安全后，方可下達(dá)解除警戒信號(hào)。未發(fā)出前，警戒人員應(yīng)堅(jiān)守崗位，無(wú)關(guān)人員不得進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)。起爆時(shí)，各通道處均由負(fù)責(zé)警戒工作人員職守。待對(duì)各點(diǎn)巡視檢查、聯(lián)絡(luò)工作均完成后，巡視人員回到安全警戒點(diǎn)后，方可由現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人下達(dá)起爆命令。

（2）裝藥前的準(zhǔn)備工作。①檢查裝藥區(qū)域是否存在安全隱患。②檢查炮孔是否符合要求和堵塞情況。③將BQF-100型裝藥器、操作臺(tái)、風(fēng)管等準(zhǔn)備到位，同時(shí)檢查是否能正常使用。

（3）起爆藥包的加工。起爆藥包加工時(shí)選擇安全區(qū)域，炸藥用量按照爆破指令單領(lǐng)取，不得超量，同時(shí)周邊做好安全警戒，非爆破作業(yè)人員嚴(yán)禁靠近。

（4）裝藥。采用BQF-100型裝藥器裝藥，裝藥前將導(dǎo)爆索鋪設(shè)孔底，按照設(shè)計(jì)進(jìn)行裝藥，裝藥風(fēng)管均勻地退回填塞位置，保證裝藥密度均勻、連續(xù)，然后將導(dǎo)爆管雷管插入孔內(nèi)。

（5）填塞。等裝藥結(jié)束后用炮泥填塞炮孔，填塞炮孔時(shí)注意不能將導(dǎo)爆索剩余炮孔外，將多余的導(dǎo)爆索塞進(jìn)炮孔內(nèi)。填塞后將導(dǎo)爆管固定。

（6）聯(lián)線。各孔口的導(dǎo)爆管采用簇聯(lián)方式連接到傳爆導(dǎo)爆索上，導(dǎo)爆索之間采用塔接聯(lián)結(jié)，采用小刀切去導(dǎo)爆索。主導(dǎo)爆索從2685m分段4022穿脈到主沿脈，沿主沿脈向西一直到2685m分段斜坡道口，沿斜坡道至2700m分段斜坡道口安全位置起爆，起爆網(wǎng)路。

（7）起爆前裝藥工具撤離。起爆網(wǎng)絡(luò)聯(lián)線結(jié)束后，將裝藥器、裝藥風(fēng)管、操作臺(tái)等輔助設(shè)施撤離至安全位置。

（8）起爆前檢查。認(rèn)真檢查各聯(lián)接點(diǎn)是否聯(lián)結(jié)規(guī)范，聯(lián)結(jié)線路是否有問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，確保起爆順利進(jìn)行。

（9）起爆。確定爆破區(qū)域作業(yè)人員、設(shè)備已撤離至安全位置，警戒人員到達(dá)指定警戒位置，由現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人下令，指定爆破人員進(jìn)行起爆。

（10）爆破質(zhì)量。通過(guò)多次的爆破試驗(yàn)和數(shù)據(jù)收集，該爆破參數(shù)的爆破效果符合薩熱克銅礦要求，礦石塊度大塊率控制在10%以下，礦石爆破范圍在回采設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，采場(chǎng)回采率在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

4 總結(jié)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)礦巖性特性和開(kāi)采現(xiàn)狀，通過(guò)多次試驗(yàn)和爆破參數(shù)分析研究，已經(jīng)確認(rèn)了薩熱克銅礦中深孔爆破設(shè)計(jì)參數(shù)。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐證明，通過(guò)計(jì)算優(yōu)化后的中深孔爆破參數(shù)適合薩熱克銅礦的采礦要求，同時(shí)提高了爆破質(zhì)量和采場(chǎng)回采率，降低了礦石大塊率和生產(chǎn)成本。