,大直径深孔凿岩侧向挤压崩矿在地下矿连续开采中的应用,.pdf

2 1 、 大直径深孔凿岩侧向挤压崩矿 在地下矿连续开采 中的应用 ， ／4 铜 悯矿塑 一 篓 翟 鲫 诉 7 J擘 例 关 t 蜀 辣 孔 凿 堂 谯 f向 量 匡 虻 孽 墼 五 墨 ， 一 卜 谚 ／ r乍 ／ ／ “ 振动机组连续作业强化开 采 技 术 研 究”是 中国有色金 属工 业总公司 “ 八 五 重点科技成 果推广项 目，项 目实施安排在铜 陵有 色金属 公 司风凰 山铜矿 。该项 目研 究 内 容 是采用大量落矿采矿工艺配台使用高强度 出矿能力的振动连续作业机组 ，从 而使 大量 落矿采矿法真正可能成为各工序效率协调的 高效率采矿法。 高效的振动连续作 业机 组出矿能力大， 对采 场 大块 原矿 1 ． 1 m产 出 率 大于5 时，将对连续作业线的生产 效 率 产生严重影响，因为频繁的二次破碎将降低 作业 机组的工时利用率。 因此 ，提供足够 的 矿 量及控 制不台格 太块产 出率是连续作业 系 统 的基本要求。为充分发挥栗场出矿高效率 的优势，实现栗场综合效率的提高，本项 目 试验研究中采用了大直径深孔侧向挤压崩矿 方案，以提高矿石的破碎质量和崩矿效率。 本文着重介绍连续强化开 采 中采场落矿这 一 重要 环节的研究。 1 试验采场开采技术 条件及回 采方案 凰矿提供的试验采场位于 Ⅱ 主矿 体 3 l 张 良云助工安歙锕窿市雌躺Z “假 l 线一1 8 0 m～一l 2 O m矿段1 1 ‘ 采场。矿体走向 北西 ，倾 向南 西 ，倾 角T o 。 以上 ，近直 立。 矿 石主要 以浸染 状含铜磁铁矿 ，赤 铁矿为主 ， f 一1 6 ～ 2 6 ，矿石力学强度 高。上盘为 花 岗 闲长岩 ，下盘为三迭 系中、下统 灰岩 已变 质为大理岩 。 采场 局部 “ 型 节理发育， 靠南端底板溶洞穿插，特别是矿体与下盘接 触处有一条宽约3 m左右的含铜破碎 带， 对 深孔 凿岩 爆破不利。 圈1 采塌 回采断面 圈 1 一大孔苗岩捐室j 2 1 6 mm炮孔 3 --采场 中央切割井 4 一振动出矿机；S 一 妊动 运辖列 车j 6 一撮动条筛j 7 赦矿溜井；8 一届定播蹄i 9 一灌压碎石机J I 次破碎 胃 宣。 维普资讯 2 2 采场沿走 向布置 ，矿房 长5 4 m，高6 0 m， 宽6 ～ 1 5 m 为矿体厚度 ，采场 回采结构 如 图 1 所示 。采 用无二次破碎 水平堑淘式 底 部 结构 ，垂直 深 L 凿岩 ，侧 向挤压崩 矿落矿方 式。 由于试验矿 段呈上大下 小的形 状 ，为减 小大孔崩矿的损失贫化，底部结构和浅采高 度定为 2 0 m，深孔崩矿高度4 0 m。出矿水 平 设 在 一1 8 0 m，采用轻型 组合式 振动 出 矿 机 出矿，移动式分节振动运输列车运矿 ，原 矿 振 动条筛聚 集采场放 出的中间大块 0 ． 6 6 ～ 1 ． 1 m 于二次破碎硐室 ，用YS - 5 0 A型液 压 碎石 机处 理大块 。矿房采完后克 填 5 7 - , 1 0 m 厚 的尾肢体，然后再用分级 尾矿进行 充填 。 2深 孔 凿岩 2 ． 1布孔设计 采场孔 网参数选择 以采 场小 孔模拟 试验 为依据，考虑保证良好的崩矿效果，综台分 析炸药性能及矿石构造，以选用 钻 孔 直 径 士1 3 5 ram为最 忱。 由于风矿可供深孔钻岩 设 备只有C D - 3 6 0 高风压潜孔钻机，所 以在 确 定 了钻孔直径 为 1 6 5 ram的前提下 ，精垂 直 采场长轴方向共设计深孔2 2 排 ，排距 x孔距 为2 ． 6 ～2 ． 8 0 ． 3 m，其中槽孔排距 孔 距 为2 ． 0 2 ． 0 ～2 。 4 m，炮孔 以垂直下向 深 孔 为 主， 有 部分斜 孔、 盲 孔 以适应两侧采场实 际 回采 边界的变化。设计 回采炮孔9 0 个 ，总孔 深 3 9 6 0 m，偏斜 率 1 。 2 ． 2 深孔凿者设备 及其性能参数 采用C D - 3 6 0 型潜孔钻机进行深孔凿岩， 其结构如图2 所示。该机是风矿从加拿l 大 引 进 的一种大功率、高风压的潜孔钻机，采用 垒液压 自动系统 操作，具有穿 孔速度快 ，成 孔 质量 高等特点 在风矿运用 以来 ，累计完 成 钻孔5 0 0 0 余 米 ，炮孔合格 率达 9 7 以上。 其主要技术性能参数如下； 钻孔 直径 I 1 6 5 ～由 2 5 4 m a 钻孔深度I 2 0 0 m 下向孔 可 达2 2 8 m， 上向孔为 1 9 2 m 圈2 ． CD 一 5 6 0 钻机结 构 1 一主、副硬撑；．2 --周转头；3 一钻杆I 4 工作台I 5 一操作台；6 一电捏巍置；7 一袁压机构；8 腹轮． 钻孔方 向t 3 6 0 。环形 钻孔速度l 3 6 6 mm．／ mi n最 大 钻孔信斜率t1 电机总功率t 1 5 k W ． 主机工作最大外型尺寸l 4 0 3 9 1 2 5 4 x 3 2 0 0mm 2 ． 5 曹岩效 果分 析 凿岩 作业 共计1 3 6 台班 ，完成 炮孔9 6 个， 孔 深3 4 8 1 ． 4 m，不合格炮 孔2 个 ，深 孔 合 格 率9 7 ． 9 。钻机在正常作业下 ，平均 台班效 率3 4 ． 6 m ／ 台 班，最 高5 8 m ／ 台 班。 钻 孔 凿岩成本为 1 ． 3 7 元／ t 。以上数据表 明，c D - - 3 6 0 高风 压潜 孔钻机进行大直径 深孔 凿 岩具 有性船稳定，凿岩效率高、成本低、操作方 便 ，安全．劳 动强度 低等优点。 通过钻孔质量验收我们发现，炮孔平均 偏斜率达2 ． 3 ，大大超过 了设计 ． 围4 ． 间 雕装药起黑 网络 田 炮孔；2 一导爆索l 3 一分殷膏 b 4 一即发雷管 5 ． j 黑破效果分 析 试 验采场深孔爆破共进 行8 次，拉 槽 两 歇，佣崩8 次。拉槽共爆8 孔 ，其 中3孔采用 间隔装药 ，爆破 以天井为 自由面进行 孔闻分 段爆破 。 爆破效 果 拉开4 m宽切 割 槽 ， 槽 的面积约2 5 m ，高度杼 合设 计要 求。 侧 崩 垒 部采 用间隔装 药 ，每次爆破4 排 孔 ， 以切 割槽为 自由面，进行 孔间分段微差起爆 分 敬爆破效 果见表 i 殛图 5 。 裹1 爆破 效果 装药孔数 个 崩矿高度 崩矿量 炸药用量 k g 导爆索用量 炸药单耗 傅啵 l 謦 拉槽 循崩 皿 t 硝铵l乳化炸药 址 k g ／ t 1 4 2 3 - 5 9 6 4 n8 I s 0 1 ． 盎 2 4 2 3 ． 2 9 8 7 n 1 2 1 4 0 1 ． 1 3 -3 1 0 2 3 5 8 7 6 1 B 8 0 7 0 0 O ． 3 2 4 8 强 ． 1 丁 0 1 S 1 亭 T 4 2 5 0 6 蛐 0 ． 2 6 S 1 3 2 o ． 1 5 9 1 1 1 0 3 2 8 0 0 8 6 0 0 ． 3 1 6 弘 1 ， ． 妇4 埘 9 0 4 2 8 7 0 1 1 8 2 0 ． 鼬 7 z 2 1 9 ． 1 l 喜 I 懿 i 6 0 3 5 帅 1 蛳 0 ． 2 7 8 L 2 ● ． 8 6 瑚 1 2 1 5 9 8 6 0 0 0 ． 2 S 合计 H ● 5 摹 4 ％ 硼s 8 9 。 睹 S 6 帅 平均 2 1 ． 7 _ _ _ 0 ． a 1 E l 5采I 两 分凑黑破腻墓蛾 大孔侧向碍矿与凰矿2 8 线采 场 VC R法 多分层爆破相比， 每米孔崩矿量多8 t ， 落岩成 奉步1 ． 7 元／ t ，爆破次数少3 次 ，崩矿 总 量 多3 2 5 3 5 t ，爆破成 本少0 ． 0 3 元／ t 见表 2。 褰2 奠向囊矿与V c R 法囊矿经济 技术指 标始较 项目名称 单盘 蜮 采场 } n 采场 根差 炮孔直径 mm l T O 1 6 5 唔 崩矿方法 v CR 法 棚向 崩矿总量 t 2 2 9 j 3 5 s 4 船 - , 2 S 铝 崩铲撇 次 n 8 3 ● 硝铵 8 0 ‘ 8 7 8 ,q 8 1 9 。 炸药量 k g 乳化炸药 9 0 8 8 一嗍 ～ 炸药单耗 k t 0 ． 3 S 0 ． 吝 1 O ． 口 4 ‘ 每米孔崩矿 t ， m 2 1 ． 1 2 9 ． 1 -8 凿岩 捷 本 元， t 3 ． 瓤 1 ． 3 7 l I 9 7 爆破成奉 元， l 1 ． 2 8 1 ． 2 5 W ． 惦 采矿 捷本 j t 4 ． 6 2 2 ． 6 2 Z ． o o 维普资讯 2 S 如 果按 l l 采场崩矿量计 ，大 孔但 j 向崩 矿 比 VC R法崩 矿直 接采 矿成 本减少 1 l 万余 元。这 些数 据表 明，大孔侧 向崩矿试验 是成 功的， 在设计和工业试验中采取的些措施是正确 可 行 的。 崩矿期间，因人员不能进入采空区，爆 破大块难以准确掌握，经出矿块度统计，大 块产 出率仍 达7 ～8 。虽 然比矿山平常大块 率2 O ～2 5 少 了许 多，但与 试验攻关的 目标 5 还 有一定的距离 ，其原 因主要 是； 1深孔凿岩质量 难 以保证 ，钻 孔 实 际偏斜率平均为2 ． 3 。 2 钻岩 完成 炮孔9 6 个 ，爆破时 只 有 8 4 个孔可 利 用，其余 炮孔 因位于破碎带或溶 释 中 再次 披堵 死无 法掏孔， 影 响装药爆 破。 3 试验矿 段水平节理，层理发 育， 在 深孔凿岩 与崩 矿过程 中，经孔深实测发现 ， 秉场顶板不间断地发生大面积冒落 ，平均冒 落高度达4 m左右，这是大块产生的 主 要 原 因。 3 ． 4 对大直径 漂孔俺 向挤压■矿 评价 1大直径 深 孔恻 向挤压崩 矿， 一次崩 矿量大 、爆破 次数 少，从而减少测孔、 堵 孔、 运药、装药 等工序，并 减少堵 孔材料 、爆破 器材的消耗，大幅度降低爆破成本。 2间隔装 药 ，双 导爆索起爆 ， 孔 口 微差分 段挤 压爆 破，起爆可靠 ，网络 简单 ， 施工方便 ，成本 低，效果理 想。试验中每段 炸 药量控制在 5 0 0 k g 2 E 右 是可行 的。 3 天井侧向崩矿一次形成切割槽， 工 艺 简单，效率 高，成 本低，具有 推广价值。 4有水平节理和层理 的矿 体使 用 大 孔侧向崩矿，尽管可行，但不合格大块产出 率很 难满 足攻 关任务蛆要求 。 4结语 大直径深 孔凿岩侧 向挤 压崩 矿 是 一 种生 产能力 大，生 产效 率高 ，采 矿成本低 的落矿方法，适合于地下矿连续强化开采的 要 求。 2 实践证 明，C D- 3 6 0 高 风 压 潜 孔 钻机 ，确实 是一种效 率高 ，成 本低 ，操作方 便 ，适应各种 环境条件下作业 的钻岩 设备。 统计 资料 表明在正常作业 条件下 ，其平均 凿岩速度达l l 3 ． 9 ram ／ rai n 。如果班 作 业 时 间达6 小 时 ，则 台班效率达 4 1 m．均 为 目 前 国内先进 指标 。 3例 向崩 矿一次形成 切割槽 ， 间 隔 装药 ，双导爆索 起爆 ，孔内同段孔间微差分 段挤压 爆破 等技术 ，工 艺简单，施工方 便 ， 效 果理想 ，并 且崩 矿次数 少 ，周期短 ，有利 于实现连续开采。 对试 验过 程 中存在的 问题 和差 距 ，提 出 以下建议 ，供类似 矿 山参考t 1必须加强 凿岩 硐室 规范化 ， 以 提 高凿 岩质量 2 在复杂的地质条件下进行深 孔 凿 岩 ，特别是对软硬交 替岩 层 ，严格控翩钻速 是关键 。当通过 软岩 向硬岩钻进 时要减速钻 进 ，否则偏斜就大 。对打 好的炮孔还应采取 妥 当的护孔措施 ’如放临时性套管等方法 ， 防止炮孔再堵塞，而影响钻孔质量，降低爆 破 效 果。 3对水平节理 ，层理发 育的矿体， 采 用大孔侧 向崩 矿，必须加强采场顶板维护 ， 控制 冒顶 ，降低 大块产 出率。 4大孔侧向崩 矿孔径 的合理选 择， 值 得进 一步 研究探讨 。 维普资讯