敦德铁矿井下矿穿孔爆破工艺参数的优化
2018-08-07赵强
赵强
(巴州敦德矿业有限责任公司)
1 前言
敦德铁矿海拔3699m~4370m,目前已形成3912m、3788m和3568m平硐。一期开采范围为19勘探线到24勘探线间3912m水平以上矿体。矿山采用平硐溜井开拓系统,采用无底柱分段崩落采矿方法进行矿石回采。矿山正在利用3912m中段进行首采区建设和部分矿段的回采准备工作。敦德铁矿的崩矿步距设计为1.6m,根据现场施工作业地段及施工经验,判断崩矿步距有提升的空间。因此,针对炸药单耗的降低及凿岩量减少进行了试验探索,优化现有的穿孔爆破参数,确定生产技术参数。通过优化提高了生产效率同时也减少爆破材料的消耗,降低采矿生产成本,提高了矿山经济效益。
2 试验要求
(1)试验不能影响主矿体正常开采,保证井下产量按计划完成,试验区域设置于主矿体外独立的矿体。
(2)试验参数具有明显的差异性。保持其他爆破参数不变,采用排距1.8m、排距2m两组,与目前生产的1.6m孔底距形成对照。
(3)通过试验,在崩矿条带宽度、回采高度、边孔角、孔底距、爆破矿石的性质等应基本相似的条件下,主要比较排距对爆破效果的影响。
(4)要求试验地点具有试验条件,采切、中深孔凿岩已全部完成。具有装药条件和出矿、卸矿条件。不需要增加新的措施工程与辅助设施建设。
(5)试验周期较长,应组织相关人员进行全程、全面、系统的记录试验情况。
3 试验及效果
3.1 试验地点选择
根据试验原则及无底柱分段崩落采矿法的方法特征,对完成采切的各个分层的试验地点进行了筛选。认为3912m中段主矿体之外独立的矿体均符合上述条件,但独立矿体均属于首采分段。根据公司经营计划要求,必须要以矿石作为覆盖层,大部分独立矿体首采分段采高不足一个分段,确定3912m二分段东采区最适合做此项试验。
3.2 试验设计方案
第一组试验:3912m二分段2#进路1~10排,炮孔直径Φ76mm、边孔角60°、排距1.8m、孔底距2.5m。中深孔布置详见图1。
第二组试验:3912m二分段2#进路11~20排,炮孔直径Φ76mm、边孔角60°、排距2m、孔底距2.5m。中深孔布置详见图1。对照组:选择3912m三分段,近期生产爆破的进路数据。
图1
3.3 方案实施及安全措施
此次试验采用H1354凿岩台车施工扇形中深孔,因敦德铁矿井下存在裂隙水,地处高寒地带,防止冻孔或碎石堵孔导致装药不到位,装药前要进行探孔、透孔作业,装药BQF-100风动装药器装药,装药密度按延米装药量4.6kg/m;装药系数88%,炸药采用混装重铵油炸药.试验实施过程中采用导爆索、电子数码雷管复式起爆,4m3电动铲运机出矿,用钢卷尺测定大块。
3.4 试验对比分析
2017年上半年实际生产中,孔网参数为炮孔直径Φ76mm、边孔角60°、排距1.6m、孔底距2.5m,出矿大块率5.3%,大块率偏低,但是中深孔凿岩、装药爆破工作量较大,成本高。因此,考虑调整现有的孔网参数以降低工作量及成本,且保持较小工作量,试验地点位于3912m二分分段2#进路,共完成2组试验。由于此次试验要随生产进度的推进进行爆破实验,所以,选择2017年9~11月生产数据对比分析。3912二分段2#进路、三分段5#进路孔深150.5 m,装药长度137m,堵塞长度13.5m,崩落面积181.2m2,延米装药量 4.3~4.6kg。
生产指标与试验数据对比见表1、表2。
表1 生产指标与试验数据对比(一)
表2 生产指标与试验数据对比(二)
4 试验效益分析
通过对三组指标综合分析可知,孔底距为2.5m、边孔角60°不变的条件下,排距为1.6m时大块率最低,但炸药单耗大,凿岩爆破量大,成本高,排距2m时但炸药单耗小,凿岩爆破量小,但大块率高,二次破碎量大,成本高,只有当排距1.8m时既能降低工作量及成本,大块率又不高。
4.1 节省了炸药量,炸药单耗进一步下降
3912m二分段的孔网参数由边孔角60°、孔底距2.5m不变,排距1.6m优化为1.8m,炸药消耗量及凿岩爆破费用与生产期间1.6m排距对比,优化排距后节约了费用。
3912m二分段备采矿量为102.8万t,混装重铵油炸药单价为8300元/t,回采3912m二分段全部矿石所需费用计算:
变更前(排距1.6m)炸药消耗=102.8万t×0.55kg/t×8300元/t=469.28万元;
变更后(排距1.8m)炸药消耗=102.8万t×0.49kg/t×8300元/t=418.09万元;
排距由1.6m调整至1.8m后,3912m二分段可节约炸药消耗费用约为51.19万元。
(2)3912m二分段备采矿量为102.8万t,1.6m排距时需凿岩13.4万m,1.8m时需凿岩11.9万m,中深孔凿岩单价为163.37元/m,回采3912m二分段全部矿石所需费用计算:
变更前(排距1.6m)凿岩费=13.4万m×163.37元/m=2189.2万元;
变更后(排距1.8m)凿岩费=11.9万m×63.37元/m=1944.1万元;
排距由1.6m调整至1.8m后,3912m二分段可节约中深孔凿岩费用约为245.1万元。
合计节约混装重铵油炸药及中深孔凿岩费用约296万元。
试验表明:根据矿山矿石实际赋存情况适当增加排距不但满足了生产大块率要求,还可以降低生产成本。
5 结束语
无底柱分段崩落法的主要采场结构的三个参数即分段高度、进路间距和崩矿步距相互联系、相互影响。随着采掘设备不断大型化,增大结构参数成为趋势;敦德铁矿在分段高度和进路间距确定后,通过现场试验对崩矿步距进行调整,确定了合理崩矿步距。对提升产量及降低成本起到了积极作用。
今后在生产实践中,还将不断总结生产实际数据,结合放矿效果进一步探讨分段高度、进路间距和崩矿步距之间参数的合理匹配关系,提升矿山经济效益。
新疆建成26个国家级绿色矿山
近5年来,国家和新疆相继投入4亿多元财政资金,部署实施了52个矿山地质环境治理前期勘查、96个矿山地质环境治理项目,累计恢复土地面积4710公顷。
我区绿色矿山建设工作起步较晚,但步伐快,目前建成进度居全国中等水平。《新疆维吾尔自治区绿色矿山建设管理办法(试行)》印发实施,对矿产资源开发全过程实施科学有序监管,以促进资源开发利用与生态环境保护相协调。
目前,我区已建成26个国家级、6个自治区级绿色矿山,涉及铁、铜镍、金、稀有金属、锌、铀、石油、煤炭、钾盐等矿种。
为加快推进全区绿色矿山建设,自治区对申报绿色矿山实行即报即审,要求新建矿山按照绿色矿山的标准建设,已建矿山要逐步达到绿色矿山的标准,逐步实现资源开发与环境保护协调发展。"甄志强说。
下一步,我区将制定煤炭、石油和天然气、铁铜、黄金、石灰岩等10个自治区主要大宗矿种行业的绿色矿山建设标准,力争到2020年全区建成400个以上绿色矿山、6个绿色矿业发展示范区。
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我区开展的“新疆绿盾2017”自然保护区监督检查专项行动,完成全区15个国家级自然保护区和14个自治区级自然保护区内矿权的清理,并对29个自然保护区范围和功能区划定情况建立台账,依法加强管理,严厉打击非法勘查开采行为。
(本刊摘编)