松动爆破在鄂尔多斯东胜区露天煤矿煤层开采中的应用探讨

冀中能源内蒙古有限公司 内蒙古 鄂尔多斯 017000

前言

煤矿资源是当前社会中最重要的资源之一,内蒙古自治区境内有很多煤矿,其中鄂尔多斯东胜区露天煤矿,位于东胜区铜川镇境内,主要以开采不粘煤、长焰煤为主要业务,针对动力用煤和民用用煤,主要为火力发电、工业锅炉、煤的气化等提供原料[1]。煤矿主要市场需求,是采用振动筛分级,对具有不同品种、不同粒径且具有较高价值的块煤进行筛选,为工业锅炉及民用用煤提供原料。筛下的粉煤,可采取简单的脱硫加工处理,用于电厂发电使用。在煤矿开采中,要注重对价值较高每块比例进行提升,使煤炭综合售价得到提高,进而帮助企业获得更高的经济效益。

一、露天煤矿的概况介绍

鄂尔多斯东胜区露天煤矿,地质构造较为简单,煤层赋存条件良好,煤层倾角为1°-3°。设计开采当中,采煤方式以挖掘机为主。煤矿主体煤层有4.5m-5m厚度,煤层与底板20cm-50cm距离位置,存在一层2cm-10cm厚度的夹矸。在开采中,对传统挖掘机采煤方法进行运用,无法达到50%以上的出煤块率,同时对产品质量造成较大影响。因此,煤矿经济效益不理想,需要应用新的开采技术。结合实际情况,尝试应用松动爆破技术使块率提高,通过实验研究证明应用效果。

二、松动爆破的实验方案

(一)钻孔深度。在钻孔深度方面,第一种方案是钻孔到煤层夹矸上方10cm的位置,目的是不对夹矸层结构造成破坏。在处理夹矸层后,在另行处理剩下的20cm-50cm煤层。实验研究表明,由于煤层会发生震动效应,矸石层厚度较小,无法抵抗爆破震动,因此在爆破后难以对夹矸单独处理。另外在装药附近,煤层有明显破碎的情况,导致块率下降。第二种方案是钻孔到煤底板下方10cm的位置,目的是为了在煤层夹矸底层煤爆破后,方便使用装载机进行装车。同时钻孔低于煤层10cm,能够避免爆破引起装药附近煤层破碎,可以使块率提高[2]。实验研究表明,这种方案能够对夹矸底层煤爆破效果加以保证,并且能够使夹矸层保持完整,因而更为理想。

(二)爆破参数。爆破参数上,也采取两种方案进行实验。第一种方案中,钻孔深度350m,钻孔70个,平均深度5.0m,采用浅孔钻机穿孔,孔径在100mm。使用MFB-2000型起爆器、2#煤矿许用乳化炸药、毫秒延期导爆管雷管。采取单排布孔的方式。装药线密度6.0kg/m、孔距5cm、抵抗线4m、孔深5m,孔径100mm。单孔装药量12kg,总装药量840kg。爆破煤量,根据间排距、实测冲击波拉伸松动距离1m进行计算,得到了12355.2吨的实际过磅吨数。通过10车过磅分类销售,块率70%,成本每吨1.44元。第二种方案中,钻孔深度748m,钻孔152个,平均深度4.92m,孔径100mm。使用MFB-2000起爆器、2#煤矿许用乳化炸药、毫秒延期导爆管雷管。采取双排布孔的方式。孔距5m、抵抗线4m、平均孔深4.92m、孔径100mm,单孔装药量12kg,总装药量1824kg。爆破煤量,根据间排距、实测冲击波拉伸松动距离1m进行计算,得到了28644.5吨的实际过磅吨数。通过10车过磅分类销售,块率70%,成本每吨1.33元[3]。因此,第二种方案更为理想。

(三)装车方式。在装车方式选择上,爆破后如果采取传统挖机装车的方式,费用为每吨4元。同时这种装车方式,还可能造成二次破碎,导致块率下降,因而并不理想。爆破后如果采取装载机装车的方式,费用为每吨2元,爆破费用在每吨1.33元,因而装煤总费用仅为每吨3.33元。同时能够比较二次破碎的情况,能够提高块率,因而更为理想。

三、松动爆破的实验结论

经过实验研究表明,在钻孔深度方面,应控制在煤层底板以下10cm。在爆破参数方面,采取双排孔爆破的方式,在不同季节的不同块度需求情况下,调节钻孔间排距,如冬季对于大块有更高需求,可以将间排距适当增加,使装药量得到提升,能够使大块比例得到提高。常规情况下,采取5m×4m的参数,每孔装药量为12kg。爆破后,选择装载机装车的方式。与传统挖机装煤效益进行比较,发现每吨单价下降了2元,块率提升了20%,吨煤爆破成本虽然每吨增加1.33元,但是吨煤装车总成本每吨下降了0.67元,综合吨煤售价每吨提升了10元,取得了很好的经济效益。

结论

通过本文研究得出结果,在鄂尔多斯东胜区露天煤矿煤层开采中应用松动爆破技术,能够有效降低煤矿开采成本,提升出煤块率,提高综合吨煤售价,对于煤矿成本控制和效益提升均有良好的效果。在该技术的实际应用当中,结合煤矿实际情况,合理选择钻孔深度、爆破参数、装车方式,使该技术与煤矿实际情况更加契合,从而实现煤矿经济效益的有效提升。