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一次成井技术在北洺河铁矿的应用
2019-05-13
采用 7655型凿岩机进行浅孔凿岩施工切割天井一直是分段崩落采矿法常用方式,但 是劳动强度大、效率低,且没有安全保障。为了降低施工切割天井的劳动强度、保证生产作业安全, 根据北?河铁矿地质特点和技术条件,采用国产 8930型台车和 SIMBAH1354型中孔台车取代 7655型凿岩机进行中深孔凿岩和孔内分段爆破一次成井技术。经过大量现场钱柜娱乐游戏平台验证,一次成井 技术缩短工期 4d,提高了劳动效率,取得平均崩落高度 8m以上的良好爆破效果,按照北?河铁矿 每年施工 15个切割天井计算,可节约 11.98万元,为矿山降本增效提供了有效的技术支持。一次 成井技术值得在全矿推广应用。
Serial No. 600 April. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 600期 2019 年 4 月第 4 期 一次成井技术在北氵名河铁矿的应用 1 2 2 郑鑫玉 ꢀ 翁胜军 ꢀ 谢明星 ( 1. 北华航天工业学院建筑工程系;2. 五矿矿业控股有限公司) ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 采用 7655 型凿岩机进行浅孔凿岩施工切割天井一直是分段崩落采矿法常用方式,但 是劳动强度大、效率低,且没有安全保障。 为了降低施工切割天井的劳动强度、保证生产作业安全, 根据北洺河铁矿地质特点和技术条件,采用国产 8930 型台车和 SIMBA H1354 型中孔台车取代 7655 型凿岩机进行中深孔凿岩和孔内分段爆破一次成井技术。 经过大量现场钱柜娱乐游戏平台验证,一次成井 技术缩短工期 4 d,提高了劳动效率,取得平均崩落高度 8 m 以上的良好爆破效果,按照北洺河铁矿 每年施工 15 个切割天井计算,可节约 11. 98 万元,为矿山降本增效提供了有效的技术支持。 一次 成井技术值得在全矿推广应用。 关键词ꢀ 分段崩落采矿法ꢀ 凿岩台车ꢀ 孔内分段ꢀ 一次成井 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 04. 020 Application of One Blasting Shaft Excavation Technique in Beiminghe Iron Mine 1 2 2 Zheng Xinyu ꢀ Weng Shengjun ꢀ Xie Mingxing 1. Department of Structural Engineering,North China Institute of Aerospace Engineering; . Minmetals Mining Holdings Co. ,Ltd. ) ( 2 Abstractꢀ The cutting shaft construction by shallow drilling based on 7655 drilling machine is the common method for sublevel caving mining operation,but the shortcomings such as high labor intensity, low efficiency are existed,beside that,the operation safety cannot be ensured. In order to reduce the labor intensity of the construction of cutting shaft and ensure operation safety,according to the geological char- acteristics and technical conditions of Beiminghe Iron Mine,one blasting shaft excavation technique based on medium-length drilling and hole segmented blasting by domestic 8920 drilling trolley and SIMBA H1354 medium-length drilling trolley instead of 7655 drilling machine is proposed. By verification of field test results,the construction period is shortened by 4 days,the labor efficiency is improved,and average caving height is higher than 8 m by using the technique proposed in this paper. According to the calcula- tion results of the construction of 15 cutting shafts of the mine,about 119 800 yuan can be saved. The technical support for the goal of reducing costs and increasing efficiency of the mine is provided. The one blasting shaft excavation technique is worth applying in the whole mine. Keywordsꢀ Sublevel caving mining method,Drilling trolley,Hole sublevel,Shaft excavation by once time ꢀ ꢀ 地下矿山早前通常采用手持风动凿岩机施工切 沟铁矿采用与平巷掘进相似的方式,以空孔为自由 面,利用掏槽孔形成扩大的爆破空间,一次爆破成 井,作业安全系数高,劳动强度低,爆破效果好。 李 楼铁矿同属于大型地下铁矿山,回采方式采用分段 凿岩阶段空场嗣后充填法,施工切割天井一直交由 外委队伍进行,劳动效率低,生产成本高。 为了适应 公司 降 本 增 效 的 要 求, 外 委 施 工 队 撤 出, 采 用 割天井,对于大分层的地下铁矿来说需要多次爆破 才能形成,不仅通风除尘困难,而且面临着巨大的顶 板安全隐患。 为了解决施工切割天井的困难,石人 ꢀ ꢀ 郑鑫玉(1989—),男,助教,硕士,065000 河北省廊坊市广阳区。 7 9 总第 600 期 现代矿业 mm。 2019 年 4 月第 4 期 CS150D 型潜孔钻机施工空孔和掏槽孔( 炮孔孔径 65 mm,偏斜率控制在 2% 以内)、Simba1354 型中 1 爆破时,以 4 个 ϕ102 mm 大孔径空孔为自由面 孔台车施工辅助孔和周边孔(炮孔孔径 100mm) 的 方式,合理计算爆破参数,取得了良好的爆破效果。 作为补偿空间,5 个 ϕ76 mm 孔将爆破空间扩大 至 1 000 mm×1 000 mm 后,对周边 8 个 ϕ76 mm 孔 进行起爆,形成切割天井,布孔参数见图 1。 1 ꢀ 工程概况 北洺河铁矿位于邯郸市武安市西侧 6 km 处。 矿床为接触交代型磁铁矿,产于燕山期闪长岩与奥 陶纪石灰岩接触带,地质条件与水文地质条件复杂。 采用分段崩落采矿法,分段高度为 15 m,进路间距 为 18 m,巷道规格为 4. 4 m×4. 1 m,采矿设计规模 为 180 万 t/ a。 切割天井设计高度一般为 11 m,断 面规格为 2m×2m,每年计划施工 15 条,遇特殊地质 条件会相应增加。 切割井施工原采用 7655 型风动 凿岩机掘进,效率低,成本高,存在较大安全隐患。 因此,采用一次成井技术势在必行。 2 ꢀ 技术方案设计 图 1ꢀ 炮孔布置平面(单位:mm) 2 . 1ꢀ 凿岩设备 2 . 2. 3ꢀ 分段高度和装药结构 采用国产 8930 型台车和 SIMBA H1354 型台车 掏槽孔和辅助孔采用间隔耦合装药,周边孔采 进行炮孔施工,钻头直径有 76 mm 和 98 mm,可以 形成直径 80 mm 和 102 mm 炮孔。 考虑掏槽孔爆破 空间较小,因此,空孔采用 ϕ98 mm 大钻头施工,其 余装药孔采用 ϕ76 mm 小钻头施工。 用连续耦合装药。 爆破采用粘性粒状炸药,Charmec MC 605 DA-DJ267 型装药台车装药,装药线密度为 5 kg / m。 根据经验,当补偿系数 n<0. 5 时,分段高 度为 2 ~ 5 m,n =0. 5 ~ 0. 7 时,分段高度为 5 ~ 8 m。 北洺河铁矿围岩稳固性较差,按照补偿系数 n<0. 5 确定分段高度,第一分段定为 4. 5 m,第二分段定为 2 2 . 2ꢀ 爆破参数 . 2. 1ꢀ 炮孔深度及角度 炮孔深度均为 11 m,按照 90°施工。 . 2. 2ꢀ 炮孔间距 5 m。 分段之间使用编织袋充当填塞物阻隔,填塞物 2 2 的长度严格控制在 500 mm,防止出现殉爆或装药长 度过短的情况。 孔底同样使用填塞物充填密实,防 止顶板淋水将炸药冲出炮孔。 分段装药结构见图 . 2. 2. 1ꢀ 掏槽孔与空孔间距 基于破碎范围理论,掏槽孔与空孔间距计算公 式为 2 。 L = (2 ~ 4)d + D/ 2 , 式中,L 为掏槽孔与空孔间距,mm;D 为空孔直径, 取 102 mm;d 为装药孔直径,取 80 mm。 [ 1] 计算得出 L = 211 ~ 422 mm 。 但是在实际施 工过程中发现,北洺河铁矿顶板破碎严重,即使采用 最大间距也易出现透孔的现象,严重影响爆破效果。 经过多次施工和爆破验证,决定将掏槽孔与空孔间 距定为 500 mm。 同时,参考其他矿山的设计,选用 4 个空孔菱形布置,在增加爆破自由面情况下保证 施工速度。 2 . 2. 2. 2ꢀ 辅助孔和周边孔间距 北洺河铁矿切割天井设计尺寸有限,受掏槽孔 和空孔间距增大影响,参照类似矿山布置,将辅助孔 间距定为 1 000 mm,呈正方形与空孔交叉布置。 周 边孔沿切割天井四周均匀布置, 孔间距为 1 000 图 2ꢀ 分段装药结构示意 8 0 ꢀ ꢀ 郑鑫玉ꢀ 翁胜军等:一次成井技术在北洺河铁矿的应用ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 4 月第 4 期 2 . 2. 4ꢀ 起爆方式和起爆顺序 爆顺序下部为 1 段,上部为 4 段;辅助孔起爆顺序下 部为 2 段、3 段,上部为 5 段、6 段,对角炮孔段别一 致;周边眼为 7 段、8 段、9 段、10 段,整体爆破,不分 掏槽孔和辅助孔为孔内分段爆破,先起爆下部 [2] 5 m 炸药,再起爆上部 4. 5 m 炸药 。 采用半秒导 [ 3] 爆管雷管加起爆弹进行孔底起爆,中间掏心孔的起 层 ,起爆顺序见图 3。 图 3ꢀ 炮孔起爆顺序 3 ꢀ 应用效果 炮孔,将顶板危险因素降到最低,并且提高了作业区 按一次成井技术方案,北洺河铁矿先后进行了 内的空气质量,工人职业健康得到保障。 多次切割井爆破作业,爆破后井壁平整规则,崩落高 度均达到顶板 8 m 以上,效果良好,能够为后期正排 爆破提供足够自由面,见图 4。 (3)施工周期短。 一次成井技术方案施工炮孔 耗时 6 个工作班,爆破作业耗时 1 个工作班,总施工 周期 3 d,比原方案缩短 4 d,大大提高了作业效率。 ( 4)施工成本低。 原方案每个切割井施工成本 为 17 640 元,一次成井技术方案总成本为 9 650 元, 节约 7 990 元。 如果按照每年施工 15 个切割井计 算,可节约 11. 98 万元,为矿山降本增效提供了有效 [ 5] 。 的技术支持 4 ꢀ 结ꢀ 语 图 4ꢀ 一次爆破成井效果 北洺河铁矿结合自身地质条件,大胆创新,采用 北洺河铁矿矿床岩性复杂,在矿岩接触带、闪长 岩、灰岩、含黄泥夹层等具有不同代表性的矿体部位 均进行了一次成井爆破作业,先后完成了增加爆破 分段段数、严格控制中间爆破阻断长度以及固定切 割井爆破参数、制定标定模具使其生产标准化等工 作,具有广泛参考意义。 同原切割井施工技术比较, 具有显著优势: 孔内分段一次成井技术使切割天井施工方案得到优 化,降低了劳动强度,改善了作业环境,保证了施工 安全,为降本增效提供了有效的技术支持。 随着开 采深度的增加,矿石分布不集中现象逐渐明显,北洺 河铁矿计划充分利用一次成井的技术优势,多施工 切割天井,避免回采夹在矿石段中的岩石,不仅可以 提高回采矿石品位,还能够减少炸药消耗,降低生产 成本。 一次成井技术具有较好的推广应用价值。 ( 1)作业工序简单。 原作业工序需要进行安装 局部通风系统设施、测量放线、平台搭设、掘进凿岩、 装药连线、平台拆除、爆破出渣 7 道工序,一次成井 技术方案只需要中孔凿岩、装药连线、爆破出矿 3 道 工序,作业工序的减少降低了作业的复杂性和工人 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ [ 1]ꢀ 李延飞,张立新,罗文冲,等. 李楼铁矿一次爆破成井钱柜娱乐游戏平台研究 [J]. 有色金属:矿山部分,2015,67(6):75-77. [ 4] 。 2]ꢀ 路燕泽,李成合,许长新,等. 一次成井技术在石人沟铁矿的应 用[J]. 矿业工程,2013,11(3):19-20. 的劳动强度 2)作业环境得到改善,安全性提高。 7655 型 ( [ [ 3]ꢀ 张云鹏. 爆破工程[M]. 北京:冶金工业出版社,2011. 4]ꢀ 孙明志. 黑山铁矿露天转地下高效开采技术研究[D]. 沈阳: 东北大学,2014. 风动凿岩机掘进施工产生粉尘量较大,施工作业区 域窄,顶板检撬困难,并需搭建高空作业平台,不利 于安全生产。 一次成井技术方案使用中孔台车施工 [5]ꢀ 罗ꢀ 佳,詹ꢀ 进,林卫星,等,欧任泽. 李楼铁矿切割天井形成 8 1
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