露天矿硬岩区域台阶松动爆破参数优化研究_年国辉.pdf

第 14 卷 第 4 期2023 年 2 月黑龙江科学HEILONGJIANG SCIENCEVol.14Feb.2023露天矿硬岩区域台阶松动爆破参数优化研究年国辉，康星星(昌吉雪峰爆破工程有限公司，新疆 昌吉 831100)摘要:为加快露天矿开采进度，提升爆破质量，以新疆某露天煤矿为研究对象，在580 平盘及565 平盘两个硬岩区域同步开展试验。为保证试验结果的准确性，采用相同的钻爆参数进行对比，同时建立硬岩区域钻爆施工档案，对爆破区域挖运情况进行全程跟踪，采用工程质量打分表的形式评比每次的爆破质量，并制定下次爆破试验方案。经多次试验改进后，爆破效果能够达到国家 煤矿安全生产标准化管理体系 一级要求，爆破质量得到甲方及剥离单位的一致认可，确定的爆破参数能够解决硬岩区域爆破施工质量问题，为相同岩石性质钻爆施工提供参考。关键词:钻爆施工;硬岩区域;钻爆参数;爆破质量;剥离进度中图分类号:TD235文献标志码:A文章编号:1674 8646(2023)04 0054 03Optimization of Bench Loosening Blasting Parametersin Hard Rock Area of Open Pit MineNian Guohui，Kang Xingxing(Changji Xuefeng Blasting Engineering Co.Ltd，Changji 831100，China)Abstract:In order to increase the development of open-pit mines，and improve blasting quality，the study takes anopen-pit mine in Xinjiang as the research object，and does synchronization test on 580 flat plate and 565 plate hard rockareas.In order to ensure the accuracy of the test results，the same drilling and blasting parameters are compared，drilling and blasting construction files in hard rock area are established，the comprehensive trace is done on theexcavation and transportation in the blasting area，the quality of each blast is evaluated with project quality scoringtable，and the next blast test scheme is formulated.After the improvement of repeated tests，the blasting effect meets thenational first-level requirements of“Mine Safety Production Standardization Management System”.Blasting quality hasbeen unanimously approved by Party A and the stripping unit，determined blasting parameters can be used to solve theproblem of blasting construction quality in hard rock area.This provides reference for the construction of the same rockquality drilling and blasting.Key words:Drilling and blasting construction;Hard rock area;Drilling and blasting parameters;Blasting quality;Stripping progress收稿日期:2023 01 09作者简介:年国辉(1992 )，男，助理工程师。某露天煤矿剥离采用单斗 卡车间断式开采工艺。由于采坑不断向东推进，硬岩区域逐渐增多，目前自595 平盘开始，自上而下有 6 个台阶存在硬岩区域，大小不等，主要为坚固的砂岩，普氏硬度系数 8 10，为钻爆施工带来了很大的压力。硬岩区域岩石硬度较大且较脆，合理的钻爆参数对爆破质量起着决定性的作用。通过不断调整钻爆参数和钻爆管理方式，经多次爆破试验和数据调整，爆破质量稳步提升。由于矿采坑向东帮推进，硬岩区域逐渐出现并增多，爆破后大块较多，主要表现在爆破区域前排、后排及地表 3 方面。出现爆破大块的主要原因是采用的钻爆参数无法应对突然的岩石性质变化及对硬岩区域的预测存在偏差，爆破质量较差。针对此种情况，需开展爆破试验，寻找与硬岩区域匹配的钻爆参数。1爆破试验为保证试验结果的准确性，在 580 平盘及 565 平盘两个硬岩区域同步开展试验，采用相同的钻爆参数进行对比，同时要求建立硬岩区域钻爆施工档案进行单独管理，对开展试验的爆破区域挖运情况进行全程跟踪，采用工程质量打分表形式评比每次的爆破质量。每次爆破试验完成后进行总结分析，制定下次爆破试验方案。每次爆破试验区域均选在第一次试验区域附近，尽量减少其他变量，以保证试验结果的准确有效。1.1实验 1试验分为 580 平盘硬岩区域和 565 平盘硬岩区域分别进行。采用相同的钻爆参数(见图1、图2)。钻机采用山河智能 SWDR138 切削钻机，采用 133 mm 炮孔，台阶高度为 15 m，孔深设计为 16.5 m(超深 1.5 m)，起爆网络采用数码电子雷管逐孔“V”型起爆方案(17 ms/43 ms)，爆破单耗计划为 210 g/m3。45图 1爆破台阶参数图Fig.1Parameter diagram of the blasting steps图 2装药结构示意图Fig.2Schematic diagram of the loading structure爆破完毕后，两个试验区域地表大块及前排大块较多。跟踪挖运情况，整体来看爆破大块较多，挖运进度缓慢，挖运量一天约为 0.6 万方左右。依据爆破工程质量打分表进行打分，580 试验区域得分 75 分，565试验区域得分 70 分，平均得分为 72.5 分，爆破质量得分过低。两个试验区域爆破质量情况表现基本一致，可以体现结果的准确性，由于钻爆参数设计过大，爆破能量不足，无法满足岩石破碎需求，故下一步计划将孔距、排距缩小，其他参数不变，单耗计划245 g/m3左右。1.2实验 2试验就近在 580 平盘硬岩区域和 565 平盘硬岩区域，将孔距由 8 m 调整为 7.5 m，排距由 6 m 调整为5.5 m。为保证试验结果准确性，依旧采用 7 排孔进行爆破试验，故爆破试验区域宽度调整为 36 m，钻机采用山河智能 SWDR138 切削钻机，采用 133 mm 炮孔，起爆网络采用数码电子雷管逐孔“V”型起爆方案(17 ms/43 ms)，爆破单耗为 240 g/m3。爆破施工完毕后，两个试验区域地表及前排大块较多。跟踪挖运情况，其他部位大块明显减少，但挖运效率较其他软岩区域相比较低，挖运量一天约为 0.8万方左右。采用工程质量打分表进行打分，580 试验区域得分 82 分，565 试验区域得分 86 分，平均得分为84 分，质量得分较低。两个试验爆破质量情况表现基本一致，可以体现结果的准确性。由于前排抵抗线较大，地表填塞段过长，导致地表及前排大块过多，其他部位较实验 1 相比大块明显减少，表明实验 1 结论正确，故下一步计划将孔距、排距进一步缩小，同时缩小前排抵抗线长度及填塞长度，单耗计划 300 g/m3左右。图 3爆破台阶参数图Fig.3Parameter diagram of the blasting steps图 4装药结构示意图Fig.4Schematic diagram of the loading structure1.3实验 3试验就近在 580 平盘硬岩区域和 565 平盘硬岩区域，将孔距由 5.5 m 调整为 5 m，排距由 7.5 m 调整为7 m，边眼距由 3 3.5 m 调整为 1.5 2 m，填塞长度由 4.5 m 调整为 3.8 m。为保证试验结果准确性，采用7 排孔进行爆破，故爆破试验区域宽度调整为 32 m，钻机采用山河智能 SWDR138 切削钻机，采用 133 mm炮孔，起爆网络采用数码电子雷管逐孔“V”型起爆方案(17 ms/43 ms)，爆破单耗为 300 g/m3。爆破施工完毕后，两个试验区域前排大块明显减少。跟踪挖运情况，其他部位大块也明显减少，地表大块减少不明显，挖运效率较实验 2 提升较多，挖运量一天约为 1.4 万方。采用工程质量打分表进行打分，580试验区域得分 88 分，565 试验区域得分 90 分，平均得分为 89 分，质量得分较好。由于地表填塞段部分爆破能量不足，无法对地表岩石进行充分破碎，但若再次减小填塞段长度势必会导致因填塞长度不足而发生冲孔情况，导致更多爆破能量泄露，无法完成整体岩石的充分破碎，故为提高地表填塞段爆破质量，提出在两排孔之间错位增加辅助孔进行爆破试验，辅助孔深度根据填塞长度制定，单耗计划 310 g/m3左右。55图 5爆破台阶参数图Fig.5Parameter diagram of the blasting steps图 6装药结构示意图Fig.6Schematic diagram of the loading structure1.4实验 4试验就近在 580 平盘硬岩区域和 565 平盘硬岩区域，除在两排孔之间错位增加 3.5 m 辅助孔外，其余参数均采用实验 3 参数进行爆破试验，孔距 5 m，排距7 m，边眼距 1.5 2 m，最小抵抗线为 4 5 m，填塞高度为 3.8 m，辅助孔填塞高度为 2.7 m，采用 7 排孔进行爆破，爆破区域宽度为 32 m，钻机采用山河智能SWDR138 切削钻机，采用 133 mm 炮孔，起爆网络采用数码电子雷管逐孔“V”型起爆方案(17 ms/43 ms)，爆破单耗计划为 310 g/m3。爆破施工完毕后，两个试验区域地表大块明显减少，挖运效率较实验 3 有所提升，挖运量一天约为 1.8万方，基本与其他软岩区域相等。采用工程质量打分表进行打分，580 试验区域得分 96 分，565 试验区域得分 98 分，平均得分为 97 分，质量得分良好。后期，又在两个区域采用实验 4 参数进行爆破施工，爆破质量表现依旧良好。图 7爆破台阶参数图Fig.7Parameter diagram of the blasting steps图 8辅助孔装药结构示意图Fig.8Schematic diagram of the auxiliary pore loading structure图 9装药结构示意图Fig.9Schematic diagram of the loading structure2结束语由上述几次试验改进后，该露天煤矿硬岩区域采用实验 4 参数进行爆破，同时做好现场施工质量管理，爆破效果能够达到国家煤矿安全生产标准化管理体系 一级要求，爆破质量得到甲方及剥离单位的一致认可。此爆破参数能够解决硬岩区域爆破施工质量问题，为相同岩石性质钻爆施工提供参考。参考文献:1 戴林，李思维.黑山露天矿爆破参数优化数值模拟研究J 爆破，2021，38(04):101 107.2 吴双休，王天龙，王飞.黑沟露天矿大孔径预裂爆破参数优化及应用J 云南冶金，2021，50(04):10 14.3 秦贵成.安家岭露天矿台阶爆破方案参数优化J 露天采矿技术，2020，35(04):102 104.4 赵华.基于采场生产成本的梅岭露天矿爆破参数优化J 露天采矿技术，2020，35(04):12 14.5 李明.某露天矿岩层台阶爆破优化分析J 现代矿业，2020，36(04):75 76，82.6 马力，涂宇航，马成卫，等.露天矿台阶深孔大孔距小排距爆破参数优化 J 中国科技论文，2019，14(05):506 509.7 韩万东，王志军，岳宏辉.基于 BP 神经网络的露天矿爆破参数优化研究 J 煤炭技术，2018，37(11):4 5.8 肖双双，马力，丁小华.基于多目标规划的抛掷爆破台阶参数优化 J 煤炭学报，2018，43(09):2422 2431.9 杜国庆.关于露天矿层状岩体爆破抛掷方向及参数优化分析J世界有色金属，2017，(10):200 201.65