CN105135962A - 一种提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法，该方法包括以下步骤：在爆区台阶上布置炮孔，确定孔网参数，并垂直钻孔；确定装药结构，在炮孔中同时采用分段装药和混合装药的装药结构；确定***：根据***波阻抗与岩石波阻抗的匹配系数选择***；确定***参数，包括底盘抵抗线长度W、孔距a、排距b、超深h、炮孔填塞长度l；起爆，装好***，在炮孔的顶部使用炮泥填塞炮孔，从炮孔的底部反向起爆，并采用孔间微差顺序起爆。本发明通过合理选择孔网参数、装药结构、***、***参数以及起爆位置和起爆顺序，多途径综合作用，充分发挥了***性能，保证了***充分反应，提高了炮眼的利用率，降低了爆岩的大块率和根底的产生。
Description
技术领域
本发明属于矿山***技术领域，具体涉及一种提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法。
背景技术
***质量的好坏，直接影响到采装、运输、粗碎及地震和安全，直接影响到矿山的经济效益。因此，如何提高露天矿***质量已是当前露天矿生产比较突出的问题之一。提高***质量实质上就是要减少大块和根底。
近些年，随着矿业的发展，一些矽卡岩成矿的大型矿床逐渐被开发，但因其矿岩坚固性系数极高（f=16～22），在露天开采中出现了诸如边坡是否安全、***块度不均、大块率偏高、采选效率低、设备磨损严重、成本较高、经济效益低下等问题。
现有***技术往往根据经验实现，从外在因素角度出发，感性地优化措施，缺乏针对性，许多经验已不适应于极坚硬岩石的***，对极坚硬岩石的***质量不佳，会造成大块、根底的产生，从而影响采装设备的效率，仍需采用二次***，增大***成本。因此，进一步研究极坚硬岩石提高***质量的方法已势在必行。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种能有效减少大块和根底的产生，同时能降低***振动、保证边坡平整度和稳定性的提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法，该方法包括以下步骤：
A、布炮孔：在爆区台阶上按三角形的布孔方式布置炮孔，根据露天深孔***设计和要求确定孔网参数，包括每孔孔网面积S和炮孔密集参数m，并垂直钻孔；
B、确定装药结构：在炮孔中同时采用分段装药和混合装药的装药结构，其中分段装药采用空气间隔装药技术；混合装药采用在炮孔底部装入高爆力***，在炮孔上部装入普通***；
C、确定***：根据***波阻抗与岩石波阻抗的匹配系数选择***，所述***波阻抗与岩石波阻抗的匹配系数为0.8-1.0；
D、确定***参数：根据露天深孔***设计和要求确定***参数，包括底盘抵抗线长度W、孔距a、排距b、超深h、炮孔填塞长度l，所述底盘抵抗线长度W=（20-30）d，d为孔径；所述炮孔填塞长度l为装药后炮孔剩余部分的长度，炮孔填塞长度l=（20-25）d，d为孔径；
E、起爆：装好***，在炮孔的顶部使用炮泥填塞炮孔，从炮孔的底部反向起爆，并采用孔间微差顺序起爆，孔间延期时间为3-5ms/m，排间延期时间为10-12ms/m。
进一步地，所述步骤A中每孔孔网面积S由下式确定：S=kπd2/4,式中d为孔径，k取400-900。
进一步地，所述步骤A中炮孔密集参数m为1.0-1.2。
进一步地，所述步骤B空气间隔装药技术中间隔系数为空气间隔段体积与装药总体积之比，用?表示，即：?=V0/V1=l0/l1，V0、V1—空气间隔段体积、装药总体积，l0、l1—空气间隔段长度、装药段总长度，?取0.17-0.25。
进一步地，所述步骤C中确定***时在炮孔底部需要装入的高爆力***为重铵油***，在炮孔上部需要装入的普通***为粒状铵油***。
进一步地，所述步骤D中孔距a和排距b根据步骤A中所确定的每孔孔网面积S以及炮孔密集系数m来确定，其中S=aXb，m=a/b。
进一步地，所述步骤D中超深h由下式确定：超深h=KW，其中W为底盘抵抗线，K取0.28-0.35。
本发明相对现有技术具有以下有益效果：
1、本发明在炮孔底部装入高爆力***，在炮孔上部装入普通***，通过增加爆力，提高了***冲击波的强度，为极坚硬岩石***初始裂隙的扩展创造了有利的条件，保证足够的***能量；同时，本发明采用三角形的布孔方式布置炮孔并采用分段装药和混合装药的装药结构，通过增加***冲量，延长了***应力波和应力反射波的作用时间，为极坚硬矿岩的充分破碎提供一个加强的应力场，保证***能量的利用率。另外，本发明确定了合适的***波阻抗与岩石波阻抗的匹配系数，通过减少***的有益损耗，匹配了与极坚硬矿岩的波阻抗相适应的***，保证***能量的传递效率。
2、本发明在充分综合应用“两增一减”***理念的基础上，通过合理选择孔网参数、装药结构、***、底盘抵抗线长度、孔距、排距、超深、炮孔填塞长度以及起爆位置和起爆顺序，多途径综合作用，充分发挥了***性能，保证了***充分反应，提高了炮眼的利用率，降低了爆岩的大块率和根底的产生，减少地震和冲击波，在提高***效果的同时，保证了边坡的平整度和稳定性。
附图说明
图1为本发明深孔台阶***工程布置示意图；
图2为本发明布孔方式及逐孔起爆顺序示意图。
本发明附图标记含义如下：1—炮孔，3—炮泥，4—普通***，5—高爆力***，6—空气间隔段，7—等边三角形布孔方式，8—孔间微差顺序起爆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1-2所示，一种提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法，该方法包括以下步骤：
A、布炮孔：由于三角形（梅花形）的布孔方式使每个炮孔1承担面积相等、***效果更好，所以在爆区台阶上按三角形的布孔方式布置炮孔1，从能量均匀分布的角度看，等边三角形布孔方式7更为理想；同时确定孔网参数，包括每孔孔网面积S和炮孔密集参数m，每孔孔网面积S由下式确定：S=kπd2/4,式中d为孔径，k取400-900；炮孔密集参数m为1.0-1.2；然后确定钻孔形式并钻孔，由于钻凿倾斜钻孔的技术操作比较复杂，容易发生钻凿事故，而且钻凿速度明显比垂直钻孔慢，在极坚硬岩石中不宜采用倾斜钻孔，所以钻孔形式选择垂直钻孔。
B、确定装药结构：在炮孔中同时采用分段装药和混合装药的装药结构，其中分段装药采用空气间隔装药技术，间隔系数为空气间隔段6体积与装药总体积之比，用?表示，即：?=V0/V1=l0/l1，V0、V1—空气间隔段6体积、装药总体积，l0、l1—空气间隔段6长度、装药段总长度，?取0.17-0.25；混合装药采用在炮孔1底部装入高爆力***5，在炮孔1上部装入普通***4；采用分段装药的装药结构，避免***过于集中在深孔下部，可以充分利用***的能量，从而使台阶中、上部矿岩也能受到不同程度的破碎，降低大块率，使岩石破碎均匀，采用混合装药的装药结构，以适应台阶矿岩阻力下大上小的规律，避免台阶根部产生根底，又减少台阶上部大块的产生。
C、确定***：根据***波阻抗与岩石波阻抗的匹配系数选择***，***波阻抗与岩石波阻抗的匹配系数为0.8-1.0，常用***和岩石的波阻抗值可查阅相关资料获知，通过波阻抗匹配，将***能量的利用效率最大化。根据步骤B中要采用混合装药形式，所选***应为两种或多种，在炮孔1底部要装入的高爆力***5为重铵油***，在炮孔1上部要装入的普通***4为粒状铵油***。
D、确定***参数：包括底盘抵抗线长度W、孔距a、排距b、超深h、炮孔填塞长度l，所述底盘抵抗线长度W=（20-30）d，d为孔径；所述炮孔填塞长度l为装药后炮孔剩余部分的长度，炮孔填塞长度l=（20-25）d，d为孔径；孔距a和排距b根据步骤A中所确定的每孔孔网面积S以及炮孔密集系数m来确定，其中S=aXb，m=a/b；超深h为钻孔超过台阶底盘水平的深度，超深h选取合适可以减少根底的产生，能够提高***质量，超深h由下式确定：超深h=KW，其中W为底盘抵抗线，K取0.28-0.35。
E、起爆：装好***，在炮孔1的顶部使用炮泥3填塞炮孔1，从炮孔1的底部反向起爆，降低岩石的夹制作用，降低大块率，可消除正向起爆时容易出现的起爆药卷被邻近炮眼内装药***“压死”或早爆，同时采用孔间微差顺序起爆8，即采用逐孔起爆技术，逐孔起爆技术的微差时间是影响***效果的重要参数，微差时间分为孔间延期时间和排间延期时间，对于极坚硬岩石，孔间延期时间为3-5ms/m，排间延期时间为10-12ms/m。采用孔间微差***的每个孔均与周围的孔有时空差,因而也有相对运动,并且***时比其它微差方法多一个自由面,炮孔密集系数也较大,块度比较均匀,地震和冲击波减少,减少对未爆岩体的破坏，使用孔间微差***技术可适当地增大孔网参数,可降低大块率和***单耗15-20%，爆堆宽度也能减少1.3-1.5倍。
应用上述提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法对某大型露天矿山***生产，目标矿区主要赋矿岩石为矽卡岩，矿石普氏硬度值f＝19，顶板普氏硬度值f＝16，底板普氏硬度值f＝21，均属极坚硬岩石，钻孔岩芯RQD值在75%以下，岩石质量属中等，完整程度中等。
工程中主要***参数见表1所示。
表1：工程中主要***参数
炮孔底部选用重铵油***作为起爆药包，重量为4kg，炮孔上部选用粒状铵油***，选用数码电子***（孔间微差时间选12ms，排间微差时间选36ms），***后块度均匀，爆堆松散，***质量大大提高。将优化后的***参数应用于生产后，该矿的***效果得到明显的改变，大块率降至7%；采场铲装运输的功效提高了30%，电铲磨耗得到了有效的降低；选厂破磨费用节约了1.2元/吨，取得了较好的采选综合经济效益。
Claims (7)
1.一种提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
A、布炮孔：在爆区台阶上按三角形的布孔方式布置炮孔，根据露天深孔***设计和要求确定孔网参数，包括每孔孔网面积S和炮孔密集参数m，并垂直钻孔；
B、确定装药结构：在炮孔中同时采用分段装药和混合装药的装药结构，其中分段装药采用空气间隔装药技术,混合装药采用在炮孔底部装入高爆力***，在炮孔上部装入普通***；
C、确定***：根据***波阻抗与岩石波阻抗的匹配系数选择***，所述***波阻抗与岩石波阻抗的匹配系数为0.8-1.0；
D、确定***参数：根据露天深孔***设计和要求确定***参数，包括底盘抵抗线长度W、孔距a、排距b、超深h、炮孔填塞长度l，所述底盘抵抗线长度W=（20-30）d，d为孔径；所述炮孔填塞长度l为装药后炮孔剩余部分的长度，炮孔填塞长度l=（20-25）d，d为孔径；
E、起爆：装好***，在炮孔的顶部使用炮泥填塞炮孔，从炮孔的底部反向起爆，并采用孔间微差顺序起爆，孔间延期时间为3-5ms/m，排间延期时间为10-12ms/m。
2.根据权利要求1所述的一种提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法，其特征在于：所述步骤A中每孔孔网面积S由下式确定：S=kπd2/4,式中d为孔径，k取400-900。
3.根据权利要求1所述的一种提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法，其特征在于：所述步骤A中炮孔密集参数m为1.0-1.2。
4.根据权利要求1所述的一种提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法，其特征在于：所述步骤B空气间隔装药技术中间隔系数为空气间隔段体积与装药总体积之比，用?表示，即：?=V0/V1=l0/l1，V0、V1—空气间隔段体积、装药总体积，l0、l1—空气间隔段长度、装药段总长度，?取0.17-0.25。
5.根据权利要求1所述的一种提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法，其特征在于：所述步骤C中确定***时在炮孔底部需要装入的高爆力***为重铵油***，在炮孔上部需要装入的普通***为粒状铵油***。
6.根据权利要求1所述的一种提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法，其特征在于：所述步骤D中孔距a和排距b根据步骤A中所确定的每孔孔网面积S以及炮孔密集系数m来确定，其中S=aXb，m=a/b。
7.根据权利要求1所述的一种提高极坚硬岩石深孔台阶***质量的方法，其特征在于：所述步骤D中超深h由下式确定：超深h=KW，其中W为底盘抵抗线，K取0.28-0.35。
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