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研讨改进魏家峁露天煤矿爆破经济效益的措施

论文导读:

浅谈改善魏家峁露天煤矿爆破经济效益的措施摘 要:本文以魏家峁露天煤矿为研究案例,对改善露天煤矿爆破经济效益做了研究,通过爆破生产,岩层段主要从爆破参数、装药结构、起爆方式三方面入手,改善爆破质量,进而改善爆破经济效益。煤层段根据岩性从装药方式的变化来改善爆破经济效益。
  关键词:露天煤矿;爆破质量;经济效益
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  1 矿区概况
  1.1 矿区位置、环境
  魏家峁露天煤矿位于内蒙古准格尔。露天区南北最长处8.79km,东西最宽处10.02km,面积55km2。矿区夏季炎热干旱,冬季严寒,寒暑变化剧烈,昼夜温差大,冬春季多风,风速大。
  1.2 初步设计
  1)岩层段:魏家峁露天煤矿地处准格尔煤田东南部边缘,地层遭受剥蚀严重,部分地层缺失。岩层的物理参数:抗压强度Rc介于6~60MPa,岩石坚硬性系数f=1~6,属于中等硬度岩石。
  2)煤层段:矿区煤储量丰富,资源可靠。主采为6#煤,煤层厚度6~23.85m,赋存平稳,结构简单。煤层的物理参数:抗压强度一般为6~30MPa,岩石坚硬性系数为f=1~3,属于中硬以下岩石。
  1.3 采区爆破目前状况
  1)炸药的使用:由于采区地势低洼,水资源丰富,爆破炸药选用单一价格昂贵的乳化炸药。
  2)岩层段:采区岩层段,各个部位岩层受自然条件侵蚀严重程度不同,爆破策略单一造成大块、根底、严重破碎等不良效果。炸药用量,二次拉底、破碎均造成爆破费用的提高浪费。
  3)煤层段:煤层段均为水孔,采区采用单一的吊装乳化炸药,这使得原煤破碎严重,对于原煤粒径级配要求高的矿区来说,第一造成乳化炸药的浪费,第二原煤成粉价格优势下滑。
  2 改善爆破经济效益
  2.1 炸药的选取
  目前矿山广泛采用铵油炸药和乳化炸药,两者从爆速、爆轰波方面来说相差不大,破碎效果显著,但两者价格相差大,乳化炸药11000元/吨,铵油炸药7000元/吨,从经济效益角度出发,干孔使用铵油炸药,替代乳化炸药,达到相同爆破效果。另外,铵油炸药为颗粒状,乳化炸药为膏状。装药时铵油炸药装药速度快于乳化炸药,对于一天有多次爆破要求的矿区来说,经济效益显现。
  2.2 改善岩层段爆破经济效益
  改善岩层段爆破经济效益的前提是改善岩层段爆破质量。对于岩层段爆破区域,岩石受自然条件侵蚀不均匀,单一装药结构会造成较差的爆破效果,侵蚀严重的地方,岩石严重破碎,受侵蚀影响小的岩石就会形成大块、根底。如何改善岩石严重破碎、大块、根底是我们改善爆破经济效益的前提。
  2.2.1 大块、根底、严重破碎的产生
  (1)产生的理由
  1)超深影响:一般超深是一致的。但在实际钻孔过程中,就会产生超深偏差的情况。超深偏大的炮孔,装药药柱就会下移,炮孔上部会形成大块。超深偏小的炮孔而言,装药药柱就会偏上,易形成根底。
  2)孔网参数影响:矿区爆破后产生大块、根底的重要理由是孔网参数不合理。当孔排拒选取较大,爆区装药量较小,单耗偏小,整个爆区易出现大块、根底。
  3)炮孔堵塞长度影响:对于炮孔的堵塞长度,应选择岩粉做堵塞物,堵塞长度有严格要求,若堵塞过长,孔口位置容易产生大块,若堵塞过短,容易发生冲孔现象。
  4)抵抗线影响:在抵抗线影响中,最主要的是前排孔抵抗线的影响,在布置前排孔时,要选择合适的前排孔抵抗线,如果前排孔抵抗线偏大,那么爆破时炸药能量难以将前排推出,就会造成整体爆区大块和根脚。
  5)岩石节理、裂隙影响:钻孔过程中,钻头下钻速度骤然加快,应该提高警惕,该处可能因为受节理、裂隙影响。在装药时候,节理、裂隙处会出现漏药现象,导致爆破效果差,大块、根底产生。
  (2)产生的位置
  1)孔口位置:主要因为药柱高度不够,堵塞长度造成。
  2)爆堆其他位置:魏家峁露天煤矿爆破施工中总结,中深孔爆破大块、根底产生的主要部位为地质构造复杂地带,如断层、节理、层理、裂隙、夹泥层及孤石等处、炮孔孔口部位、第一排炮孔前上部临空面、孔网面积偏大的中间位置和底盘抵抗线过大的台阶根部。
  2.2.2 改善经济效益的技术措施
  在魏家峁露天煤矿爆破实践中,爆破参数结合经济效益选取。钻孔直径:通过孔径140mm和120mm试验比对,相同孔网参数(6*4或7*5),相同孔深,孔径140mm装药量大于孔径120mm装药量,爆破效果为前者破碎程度大,爆破成本增加15%。
  装药结构和起爆方式的选取:装药结构在全孔耦合装药、全孔不耦合装药、全孔不均匀不耦合装药中选择,如果岩石结构、走向、节理等认识不清,很容易造成“瞎”装药。起爆方式选择上:通过本平台试验得出大斜线、V型起爆破碎度均好于排间起爆。
  钻孔孔径120mm,装药结构全孔耦合装药(粒状铵油炸药),起爆方式V型起爆,平均单耗0.27~0.3kg/m3。大块率在10.5%左右,根底率7.8%,两者均可以通过破碎锤处理。上述三种参数结合,经济效益最优。
  2.3 改善煤层段爆破经济效益
  煤层段由于满孔积水,炸药选用乳化炸药。在孔网参数、起爆方式不变的情况下,从装药方式入手。煤层台阶高度在4~6m,钻机作业过程中遇到岩石停止钻孔。受水孔、岩石性质影响,选用φ70乳化炸药,装药过程中,该药卷(长30cm、1.2kg)悬浮在炮孔中,无法下沉,尝试过用炮棍将药卷压至孔底,存在两个理由:一是压缩后的药卷延米装药量大,煤层爆破块度过粉,原煤贫化严重。二是炮棍压缩过程中发生过多次导爆管被扯断,导致盲炮多次出现。改善措施:将五个φ70乳化炸药药卷用胶带固结为1m高新药卷(6kg),炮棍辅助下沉。
  三、结论
  (1)改善岩层段爆破经济效益,着重改善岩层段爆破效果,由多次爆破试验表明在炮孔参数合理、装药结构合适、起爆方式适合该矿区的爆破才能取得合理的经济效益,使得在大炮、解炮、根底处理等费用达到最优。
  (2)改善煤层段爆破经济效益,通过在采区多次爆破作业实践总结,将五个φ70乳化炸药药用胶带固结代替传统药卷依次吊装的改善,使得爆破效果优良,经济效果显著。
  参考文献
  [1]魏家峁.内蒙古煤矿设计研究院.露天矿初步设计[R],2008. 全文地址:http://www.7ctime.com/jishujjxlw/lw24354.html
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