在坚硬矿石掘进中掏槽方式选择的实验及应用

窦梅林

(中国五矿集团邯邢矿业有限公司西石门铁矿,河北武安056303)

炮眼排列,是井巷掘进的主要工序,而掏槽方式的选择,是炮眼排列的主要关键,在掘进过程中,由于掏槽方式选择不当,严重的影响爆破效果,一般来说,掏槽方式的选择,是根据矿岩赋存特性,断面大小等因素而定,但在施工过程中,往往被人们所忽视[1]。例如:西石门铁矿南区,为缓倾斜、中厚、类磁铁矿床,沿走向长600m,沿倾向400m,由于矿体赋存面积较大,因此,随着位置的不同,其矿体力学性质也不同,这种变化基本规律,是沿倾向从上盘到下盘,矿岩由较松软到坚硬,其中靠近下盘运输巷附近,有一片非常坚硬,而且柔韧性非常大的矿岩,在这部分矿岩中,仍然按照其它矿岩中的掘进,同样的掏槽方式,因此每掘进1.8m深的一炮,只进0.2～0.3m,通过我们仔细的观察与研究,发现掘进不进尺的主要原因,是掏槽方式选择不合理,因此我们对于各种掏槽方式进行了研究实验,最终选出了合理的掏槽方式。

1 各种掏槽方式的实验

我们根据西石门铁矿南区井巷掘进工程爆破效果和各种矿岩赋存特性综合分析,对实验的掏槽方式,首先从以下三大类选出。

1.1 直孔掏槽

在直孔掏槽中,我们选择的布孔形式;①棱形布置 (图1);②三角形布置 (图2);③箱形布置 (图3);④双三角形布置 (图4);⑤五角形布

1.2 锥形掏槽

在锥形掏槽中,我们选择了三种形式:三角锥形、四角锥形、多角锥形等形式,如图7～图9所示。

1.3 V形掏槽

在V形掏槽中,我们选用两种形式:单层V形布置、双层V形布置,如图10、图11所示。

图1 棱形布置布孔形式

图2 三角形布置布孔形式

图3 箱形布置布孔形式

图4 双三角形布置布孔形式

图5 五角形布置布孔形式

图6 六角形布置布孔形式

图7 三角锥形布置

图8 四角锥形布置

图9 多角锥形布置

图10 单层V形布置

图11 双层V形布置

我们应用创造学中“优化组合法”的原理,综合分析了我们在掘进过程中各类岩石爆破效果,最终选用了三种掏槽形式进行试验。

直眼掏槽中,选用棱形和多角形两种形式;锥形掏槽中,选用三角形掏槽一种形式;V形掏槽中,选用双V形和单V形两种形式[2]。

2 掏槽眼参数的选择

掏槽眼参数的选择,是搞好凿岩爆破的先决条件,因此在西石门铁矿南区掏槽眼试验中,我们对下列主要参数进行了选择。

2.1 炮眼间距

1)对直眼掏槽炮眼间距,按其破碎区半径进行选择:

式中:R。为药卷直径m。

2)对于锥形掏槽和V形掏槽,按其炮眼与工作面夹角65～ 70°,孔底距不小于 (5～12)R。,炮眼深度取1.8m。

2.2 掏槽眼的装药量

掏槽眼装药量可按式 (2)选择。

Q=0.75 lq (2)式中:l为炮眼长度;q为每米炮孔装药量;

选用炸药为φ32mm的2号岩石炸药。

2.3 起爆方式

掏槽眼与辅助眼和周边眼采用半秒差、微差起爆。

3 试验效果

几种试验方式的试验效果如表1所示。

表1 西石门铁矿南区掘进掏槽眼试验效果统计表

从表1中可以看出,双V形掏槽优于其他几种掏槽,按顺序可分为V形、直眼六角形、锥形三角形和棱形,由于锥形掏槽断面有限 (2.8m×2.8m),施工难度较大,因此我们选用了双V形掏槽。

4 结束语

从西石门铁矿南区试验结果来看,掏槽方式的选择正确与否,对掘进效果影响很大,因此在掘进前,应根据矿岩特性,进行掏槽方式选择的试验,同时在掘进过程中,对爆破效果不断进行观察分析,不断改进掏槽方法,最终选择处最优的掏槽方式,实践证明,这是一种行之有效的最佳掏槽方式选择的方法之一。

[1] BH.库特岛佐夫,等.爆破工程师手册 [M].北京:煤炭工业出版社,1992.

[2] 张国旗.铜镍矿掘进生产中应注意的几个问题 [J].新疆有色金属,2010(05):12-13.