大梁铅锌矿Ⅰ＃矿体中深孔爆破参数优化研究

王庆贤

（会东大梁矿业有限公司，四川 凉山 615205）

大梁铅锌矿Ⅰ＃矿体中深孔爆破参数优化研究

王庆贤

（会东大梁矿业有限公司，四川 凉山 615205）

针对矿山现有爆破效果大块率高等现象，通过分析其产生的原因，采取了大孔距小抵抗线等改进措施，适时地改变了爆破参数，改进了爆破工艺及爆破条件，获得了良好的爆破效果，为矿山创造了良好的经济效益和社会效益。

大块率；参数优化；大孔距；小抵抗线；改进措施

会东大梁子铅锌矿矿区位于康滇地轴东缘，凉山断褶带东南角和东川台拱西北交接部位，其位于康滇地轴中段大桥向斜的东翼，为一倾向北西西－北西的单位斜层，铅锌矿则产于震旦系灯影组含硅质白云岩中。

矿床由两个矿体组成。Ⅰ＃矿体为主矿体，占总储量的99%，产在两个断层破碎带中，为厚大的透镜体。Ⅱ＃矿体规模较小，走向长100 m，平均厚7.5 m，铅0.73%，锌7.25%，铅锌比为 1∶10。其中，Ⅰ＃矿体位于矿床中部，受构造和岩性的双重控制，与成矿关系密切的断裂构造主要有F15、F25、F8、F9、F6、F5和F13、F14、F23；含矿岩性主要为震旦系上统灯影组上部的白云岩和会东铅锌矿所特有的地质体——黑色破碎带。

矿体大致呈东西向展布，西起27线，东至14线，北起F15北侧，南到F5南侧，走向长690 m，厚0.81～199.79 m，平均厚59.67 m，面积约0.19 km2，平均厚度变化系数88.19%。该矿体倾向北东，局部反倾，倾角较陡，一般均大于75°。

根据矿体的赋存条件，该矿山采用崩落采矿法。具体的矿块参数：凿岩巷间距12 m，阶段高度50 m，分段高度12 m。回采时，在分段凿岩巷道中用中深孔进行凿岩，首先进行中深孔拉槽爆破形成自由面，然后采用垂直扇形中深孔爆破落矿，每次爆破3排以内，爆落矿体用无轨设备运输到脉外溜井内。

采用现有的爆破参数进行相关爆破时，在出矿过程中发现中深孔爆破存在严重的大块问题或者过粉碎现象，严重影响矿山的正常生产［1～4］。由此带来了一系列的问题，具体表现为：（1）劳动生产率低。出矿功效低，大块往往需要进行二次破碎，占用了大量的时间；（2）材料消耗大。为满足出矿的需要，往往需要二次破碎，其二次破碎的火工材料和爆破器材增多；（3）损失贫化大；（4）安全事故多。大块多二次破碎频繁，相应地增加了爆破事故的风险，恶化了作业条件。

1 优化爆破参数理论——大孔距、小抵 抗 线理论［4，5］

根据岩石爆破机理，矿岩爆破破坏是受气体推力和反射应力波共同作用所致。缩小抵抗线可使岩体中由应力波产生的径向裂隙发育程度相对增多，其裂隙在岩体的脆弱面上能够延伸接近自由面，并在高压气体作用下，得到块度较为均匀的岩石。增加孔底距，可使爆破时间在孔底得到延长，相对地提高了爆破能量的利用率，岩体得到充分的破碎，从而减少了大块，改善了爆破效果。

在保持孔网面积S和单位炸药消耗量不变的情况下，增大孔底距a和减少抵抗线w，能使炮孔密度系数m增大，爆破能量得到充分的利用。

2 优化参数试验

2.1 爆破参数的选取

传统井下中深孔爆破一般采用的密集系数基本上为0.8～1.2，但实践结果表明，在此密集系数的情况下，矿石爆破块度和大块率都很难取得理想的效果。国内外对密集系数的合理取值，一般都是参照经验值，难以形成统一的认知和标准。

国内外对中深孔爆破参数的研究，提出过大孔距、小抵抗线理论。上个世纪80年代，自从瑞典的兰考费斯在有机玻璃模型上进行增大m值的试验，发现m值增大到3～8均可获得良好的破碎效果之后，许多国家相继开始试验和应用。澳大利亚的哈根博士认为孔距不应大到使爆生气体在充分穿透孔间裂隙之前从自由面逸出，据此原则计算出的最值m值为2.59，并建议m值不超过3.0。前苏联许多矿山一般也m＝3.5～4.5。弗理波夫认为m＝2.5、雷柯夫斯基认为m＝3.5时破碎效果最好。日本的佐佐宏一建议m＝3～6。美国的C·E·Grefory等人认为m＝2为好等［6］。

根据矿山的实际情况或查阅相近工程实例文献，确保不出现悬顶情况下，保守的取值w＝1～1.2 m，a＝2.2 m，m＝1.83。

对CZ34－2采场2 104 m分段前10排进行试验，爆破参数修改后和原设计参数对比见表1。通过表1可知，改进后（方案2）分段钻孔总m数最少，最为经济；如果选用方案1，爆破效果会更好，但方案1和原方案钻孔总m数相近，没有方案2经济。综合考虑选取方案2更为合理。

表1 各爆破参数对比表

通过爆破方案的改进，将原方案改成方案2，即排距1.4 m、孔底距1.8 m分别改为排距1.2 m，孔底距2.2 m，炮孔的密集系数得到提高。

究其原因，原有矿山中深孔爆破的相关参数为：排距1.4 m，孔底距1.8 m，密集系数m为1.21，考虑到矿山爆破设计的爆破大块率等，改为参数排距1.2 m；孔底距2.2 m。对这两种参数进行分析对比，如图1所示。图1（a）中爆破参数为1.2 m×2.2 m（排距×孔底距），图1（b）中为原有方案参数1.4 m× 1.8 m（排距×孔底距）。

图1 爆破参数对比图

分析图1可得，图1（a）中粗线范围内为炮孔距离小于排距区域，即这个区域内炮孔间距小于1.2 m。根据爆破爆轰波传播理论，此范围内的炮孔首先被击穿后脱离母体，后排炮孔炸药对其影响变小。同理，图1（b）中图上标示的范围内炮孔距离小于1.4 m。通过对比，明显发现b图的影响区域远大于a，这是导致爆破产生大块的主要原因之一。

2.2 爆破优化措施

2.2.1 采用奇偶排相互交叉炮孔布置

原来没有采用前后排炮孔交叉布置。改进后采用奇偶排相互交叉炮孔布置，这样前后排相当于梅花形布孔，有利于减少大块率。

2.2.2 采用同排分区域分段爆破

某排炮孔雷管段位标号具体布置见表2及图2所示。

表2 炮孔雷管单位标号

2.2.3 控制孔口不装药长度，

降低孔口装药密度。参照孔口距理论，爆破设计每排炮孔孔口间隔预留1～3 m的不装药长度，装药过程中严格按设计预留孔口不装药长度。

图2 炮孔雷管段位标号布置图

2.2.4 控制各个分层的回采进度

由于铲车不能进入空区出矿，如果上一分层回采速度过快于下一分层回采速度，上下分层产生的台阶过大。上一分层矿房的两边矿石不能出空，在台阶上留了很多矿石，在回采这一分层时会产生补偿空间不足，爆破效果不理想。

2.2.5 加强孔底装药密度

由于孔底距大，耗能多。装药时在孔底放了一个起爆药卷，放入起爆药卷后，保护了雷管和岩壁的摩擦，提高了安全系数，同时提高了起爆能力。要求装药主操作手在装孔底时退管速度要适当放慢。

2.2.6 合理安排爆破排数

参照相关工程经验，每排爆破延时合理间隔时间为25 ms，由于现阶段使用的毫秒雷管只有前5段延时为25 ms，所以每次爆破排数不宜超过3排。

2.3 爆破参数优化效果

修改爆破参数后穿孔总米数减少，同时也节约了炸药；延米崩矿量提高到5以上；炸药单耗由原来的0.51左右降低至0.46左右，工程取得了良好的预期效果。由图3所示，图3（a）表示方案2（调整爆破参数后方案）的爆破效果图，图3（b）表示原爆破参数爆破效果图。

图3 改进爆破参数与原有爆破参数爆破效果对照图

由图3可以看出，相对于原有爆破方案，调整后的爆破参数，其爆破块度比较均匀，大块率少，取得了良好的爆破效果。

3 结 语

1.针对中深孔爆破产生大块率和过粉碎等现象，分析其产生的原因，通过采取改变孔距及抵抗线等因素，将原方案的爆破参数排距×孔底距由1.4 m ×1.8 m改成1.2 m×2.2 m，改变了密集系数，大大提高了爆破效果。

2.通过采用爆破优化措施，如炮孔布置采用奇偶排相互交叉炮孔，采用同排分区域分段爆破等措施，改善了爆破条件，减少了大块率，爆破单耗降低，取得了良好的爆破及经济效果，为类似矿山爆破提供了一定参考依据。

［1］贺小庆.中深孔爆破落矿中降低大块率的途径［J］.黄金，2004，（6）：10－13.

［2］吴沅声.中深孔落矿在广西大新锰矿的应用［J］.中国锰业，2010，28（4）：44－46.

［3］沈慧明，吴爱祥，余佑林，等.狮子山铁矿中深孔爆破参数优化设计研究［J］.中国钼业，2003，（1）：14－18.

［4］王章，李国平，高元宝，等.大孔距、小抵抗线爆破参数的探讨［J］.矿业快报，2006，（8）：76－78.

［5］张宝良.大孔距、小抵抗线爆破技术在地下中深孔采场的试验［J］.金属矿山，2009，（增刊）：458－461.

［6］葛勇.宽孔距小抵抗线位差爆破技术研究［D］.阜新：辽宁工程技术大学，2004.

The Research on the Optimization of the Deep Hole Blasting Parameter inⅠ＃Orebody of Daliang Lead-zinc Mine

WANG Qin-xian

（Huidong Daliang Mining Co.，Ltd.，Liangshan 615205，China）

Aiming at the phenomenon of the blasting effect of the higher block rate，by means of analysis of its causes，it takes the improvement measures of the big hole pitch and small resistance，timely changes the blasting parameters，and improves blasting technology and blasting conditions，which has obtained the good blasting effect and created a good economic benefit and social benefit for the mine.

lump ore；parameter optimization；wide borehore distance；burden；improvement measures

TD235.4

A

1003－5540（2015）04－0004－03

2015－05－21

王庆贤（1983－），男，助理工程师，主要从事采矿生产技术安全与管理工作。