陳化南，李家樹，趙青松，王  健

（遼寧成遠(yuǎn)爆破股份有限公司，遼寧 遼陽  111200）

摘  要：目前我國多數(shù)的地下金屬礦山采礦爆破工作多采用風(fēng)動(dòng)裝藥器進(jìn)行裝藥，此種裝藥方式存在諸多的安全問題和施工問題。利用井下混裝乳化炸藥車裝藥大大的改善了裝藥器裝藥帶來的問題，并較好的改善了爆破效果。

關(guān)鍵詞：地下金屬礦山；混裝乳化炸藥；回采爆破

1  工程概況

遼陽順鋒鋼鐵有限公司棉花堡鐵礦位于遼寧省遼陽市東北部，行政區(qū)劃隸屬于燈塔市柳河子鎮(zhèn)棉花堡村管轄。礦區(qū)西距燈塔市27 km，西南距遼陽市37 km，西北距沈陽市38 km，東南距本溪市22 km。礦區(qū)交通方便，東距沈陽～丹東鐵路線歪頭山車站9 km，西距長(zhǎng)春～大連鐵路線燈塔車站27 km，本溪～燈塔省級(jí)公路通過本區(qū)。交通較方便，詳見交通位置圖。

礦區(qū)中心地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：123°35′15″，北緯：41°26′51″。

 圖1  交通位置圖

2  礦山礦床水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)

礦區(qū)位于山巒起伏溝谷相切的丘陵區(qū)，礦區(qū)含水層可分為第四系礫石含水層^[1]、基巖風(fēng)化裂隙含水帶及深部構(gòu)造含水體。礦坑充水的主要因素為大氣降水，第四系坡積層、礦體以及圍巖均含水微弱，深部構(gòu)造發(fā)育有限，無豐富的補(bǔ)給水源。

礦體的西側(cè)巖石由石英云母片巖、變粒巖、石英巖、大理巖、云母石英巖及混合巖等組成。礦體東側(cè)巖石為透閃陽起石英巖、石榴陽起云母石英巖、混合巖。礦區(qū)內(nèi)縱、橫斷裂構(gòu)造發(fā)育，其附近巖、礦石多破碎，穩(wěn)固性較差，巖、礦石極易脫落。礦體及圍巖整體上完整性較好，但局部存在構(gòu)造裂隙發(fā)育段^[2]。

礦區(qū)范圍內(nèi)地形地貌部分遭到開采破壞，局部對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了影響，區(qū)內(nèi)淺層第四系水亦受到一定的污染。根據(jù)中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖，本區(qū)抗震設(shè)防烈度為VI級(jí)地震烈度帶，設(shè)計(jì)地震峰值加速度為0.05 g。

3  爆破作業(yè)裝藥方法

礦山目前正在進(jìn)行-105 m以上地下開采建設(shè)。

露天境界外-105 m以上地下開采采用無底柱分段崩落法，分段高度15 m，進(jìn)路間距15 m，采用豎井和主斜坡道聯(lián)合開拓，2018年投產(chǎn)，投產(chǎn)規(guī)模144萬t/a，第2年達(dá)產(chǎn)200萬t/a。

采用爆破方法崩落礦石，在試生產(chǎn)的階段采用了BQF-100型風(fēng)動(dòng)裝藥器進(jìn)行裝藥作業(yè)，在裝藥過程中發(fā)現(xiàn)風(fēng)動(dòng)裝藥器^[3]存在以下問題：

圖2  BQF-100風(fēng)動(dòng)裝藥器

（1）存在安全隱患。風(fēng)動(dòng)裝藥器的返粉^[4]彌漫于巷道空氣中問題；所裝填成品炸藥本身具有雷管感度問題；成品炸藥運(yùn)輸、儲(chǔ)存、發(fā)放多環(huán)節(jié)安全管理問題等等均為安全生產(chǎn)埋下了禍根。

（2）造成浪費(fèi)和污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)動(dòng)裝藥器的返粉率可達(dá)30%，這一現(xiàn)象不但造成了炸藥巨大浪費(fèi)，而且會(huì)造成周圍環(huán)境污染，為現(xiàn)場(chǎng)工人帶來職業(yè)危害。

（3）勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)效率低。需要人工將炸藥扛至工作面，裝藥速度低，一般在20 kg/min左右。

（4）影響爆破質(zhì)量。掘進(jìn)爆破^[5]為不耦合裝藥，循環(huán)進(jìn)尺炮孔利用率較低，通常為0.85-0.9。裝藥質(zhì)量差，容易產(chǎn)生斷藥現(xiàn)象。

后經(jīng)過到外地井下金屬礦山考察，引進(jìn)了井下專用混裝乳化炸藥車進(jìn)行機(jī)械化裝藥，大大改善了風(fēng)動(dòng)裝藥器存在的不足，相比之下，混裝乳化炸藥車機(jī)械化裝藥有以下優(yōu)點(diǎn)：

 圖3  井下混裝乳化炸藥車

（1）安全?，F(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥車不運(yùn)輸成品炸藥，料倉內(nèi)盛裝的是炸藥原料及半成品，這些原料及半成品在自動(dòng)控制下按一定的比例在現(xiàn)場(chǎng)混制成炸藥并裝入炮孔。

（2）配方簡(jiǎn)單。該車所用原材料來源廣、價(jià)格相對(duì)低廉。

（3）污染小。與風(fēng)動(dòng)裝藥器相比，對(duì)環(huán)境污染小，并且保證了工人的身體健康。

（4）計(jì)量準(zhǔn)確。計(jì)量誤差小于±2％。

（5）自動(dòng)化程度高。炸藥原料匹配供給，裝藥速度和單孔裝藥量都在計(jì)算機(jī)控制下自動(dòng)進(jìn)行。

（6）裝藥效率高。使用螺桿泵輸出裝藥的每分鐘可裝填20—250 kg、使用螺旋輸出裝藥的每分鐘可裝填200—450 kg。是裝藥器效率的數(shù)十倍。

（7）現(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥車現(xiàn)制現(xiàn)裝，無需炸藥庫，即節(jié)約了建庫費(fèi)用與保管費(fèi)用，又無保管中的安全問題。

（8）爆破效果好。炸藥各組分的比例實(shí)現(xiàn)了智能化控制，比例非常準(zhǔn)確。實(shí)現(xiàn)了從孔底裝藥，炸藥和炮孔耦合性好，提高了裝藥密度，并且在同一個(gè)炮孔內(nèi)可裝填不同密度、不同種類的炸藥，使炸藥能量得以充分發(fā)揮，降低了大塊率，克服了根底，爆破效果令人滿意。與常規(guī)的包裝炸藥相比可擴(kuò)大孔網(wǎng)參數(shù)約20％—30％，減少炮孔量25％—30％。鉆爆成本明顯降低。

（9）現(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥車^[6]取代了炸藥加工廠，該車只需要一個(gè)與之配套的地面站（固定與移動(dòng)都可），地面站是炸藥原料貯存與半成品加工的地方；地面站與炸藥廠相比：占地面積小，建筑物簡(jiǎn)單，安全級(jí)別低，投資少。

（10）使用方便。不受時(shí)間、運(yùn)輸、庫存量等因素的影響。

4  兩種裝藥方式爆破效果及參數(shù)對(duì)照

表1  兩種裝藥方式爆破參數(shù)

風(fēng)動(dòng)裝藥器爆破效果圖：大塊多，破碎不均勻。

 圖4  風(fēng)動(dòng)裝藥器爆破效果圖

混裝乳化炸藥車爆破效果圖：破碎塊度好，爆堆堆積好

 圖5  混裝乳化炸藥車爆破效果圖

5  結(jié)束語

在遼陽順鋒鋼鐵有限公司棉花堡鐵礦地下采礦爆破作業(yè)中，經(jīng)過兩種裝藥方式的對(duì)比，無論是在勞動(dòng)強(qiáng)度、炮孔利用率、經(jīng)濟(jì)效益、安全性能、爆破效果等方面，混裝乳化炸藥車機(jī)械裝藥都要優(yōu)于風(fēng)動(dòng)裝藥器裝藥。隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，采礦業(yè)也在突飛猛進(jìn)，混裝乳化炸藥車由于其技術(shù)的安全性和優(yōu)越性，必將會(huì)在地下礦山開采中得到長(zhǎng)足發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

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