第二章 矿山开采(开采工艺、规范化、爆破管理)

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1、第二章矿山开采四、矿山开采工艺基建形成平台的矿山，履带式潜孔钻直接穿孔。未形成平台的地方，须清除表面杂丛，表土太厚的，须挖出表土运走后用小型潜孔钻（KQD100B）穿孔。采用非电毫秒微差爆破。挖机装车，矿车运输至破碎站卸矿平台。露天开采的工艺过程一般为：穿孔、爆破、铲装、运输与排岩，各工序相互衔接、相互影响、相互制约，构成了露天开采的最基本的生产周期。以下分别对各工艺中的主要问题进行介绍：穿孔作业穿孔作业是露天开采的第一道生产工序，其作业内容是采用穿孔设备在计划开采的台阶区域内进行穿凿炮孔，为其后的爆破工作提供装药空间。穿孔工作质量的好坏直接影响着爆破工序的生产效率与爆破质量

2、，在整个露天开采工程中，穿孔作业的成本占矿石开采总成本的10~15％。到目前为止，露天矿生产中广泛使用的穿孔方式有两种：热力破碎穿孔与机械破碎穿孔，但现在普遍用于露天矿穿孔方法是机械破碎穿孔；常用的设备主要有：潜孔钻、牙轮钻与凿岩台车，其中牙轮钻运用最广，潜孔钻次之，凿岩台车只在某些特定的条件下使用。露天矿钻孔设备的选择主要取决于开采矿岩的可凿性、开采规模要求以及设计的炮孔直径。表1-1中主要介绍目前广泛使用的钻机的钻孔原理、可穿凿直径及适用条件。表1-1主要钻机及其相应特性一览表钻孔种类钻孔直径/mm用途钻孔原理一般最大最小牙轮钻机250-310380-44590-100大

3、中型矿山中硬至坚硬的岩石液压机械破碎潜孔钻105-250508-76265-80中小型矿山中硬以上的岩石冲击式机械破碎凿岩台车56-76100-14038-42小型矿山的主要穿孔作业或大型露天矿山的辅助作业冲击式机械破碎爆破作业爆破是露天开采的又一道重要工序，通过爆破作业，将整体矿岩进行破碎及松动，形成一定形状的爆堆，为后续的采装作业提供工作条件。因此，爆破工作质量、爆破效果的好坏，直接影响着后续采装作业的生产效率与采装作业成本。在露天开采的总成本中，爆破大约占15~20％。露天开采对爆破的基本要求（1）适当的爆破贮备量，以满足挖掘机连续作业的要求，一般要求每次爆破的矿岩量应

4、满足挖掘机5-10昼夜的采装需要。（2）有合理的矿岩块度，以提高后续工序的作业效率，使开采总成本最低。总体说来，爆破后的块度应小于挖掘机设备铲斗所允许的最大块度和粗碎机入口的最大块度。（3）爆堆形态好，前冲量小；无上翻，无根底；爆堆集中且有一定的松散度，以利于提高铲斗设备的作业效率；在复杂的矿体中不破坏矿层层位，以利于选别开采。（4）无爆破危害，由爆破所产生的地震、飞石、噪音等危害均应控制在允许范围之内，同时应尽量控制爆破带来的后冲、后裂和侧裂现象。在整个开采过程中，需要根据不同时期的生产要求和爆破规模采用不同的爆破方式。露天开采过程中的爆破作业可分为以下三种：基建时期的剥离

5、大爆破、生产期台阶正常采掘爆破与各台阶水平生产终了期的台阶靠帮（或并段）控制爆破。基建剥离大爆破大爆破的设计原则及要求如下：（1）经济合理性原则。在保证良好的爆破效果的前提下，尽量减少基建投资与工程量，加快基建工程的建设速度，降低爆破成本。（2）爆破设计要求。根据矿山基建期与生产期的整体要求，结合矿床的地形地条件质科学合理的确定大爆破的各项参数和爆破范围，尽量方便施工，不给于后续工程留下隐患。（3）爆破质量要求。爆堆的形状及分布应符合要求，降低大块率，减少边缘欠挖量，爆破后形成的场地要平整。（4）爆破安全要求。在工业场地、重要建筑物或重要设施附近进行大爆破时，必须保证周围环境

6、的安全，在采场边帮附近进行大爆破时，必须保证采场边帮的稳定。生产台阶正常采掘爆破露天台阶正常采掘爆破是在每一台阶分区依次进行的。对于每一爆破区域，当穿孔作业完成炮孔的穿凿后，爆破工序即开始。首先，由爆破设计人员依据穿孔工序所生成的实测布孔图进行爆破设计与计算；设计的内容主要有炸药类型及单耗的选取，炮孔装药结构的设计，每孔装药量与总炸药消耗量的计算，起爆网络及起爆方式设计。然后爆破人员依据爆破方案进行炮孔装药并实施爆破。（1）台阶正常采掘爆破数参及爆破设计露天台阶爆破通常采用多排空间隔起爆方式。图1-1为某矿山一工作面的炮孔示意图，图中爆孔的底盘抵抗线、炮孔规格、布孔方式、起爆

7、顺序及装药结构等都是影响爆破爆破效果和爆破质量的重要因素，因此也是爆破设计所需要确定的重要参数。1）炮孔底盘抵抗线炮孔底盘抵抗线即炮孔中心线至台阶坡底线的最小距离，是影响台阶爆破质量的一个重要因素，其值设置过小，则造成被爆破的岩体过于粉碎，同时产生的爆堆前冲也很大；设置过大时，爆破后容易形成根底与大块。在台阶爆破的优化设计中，存在一最佳底盘抵抗线。实际爆破设计中，设计炮孔的底盘抵抗线通常是根据经验公式选取。计算公式为：式中WP——底盘抵抗线，米；D——炮孔直径，米。为了保证钻机穿孔作业的安全，第一排孔的