乌努格吐山铜钼矿冻土层爆破研究

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1、乌努格吐山露天铜钼矿冻土层爆破研究摘要：乌努格吐山铜钼矿冬季气温常在-30～-40℃左右，持续时间长达五个月。冬季爆破时，上部冻土层易产生大块影响铲装效率，造成安全隐患。在矿石区块度过大，易造成选矿厂粗碎站堵仓，增加旋回破碎机的故障率，严重时甚至会造成停产。本文根据乌努格吐山冻土层特点，进行了爆破漏斗实验和冬季冻土层爆破参数方案设计，并对所取得的经济效益进行了简要分析。关键词：冻土层爆破；爆破漏斗；比值深度；辅助孔ExperimentalstudyonfrozensoilblastinginWunugetuMo

2、untainAbstract:Thetemperaturesisoften-30-40℃inthewinter.ThewinterislastingfivemonthsinWunugetuMountain.Thelargerocksthatgeneratedofupperpermafrostlayerimpactloadingefficiencyandcauseaccident.Inorearea,thelargerocksareeasytoplugtheGyratorycrusher.Seriously,it

3、istocauseshutdown.Experimentsofblastingfunnelandfrozensoilblastingparameterswerestuiedonthecharacteristicsofsoilfrozenlayerandeconomicbenefitswereanalyzed.Keywords:permafrostblasting;blastingcrater;scaleddepthofcharge;auxiliaryhole乌努格吐山铜钼矿为低品位大型多金属矿床，2009年一期

4、达产，现处于二期投产阶段，二期达产后将形成日处理矿量7.5万t以上，年处理矿量2475万t，年采剥总量3×107m³以上的规模，属于特大型露天金属矿。乌努格吐山铜钼矿位于高纬度高寒地区，冬季平均气温-20℃，最低气温达到-45℃。冬季持续时间长，从10月下旬一直持续到来年4月份。根据近几年的冬季施工总结得知，矿区内冻土层厚薄不均，一般在0.5～3m左右。在开采过程中，冻结层易形成大块，严重影响铲装效率；块度过大时易造成铲装、运输排弃的安全隐患。在矿石区域块度过大，易造成选矿厂粗碎站堵仓、堵塞动锥内腔，增加旋回破

5、碎机的故障率，严重时甚至会造成停产。由于乌努格吐山铜钼矿的气候特点、地质条件和生产规模，没有同类矿山工程实践可以借鉴，只能根据乌努格吐山铜钼矿的气候特点、地质条件和冻土层的形成特点，对冬季冻土层爆破方案进行针对性研究，为高寒露天矿山冻土层爆破施工提供技术指导。1冻土层特点与爆破漏斗理论1.1乌努格吐山铜钼矿冻土层特点乌努格吐山铜钼矿冻土层是由固体矿物颗粒、粘塑性冰包裹体、未冻水和强结合水以及气体包裹体组成的复杂四相体。乌努格吐山铜钼矿冻土层呈现厚薄不均，越往下厚度增加的特点。冻土层的强度与温度有关，随着温度的降

6、低强度增大，最后趋于稳定；还与含水量有关系，随着含水量的增加强度增大，增大到一定数值后，随着含水量的增大强度减小，并趋于纯冰的强度。乌努格吐山铜钼矿处于高纬度高寒地带，最低气温达到-45℃，这决定了乌努格吐山铜钼矿冻土层温度低；年降水量平均为257.8mm，年蒸发量平均为1417.2mm，这就决定了乌努格吐山铜钼矿冻土层的含水量低。这样乌努格吐山铜钼矿冻土层具有其他地区冻土层所不具备的特点，这就需要组根据乌努格吐山铜钼矿冻土层特点制定相应的爆破方案。1.2爆破漏斗理论利文斯顿爆破漏斗理论是一套以能量平衡为基础的

7、岩石破碎爆破漏斗理论。在同种固体介质中埋置一定的炸药，由于埋置深度的改变，将会产生不同的爆破漏斗。当药包埋置深度减小到刚好由内部作用转为表面介质开始发生明显破坏，脆性介质将片落，塑性介质将隆起，此时埋深为临界深度。如果药包重量不变，埋置深度再进一步减小，则因抵抗线减小，表面介质的片落或隆起现象更加显著，爆破漏斗体积增大。当药包埋置深度减小到某一界限值时，爆破漏斗体积达到最大值，此时埋深为最佳深度，再减小埋深，漏斗体积也将减小，直至减小到零。由于固体介质性质不同，在一定炸药量条件下，其临界埋置深度也各不相同。由此

8、，临界埋置深度Lc与炸药量Q的关系用式（1）表示：（1）式中Lc—药包临界埋置深度，m；—形变能系数；Q—装药量，kg。在爆破工程中，为了充分发挥炸药的能量，对某一特定的介质和在一定的装药条件下，重要的是找到最佳埋置深度，进而确定最佳埋置深度比。2冻土层爆破漏斗试验本次冻土层爆破漏斗试验目的在于确定最佳埋置深度比，给冻土层爆破试验设计辅助孔时装药量与埋置深度提供技术依据。2.1试验区冻