CN102221315A - 一种集束孔多分层爆破方法 - Google Patents

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陈何
王湖鑫
刘建东
孙忠铭
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本发明公开了一种集束孔多分层爆破方法，方法包括以下步骤：a)在采场中间开设5－8个Φ120mm-Φ165mm炮孔，这些炮孔组成环形集束孔，束内孔间距0.5-0.86m；集束孔间距，即两相邻环形集束孔中心点之间的距离6.5m-7.5m，沿采场边界布置孔间距0.5-0.86m的双孔，双孔之间间距6.5m-7.5m，并与束孔错开布置，在每个所述炮孔的底部安装有堵孔塞；b)每个炮孔分为多层，每层的高度为6.5m-7.5m，在每层内自下而上分别设有填充物和炸药，在炸药内埋有雷管，其中填充物为3m-4m；c)同一分层内的炮孔同时起爆，分层之间采用微差间隔起爆，微差间隔时间25ms-50ms。集束孔多分层爆破方法方式落矿解决了通常分层落矿采矿时爆破频繁的问题，缩短采场回采周期，提高开采强度。

Description

一种集束孔多分层爆破方法
技术领域
本发明涉及采矿领域，尤其涉及一种集束孔多分层爆破方法。
背景技术
采矿作业最基本的作业是将整体的矿石破碎成较小的矿石块，使矿石与基岩分离，从而将矿石开采出来。爆破方法作为目前金属矿采矿中最广泛和最有效的破碎岩石的手段，在可以预见的将来，仍将是破碎硬至坚硬矿岩的普遍采用和最有效的方法。
深孔爆破采矿作为采矿生产中一种安全、高效、低成本和大规模的采矿方法，在许多低品位矿山和厚大矿体中被广泛采用。高阶段大直径深孔采矿法采场结构合理，凿岩效率高，爆破工艺先进，一次崩矿量大，出矿集中连续，机械化程度高、作业安全，采场生产能力和劳动生产率高，目前已在我国许多矿山得到了广泛的应用。采场爆破需要在爆破作用方向形成一定的自由空间。高阶段大直径采矿法主要形成了以下几种不同的采用爆破方法形成自由空间与崩落矿石的方式：VCR法、VCR法切槽--全孔侧向爆破、VCR法切槽一分段侧向爆破、集束孔高分层爆破。
采用球形药包爆破的VCR法，以拉底层为初始自由空间，水平分层下向爆破落矿。VCR法切槽是在较小范围采用VCR法形成切槽，作为侧向爆破的自由空间。与单孔的VCR法类似，集束孔高分层爆破是利用集束孔具有更大当量直径的球形药包进行爆破的方法，可实现矿体高分层崩落。
集束孔球形药包爆破技术是北京矿冶研究总院在长期地下矿大直径深孔爆破试验研究的基础上提出的一种爆破技术。束状深孔爆破是以数个密集平行深孔形成共同应力场的作用机理为基础的深孔爆破技术。其基本概念是：由数个间距为3~8倍孔径的密集平行深孔组成一集束孔，集束孔装药同时起爆，对周围岩体的爆破作用视同一个更大直径（等效直径）的炮孔的爆破作用。由于可以以一集束孔的共同作用设计爆破参数，在工程应用方面有很大的灵活性和实用性。
与单孔爆破不同，集束孔爆破形成的共同应力场应力波波阵面具有一定的厚度，应力波峰值作用于岩石的时间更长、冲量更大、应力动能量密度大，有利于增加爆破中远区的破碎作用。试验表明，集束孔爆破的叠加作用会使应力波峰值略压力低于等效大孔，如果叠加后的峰值足以破坏岩石，那么等效大孔高出的部分就相当于被浪费掉了，所以集束孔能量利用率更高。
大直径深孔VCR法以及集束孔爆破，单次爆破的矿层数大多数情况下为一层。Φ165mm孔径的单孔VCR法崩矿高度3.0m左右，集束孔崩矿高度7.0m左右。一个60m切割槽或水平分层落矿，单层爆破需进行10次左右的集束孔爆破，单孔VCR法则需进行20次左右的爆破，较大程度上制约着采矿工效。多次爆破作业不仅爆破效率低，而且还可能因爆破震动与冲击造成炮孔堵塞，给下次爆破带来困难。在较破碎的矿段，这种现象情况更为严重。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，而设计了具有采矿效率高，安全性好的地下矿山大规模开采集束孔多分层爆破方法。
上述目的是通过下述方案实现的：
一种集束孔多分层爆破方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)在采场中间开设5-8个Φ120mm -Φ165mm炮孔，这些炮孔组成环形集束孔，束内孔间距0.5m-0.86m；集束孔间距，即两相邻环形集束孔中心点之间的距离6.5m-7.5m，沿采场边界布置孔间距0.5m-0.86m的双孔，双孔之间间距6.5m-7.5m，并与集束孔错开布置，在每个所述炮孔的底部安装有堵孔塞；
b)每个炮孔分为多层，每层的高度为6.5m-7.5m，在每层内自下而上分别设有填充物和炸药，在炸药内埋有雷管，其中填充物的高度为3m-4m；
c)同一分层内的炮孔同时起爆，分层之间采用微差间隔起爆，微差间隔时间25ms-50ms。
根据上述方法，其特征在于，束状炮孔分为两层。
根据上述方法，其特征在于，束状炮孔分为两层微差爆破。
根据上述方法，其特征在于，两层束状炮孔中间装填充填物进行间隔。
根据上述方法，其特征在于，所述填充物为河砂、山砂、选矿尾砂、钻孔碴，或者它们的混合物，充填物平均粒径<5mm，含水的质量百分比为5-10%。
根据上述方法，其特征在于，N个直径为d的单孔所组成的集束孔，其所等效单孔直径D按下式计算：D=                                                
Figure 2011101091057100002DEST_PATH_IMAGE001
。
本发明的有益效果：
1.集束孔多分层爆破方法方式落矿解决了通常分层落矿采矿时爆破频繁的问题，采场落矿爆破次数降低40%，缩短采场回采周期，提高开采强度，空场暴露时间短，对围岩称固性有利。
2.减少未爆孔段因频繁爆破震动产生堵塞或孔口冲坏。
3.集束孔多分层爆破方法可改善分层落矿矿石破碎的质量，矿石大块率<4%。
4.多分层爆破，一次崩矿量大，一次落矿总量比单分层提高50%，采场出矿生产能力可提高30%。
5.采场生产能力和作业效率提高，降低采矿成本5－10%。
附图说明
图1是本发明的多分层爆破方法的示意图；
图2是图1的俯视图。
具体实施方式
本发明的一种集束孔多分层爆破方法，方法包括以下步骤：
a)在采场11、12上部的凿岩硐室8中间开设5－8个Φ120mm -Φ165mm炮孔6，这些炮孔组成环形集束孔14，束内孔间距0.5m-0.86m；集束孔间距，即两相邻环形集束孔中心点之间的距离6.5m-7.5m，沿采场边界布置孔间距0.5m-0.86m的双孔13，双孔之间间距6.5m-7.5m，并与集束孔错开布置，在每个所述炮孔的底部安装有堵孔塞2；
b)每个炮孔分为多层9，10，每层的高度为6.5m-7.5m，在每层内自下而上分别设有填充物3和炸药5，在炸药内埋有雷管4，其中填充物为3m-4m；
c)通过炮孔口联结到主起爆网路的导爆管7传爆，炮孔同一分层内的分段雷管同时起爆，分层之间采用微差间隔起爆，微差间隔时间25ms-50ms。
束状深孔爆破是以由数个密集平行深孔形成共同应力场的作用机理为基础的深孔爆破技术。由数个间距为3-8倍孔径的密集平行深孔组成一集束孔，集束孔（直径d）装药同时起爆，对周围岩体的作用视同一个更大直径（等效直径D）炮孔的装药的爆破作用。N个直径为d的单孔所组成的集束孔，其所等效单孔直径D按下式计算：D=
Figure 417076DEST_PATH_IMAGE001
。
d)崩落矿石1通过采场底部出矿结构出矿。
实施例1
铅锌矿：矿体厚度20m，倾角75°沿矿体走向划分为矿块，采用大直径深孔空场嗣后充填采矿法开采。采场长60m，宽20m；采用Ф165mm炮孔下向垂直深爆破落矿，炮孔深度50m。矿房中集束孔为5个炮孔组成，束内炮孔间距0.86m，束间距7.5m。沿采场边界布置孔间距0.86m的双孔，双孔之间间距7.5m，与集束孔错开布置。炮孔内上、中、下三层充填砂长度均为4m，上、下两层炸药装药长度为3.5m。分层高度7.5m。采场落矿采用2分层同时崩落，分层微差起爆时间为25 ms,一次崩落高度14m。采场分4次爆破。Ф165mm炮孔每米炮孔崩矿量31t，炸药单耗0.26kg/t，大块率3.8%，采矿回采场生产能力1200t/d。采用单层爆破，一次崩落高度7m，采场分7次爆破，大块率4.2%，采矿回采场生产能力980t/d。
实施例2
XX铜矿：矿体厚度30m，倾角35°，采用大直径深孔空场嗣后充填采矿法开采。沿矿体走向划分为矿块，矿房宽12m，矿房长40m。采用Ф120mm炮孔下向垂直深爆破落矿，炮孔深度40m。矿房中集束孔为8个炮孔组成，束内炮孔间距0.5m，束间距6.5m。炮孔内上、中、下三层充填砂长度均为3m，上、下两层炸药装药长度均为3.5m。分层高度6.5m。采场落矿采用2分层同时崩落，分层微差起爆时间为50 ms,一次崩落高度13m。Ф120mm炮孔每米炮孔崩矿量12t，炸药单耗0.35kg/t，采矿回采场生产能力800t/d。

Claims (5)

1.一种集束孔多分层爆破方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)在采场中间开设5-8个Φ120mm-Φ165mm炮孔，这些炮孔组成环形集束孔，束内孔间距0.5-0.86m；集束孔间距，即两相邻环形集束孔中心点之间的距离6.5m-7.5m，沿采场边界布置孔间距0.5-0.86m的双孔，双孔之间间距6.5m-7.5m，并与集束孔错开布置，在每个所述炮孔的底部安装有堵孔塞；
b)每个炮孔分为多层，每层的高度为6.5m-7.5m，在每层内自下而上分别设有填充物和炸药，在炸药内埋有雷管，其中填充物的高度为3m-4m；
c)同一分层内的炮孔同时起爆，分层之间采用微差间隔起爆，微差间隔时间25ms-50ms。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，束状炮孔分为两层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，束状炮孔分为两层微差爆破。
4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述填充物为河砂、山砂、选矿尾砂、钻孔碴，或者它们的混合物，充填物平均粒径<5mm，含水的质量百分比为5-10%。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，N个直径为d的单孔所组成的集束孔，其所等效单孔直径D按下式计算：D=                                                
Figure 2011101091057100001DEST_PATH_IMAGE001
。
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