武汉理工大学露天采矿第02章 矿岩松碎工作

2020/2/21矿床露天开采第2章矿岩松碎工作2020/2/22第2章矿岩松碎工作第1节矿岩松碎的地位及意义第2节矿岩松碎的方法第3节爆破工作2020/2/232.1矿岩松碎的地位及意义2.1.1矿岩松碎对采装、运输（含排岩）、破碎工作的影响C=f（Cs，Cm，Cy，Cp）2020/2/24•矿岩松碎、采装、运输成本与矿岩块度的关系2020/2/252.1.2各生产工艺对矿岩松碎工作的要求足够的松散储备量，5～10day适宜的块度与粒级满足挖掘机、汽车运输、胶带运输、矿仓破碎机受料口等要求规整的爆堆和台阶形状爆堆：高度、宽度；台阶：根底、伞岩、后冲/裂，底部超深破坏安全与经济2020/2/262.2矿岩松碎的方法机械法松土犁：软层、冻岩中使用，设备简单、易于管理，工艺过程简单、一次松碎量少。硬岩开采中也开始使用机械方法剥离围岩和开采矿石。水力法适用于软岩，采用高压水。存在局限性爆破法2020/2/272.3爆破松碎矿岩穿孔工作2.3.1穿孔工作（一）穿孔设备①潜孔钻机优点：能量损失小，穿孔速度受孔深影响小噪音小用废气排渣，节省动力钻杆寿命长轴压小，钻机轻，钻孔不易倾斜2020/2/282020/2/292.3爆破松碎矿岩潜孔钻机缺点：气缸受孔径限制Φ200mm时，速度低于牙轮钻机，动力消耗高30～40％，成本高台班生产能力计算：v——钻进速度；——时间利用系数；vtη.A602020/2/2102.3爆破松碎矿岩影响钻进速度因素：冲击功和冲击频率风压、排渣风量和风速轴压、转速和扭矩影响钻机工作时间利用系数因素：接杆、移位、修理（不可避免）等备件、风、水、电、卡钻处理（可避免）2020/2/2112.3爆破松碎矿岩②牙轮钻机优点（与潜孔钻机相比）：穿孔效率高2～3倍钻机作业率高15～45％工人劳动生产率高2～3倍穿孔成本低15～25％主要缺点机身重，价格昂贵。2020/2/212牙轮钻机主要参数：钻头的轴压力回转速度压气消耗量注意：各项参数间的合理匹配2020/2/213•其他钻孔设备•液压钻•液压潜孔钻•火钻•电钻2020/2/2142.3爆破松碎矿岩③穿孔设备数量计算及选择计算公式：钻机工作台数N：钻机在册台数N’:注意：当矿岩性质差异较大，采矿和剥离工作制度不同时，应分别计算所需台数，然后再取总和。12mnabkQkN3'kNN2020/2/2152.3爆破松碎矿岩选择孔径特大、大型露天矿：D≥310mm中型露天矿：D=150~250mm小型露天矿：D≤150mm2020/2/2162.3爆破松碎矿岩爆破工作（二）爆破工作为后续的采装工作等提供合适的块度，爆破质量对后续工作影响很大，同时又要保证矿山生产的安全性和合理性，故应高度重视。（中间涉及经济指标、对永久边坡的保护等）2020/2/2172020/2/218好的爆破质量合适的块度（低大块率）爆堆形状（高度、宽度）、集中且有一定的松散度没有根底、伞岩，台阶坡面平整没有后裂、垮坡，尤其对永久边坡较小的爆破振动无爆破飞石、空气冲击波等能促使露天矿生产总成本最低2020/2/2192.3爆破松碎矿岩•总体构思穿孔、爆破采装、运输、破碎边坡稳定性影响（安全）降低单位矿岩的爆破成本2020/2/2202.3爆破松碎矿岩露天采矿涉及的爆破方法深孔爆破（剥离、矿岩）硐室爆破（剥离较多）预裂爆破光面爆破浅孔爆破（二次破碎、修根底等）裸露爆破（二次破碎）2020/2/2212.3爆破松碎矿岩爆破分级爆破工作的关键是选取合理的爆破参数充分考察岩性、地质构造等矿岩的可爆性分级2020/2/2222.3爆破松碎矿岩矿岩可爆性分级（涉及到炸药与岩石匹配）•B.B.里热夫斯基按强度分级——标准单耗岩石的抗压、抗拉、剪切强度和岩石容重。Bq210)(02.05LYBq2020/2/2232.3爆破松碎矿岩在实际爆破中，进行爆破设计时需对计算单耗值进行修正，其修正计算公式为：WZTXLPSHBJKKKKKKqq2020/2/2242.3爆破松碎矿岩②B.H.库图佐夫综合可爆性分级综合炸药单耗、岩石坚固性、岩体裂隙等多方面因素，并以炸药单耗为主。经过大量的数据计算统计，得出炸药单耗的离差（均方差）：制定分级范围时，采用t分布计算，分布范围的界限由下式可得：32172.0qn32117.0qqqSX2020/2/2252.3爆破松碎矿岩研究岩石的可爆性分级，主要目的不是为了进行岩石分级，而是在于根据不同岩石对爆破作用的阻抗能力，预计合理的炸药单耗和所能达到的岩石爆破破碎效果，并以此作为爆破工艺设计的依据。2020/2/2262.3爆破松碎矿岩露天深孔爆破露天深孔爆破一般采用多排孔微差爆破方式。该爆破方式的优点：☻一次爆破量大☻降低爆破震动☻控制爆破方向☻充分利用炸药的爆炸能量☻改善爆破效果2020/2/2272020/2/2282.3爆破松碎矿岩露天深孔爆破（一）确定爆破参数①底盘抵抗线与钻孔直径、装药直径、炸药特性、装药密度、岩石可爆性、要求破碎程度、台阶高度等有关。②孔距a、排距b、炮孔临近系数m③钻孔超深取决于岩石性质、构造，且与底盘抵抗线、炮孔直径及炸药性质有关。超深作用：降低药柱中心克服底盘、底部阻力减少根底2020/2/2292.3爆破松碎矿岩露天深孔爆破④充填/堵塞长度充填不足：炸药能量从孔口冲出，造成岩块飞散，降低爆了破质量充填过大：浪费钻孔，易在充填段产生大块⑤炸药单耗(确定方法)⑥单孔装药量一般采用体积法计算2020/2/2302.3爆破松碎矿岩露天深孔爆破（二）微差时间我国露天矿的实际参数，一般采用25～75ms，硬岩中取小值，软岩中取大值。（三）布孔方式和起爆顺序布孔方式主要有：三角形（梅花形）、方形、矩形起爆顺序：排间顺序、斜线顺序、“V”形起爆、波浪形起爆、中间掏槽起爆、楔形掏槽起爆2020/2/231多排孔微差挤压爆破2020/2/232微差挤压爆破作用原理先爆孔为后爆孔提供新的自由面后爆孔在先爆孔产生的应力消失之前起爆，将形成应力波相互叠加，增强破碎效果岩块在空中运动相互碰撞（挤压），岩石进一步破碎降低了爆破地震2020/2/2332.3爆破松碎矿岩控制爆破露天深孔控制爆破主要用于紧邻露天矿边坡的爆破区域，常用的爆破方式有：预裂爆破光面爆破缓冲爆破