石人沟铁矿的炮孔空气间隔装药实践

为提高深凹露天矿的爆破效果,保持边帮稳定,在采场生产爆破和周边孔采用了不同装药结构的孔内空气间隔分段装药,达到了预期目的,并取得显著的经济效益。     

地质构造破坏削弱的露天矿境界附近岩体的开采

在露天矿境界区进行开采和在境界位置形成边帮时,广泛采用特殊穿孔爆破工艺。为了减轻爆破波对境界附近岩体的作用,采取的措施有:减少装药量;采用1排孔或2排孔爆破;使用小直径倾斜钻孔,形成屏蔽隙等。但是,尽管采取上述措施,仍然产生边     

露天矿边帮控制爆破

近年来露天矿开采规模的扩大已使开采效率得到最大的改善,这是有利于采矿工业的。较高的台阶、直径较大的炮孔,以及威力较强的炸药在降低采矿费用方面起了重要的作用。可是,这些措施却导致爆破区域内能量密度的增大,这样就可能在露天矿最终边帮处引起严重的爆破后冲问题。如果不控制爆破后冲,露天矿总边坡角最终势必减缓,且将引起储量回收率降低和     

山坡露天矿的边坡变形

山坡露天矿的开采常伴以多种边帮变形,其原因是山坡露天矿工程地质复杂,围岩为遭受不同程度的热液交代变质侵入岩和喷发岩,岩石强烈裂隙化。边帮变形之所以会引发大量岩石移动,是由于近边帮岩体没有或有很小的侧向支持力。文章强调指出,山坡露天矿的设计应当根据近边帮岩体的详尽工程地质资料进行,同时,必须规定对洪水和暴雨径流的防治。     

露天矿采空区台阶爆破数值模拟分析

露天煤矿在开采的进程中,受到矿区周边许多小煤窑所遗留下来的采空区和巷道的影响,致使工作人员在有采空区或者巷道的区域内爆破时,发生了很多安全隐患。以安家岭露天矿生产过程中所遇到的情况为例,安家岭露天矿在工作帮不断推进的过程中,露天矿工作台阶或者是边帮下都出现了小煤窑开采留下的巷道和采空区,严重影响露天矿爆破效率和效益。就露天矿存在采空区和不存在采空区,在相同爆破条件下,通过Ls-dyna软件进行数值模拟,对其爆破效果做比较。     

北欧露天开采中大直径倾斜炮孔的液压冲击式凿岩

斯堪的纳维亚典型的大型露天矿,岩石坚硬,气候寒冷,品位低,矿体呈复杂的脉状,劳动工资高。为求生存,这些矿山必须尽力提高矿石产量,尽可能减少废石剥离量和最大限度地提高每个工时的产量。本文以两个实例说明用液压冲击钻机打倾斜炮孔是怎样满足这些要求的。斯堪的纳维亚这两座矿山是芬兰克米拉(Kemira)有限公司的锡林耶维(Siilinjarvi)磷灰石矿和挪威赛德瓦兰格尔(Sydvaranger)公司的比吉夫阿列瓦特(Bjφrnevattn)铁矿,它们均采用直径200mm的倾斜炮孔。锡林耶维露天矿是生产爆破时使用倾斜孔,而比吉夫阿列瓦特铁矿则是用倾斜孔进行露天矿最终边帮的削坡爆破。用倾斜孔代替垂直孔的优点是具有较好开采选别性,改善台阶穿孔条件,加陡露天矿的最终边帮和提高安全性。     

伊敏露天矿东端帮变形区成因及治理

2012年10月,伊敏露天矿通过边坡自动化监测系统发现东端帮变形区滑动速度进一步加剧,位移速度由1 cm/d增至6 cm/d。发现边帮滑动后,露天矿立即启动边坡应急预案,制定控制措施,并立即执行。经过近3个月的边坡治理,取得了较好的治理效果,东端帮变形区进入缓慢匀速变形阶段。文中对露天矿东端帮变形区的成因、机理、治理过程进行了分析、总结,并对今后的边帮管理工作提出了建议。     

露天矿靠帮作业设备和工艺的改进

露天矿靠帮作业时,为保护露天矿边帮,必须采用特殊的穿孔、爆破和采装工艺,向露天矿境界推进。因此,要求每个露天矿都要解决下列主要课题: 研究露天矿设计境界内岩体的物理力学     

凹山铁矿边坡自动监测下的靠帮开采

针对马钢集团铁矿石需求和凹山露天矿生产条件,提出了通过边坡自动监测保证露天矿靠帮开采回收残余资源期间生产安全的方法。通过矿山动态地质数据库分析凹山露天矿残余铁矿资源的赋存形态、储量、采剥关系等信息,确定回收范围为东南帮。在露天矿西北帮边坡稳定区域布置1台边坡雷达,对东南帮资源回收区及边坡影响区进行分区域、连续、反复扫描,实时反馈边坡位移和速度,为靠帮开采生产计划编制提供安全保障。通过边坡雷达的连续监测,掌握了边坡形态变化、爆破震动、连续降雨等因素对边坡变形的影响规律。控制爆破会打破原有裂隙的力学平衡状态,但边坡变形只发生在爆破时段,后期通过加强监测可保证爆破影响区边坡安全;降雨对凹山露天矿边坡变形的影响是可逆的,强降雨期间可根据边坡监测结果采取人员、设备疏散等措施。凹山露天矿安全回收挂帮残余铁矿石资源逾5 Mt,创直接经济效益逾1.2亿元。     

大直径深孔爆破安全控制技术

针对大直径深孔采矿法回采存在的爆破规模大、爆破振动强度大、边帮控制困难等问题,以数个矿山多年大直径深孔爆破试验为依托,结合爆破振动监测和数值模拟技术,研究井下大直径深孔爆破安全控制技术。结果表明,空气间隔装药可以实现对高陡边帮和充填体的保护,确保边帮在规模爆破作用下的稳定性,同时极大地减少侧崩爆破的后冲作用。炸药在炮孔长度方向上分布越均匀,爆破破坏效应越小。基于高精度毫秒导爆管雷管的逐孔逐层起爆技术可以增加爆破自由面,增强岩石的破碎作用,同时控制最大段药量,有效降低爆破振动。     

挂帮矿开采低段高无底柱留矿嗣后充填采矿法

残留在露天矿最终边帮上的挂帮矿赋存条件较为特殊,采用传统的地下开采方法开采挂帮矿时,露天矿最终边帮与地下采场的稳定性差、生产效率低。因此,提出低段高无底柱留矿嗣后充填采矿法用于开采位于露天矿最终边帮上的挂帮矿,该方法采用低段高回采,减小围岩的暴露面积;不留底柱,采用中深孔爆破落矿,铲运机出矿,生产效率高;将矿石暂时留在采场,回采后立即充填采空区能有效限制采空区围岩的变形;预留斜顶柱,能够有效提高采空区充填效果。将该方法用于开采大冶铁矿东露天尖ⅠN挂帮矿的开采,实践结果表明：在预留采场与边坡之间的保护矿柱的情况下,该采矿方法能有效保证挂帮矿开采过程中露天矿最终边帮的稳定和采场生产安全,高效地回收残留在露天矿最终边坡上的挂帮矿。     

露天矿临近边帮控制爆破岩石成缝机理的讨论

通过预裂爆破模拟试验，对应力波叠加理论，爆炸气体的“气楔作用”等分别进行了验证，同时以爆破测震为佐证，从理论上否定了预裂爆破，并以充分的证据证明，预裂爆破实施后，根本没有产生预裂缝，留下的半壁孔是实施主爆破时缓冲孔蓄能作用的结果，在此研究成果的基础上，提出了岩石成绩机理的回弹假说，并据此假说提出了一种新的临近近边帮控制爆破方法－蓄能爆破，回弹假说认为爆破的真正动力源是缓冲孔，缓冲孔爆炸后，邻近边帮的岩石受到压缩产生弹性变形，储存了弹性变形能，当有了足够的补偿空间后，岩石在惯性作用下恢复原状，变形能释放产生垂直于炮孔连心线上的拉伸力，当拉伸力大于岩石的结构力时，岩石产生裂缝。     

大直径深孔采矿法采场边孔爆破参数的优化

大直径深孔采矿具有回采效率高以及回采成本低的优势,在会宝岭铁矿得到了广泛应用.但是,大直径深孔爆破存在着采场边帮控制困难、边帮矿岩垮落严重的问题,严重影响了矿山的安全开采.为了降低爆破后冲带来的边帮垮落问题,采用 LSＧDYNA 对采场边帮炮孔的径向装药不耦合系数及孔间距对爆破作用的影响进行了模拟试验,通过对开挖区及保护区关键监测点应力、裂纹扩展形态及数目进行对比分析,发现不耦合装药系数越大边帮控制效果越好,但同时破岩效果会变差,此外,边孔间距越大,孔间脊柱越大,边帮越不平整.通过数值模拟试验,确定会宝岭边孔最优不耦合系数为１．６５、最优边孔间距为２．０m.现场试验结果表明,优化后的爆破参数能够减少超、欠挖现象,实现了边帮轮廓平整及边帮岩体的稳定.     

国外文献和专利文摘

近年来露天矿开采规模的加大已在提高效率方面获得重大进展。提高台段高度,加大炮孔直径和采用威力更大的炸药,这些在降低开采成本上占有重要的位置。但也导致了爆破区域的能量集中更加严重,使最终边帮超爆问题尤为突出。既要采用大规模爆破以降低成本,又要维     

露天矿采完阶段的边界爆破问题

露天矿台阶和边帮发展到最终状态时采用特殊穿爆工艺可以降低爆破对境界外岩体的影响,保持其稳定状态,从而实现露天矿的安全生产。边界爆破是这种特殊工艺的一个主要组成部分。生产实践中广泛而且成功     

露天矿周边矿柱的合理穿爆参数

伊尔库茨克国家稀有金属和有色金属科学研究所,通过对f=4～6-14～16的各露天矿矿岩的研究,确定了赖以达到优质削坡的穿爆工作参数(见图)。周边矿柱的大部分是按一般松动爆破参数进行落矿的,穿爆参数的不同点只在于对形成非工作台阶的边帮有直接影响的那几排周边孔。这些周边孔     

白象山铁矿矿房爆破技术

在白象山铁矿矿房爆破中应用边壁控制及下向中深孔联合爆破技术以高效回采矿石,同时减小爆破对矿房边帮的破坏,确保铲运机在稳固的边帮下进行出矿作业,使12 m段高分段空场嗣后充填采矿法得以成功应用,对于类似矿山有一定的参考价值。     

爆破震动对露天矿边坡稳定性的影响分析

分析了露天生产过程中矿爆破动载荷对边坡岩体的影响机理,从多方面分别阐述了影响爆破震动效应的因素,揭示了爆破过程中炮孔装药量、传播介质以及起爆条件等对爆破动载荷的影响。采用边坡稳定性分析软件,以哈尔乌素露天矿边帮为工程实例建立工程地质模型,并且将爆破动载荷以峰值加速度形式纳入稳定性分析过程,对不同峰值加速度下的边坡稳定系数进行求解分析。分析结果表明:边帮岩体在未受到爆破作用扰动时处于稳定状态,随着爆破作用引起的峰值加速度从0增加到0.4g的过程中,边坡稳定性系数逐渐从原始状态下1.155降至0.634,边坡处于失稳状态,爆破震动对边坡稳定性影响显著;峰值加速度a与边坡稳定性系数Fs之间存在显著的线性关系,随着峰值加速度增加,Fs呈线性下降,两者线性拟合度R2为0.99。     

深凹高边坡露天矿大孔径水压预裂爆破技术

根据露天矿开采延深存在大量炮孔积水的情况,提出了利用大直径垂直钻孔的露天矿水压预裂爆破新概念,探索了一套水压预裂爆破主要技术参数的确定、大孔径预裂爆破效果评定方法、水孔爆破的装药、炮孔堵塞的关键技术和预裂加缓冲爆破实现一次成帮技术。在首云铁矿现场试验取得了降振率65％以上,后冲破裂范围减少38.5％的良好效果,可提高露天高边坡的稳定性,降低边坡维护费用。     

露天矿台阶爆破水炮孔深度测量流量尺技术

在露天矿台阶爆破和边帮预裂爆破中,炮孔深度测量工作对装药和控制爆破效果尤为重要。大多数深凹露天矿炮孔都存在孔内渗水情况,不同岩种不同水环境下炮孔孔底存在不同深度的矿泥或岩碴。矿山孔深测量一般采用加配重的测绳,到达孔底与否以绳是否变松通过测量员感观判别,误差较大。在连续快速多孔深测量时,测量含水含泥或含碴炮孔非常麻烦并且耗时,测绳易沾泥浸水不便清洗,甚至无法准确使用(比如冬季测绳沾水易冻硬)。描述了流量尺的结构组成,阐述了测量原理,建立了流量尺操作规范。露天台阶爆破中炮孔含泥碴含水时,将炮孔深度、炮孔含水高度、孔底泥碴深度和炸药陷入泥碴深度一次性在炮孔外流量尺上可读出。流量尺可反复使用,较测绳操作简单、数据准确、效率高,流量尺制作材料来源广泛、造价低廉,为爆破前装药作业提供准确的炮孔状态数据。