镜铁q井下切采一体化技术研I与应用
甘肃镜铁q业有限公?
王小?
??
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一、项目简?
1、项目研I背?
2、国内同cL术的比较
3、项目攻关目?
二、项目研I内?
1、项目技术原?
2、项目技术难?
3、项目技术\U?
4、项目研I结?
三、技术创新点
四、推q应用情?
五、经效?
六、相关附件及证明
一、项目简?
1
.1 目研究背景
镜铁q桦树沟铁矉K矿方
法ؓ无底柱分D崩落法Q切?
拉槽工艺采用切割井与深?
联合的切割技术,切割井?
焉用YT28凿岩行浅孔凿
岩。h工掘凿切割井的方法存
在生产效率低Q劳动强度高Q?
作业环境差, 和不安全{问
题,因此Q极有必要进行切?
一体化技术研I?
目?
1
.2 国内同类技术的比较
目前国内同类矿山传统上采用h工掘?
切割天井与^行炮孔联合切割拉槽Ş成落
矿自由面Q该采矿Ҏ形成的切割井大部
分采用YT28型凿岩机q行孔凿岩?
Z改变目前落后的采矿切割工艺,?
内矿p行了不懈的努力,h代表性的
qI孔分段掏槽法及中深孔切割拉??
目?
1
.2.1 qI孔分段掏槽?
Z快速安全的形成切割井,改变以往?
孔爆破Q采?254采矿台Rq行中深孔爆
破Ş成切割井Q该Ҏ沿着天井全长施工一
l^行炮孔,每个掏槽孔分成若q段分段?
药,分段装药之间充填一定高度的填塞物把
炸药隔开Q利用毫U微差雷自下而上按顺
序依ơv爆扩出槽腔。这U方法比人工掘凿
切割天井技术先q、安全。但是该Ҏ在进
行中深孔布置q程中,要求各参数的定?
|非怸|孔与孔之见的距离要严格控?
Q?
防止出现孔与孔穿透的现象。对装药q程
中中间分层填塞物的长度要严格控制Q过?
或过短均不能形成很好的爆破效果?
目?
1
.2.2 中深孔切割拉?
采用中深孔切割拉槽工艺,中深?
采用扇Ş布置Q共14排炮孔。现场应
用表?①采用炮孔切割拉槽,凿岩?
爆破{作业全部在巷道内进行,施工
q程的安全性好;②切割拉槽效率高Q?
有利于加快生产准备。但是这U中?
孔切割拉槽工艺需切割道布|在
矿体的中部,q由中部向两侧分别回
采,此切割拉槽方法只适用于厚大矿
体,中深孔切割拉槽在独头巷道内无
法应用?
目?
1
.2.3三种切割技术对比表
通过下表中综合比较三U无底柱分段崩落法切割技术可以看出,人工掘凿
切割天井安全性差Q属落后淘汰工艺。分D|׃装药l构复杂,中深孔切割拉
槽受矿体厚度限制Q推q困难?
q三U切割技术都不适宜应用于镜铁山矿无底柱分段崩落法切割技术,有必
要进行切采一体化技术研I?
目?
1
.3目d目标
?
利用机械化作业替代h工掘凿切割工E?
镜铁q井下通过提高Simba1354台R施工中深孔精度,利用扩孔功能解决
补偿I间不的问题,实现机械化切割目的,d解决无底柱分D崩落法人工
切割拉槽存在的安全差和效率低的问题?
?
实现切采一体化生工艺
通过优化采矿工艺Q将切割工序和落矿深孔凿岩工序合二ؓ一Q减单?
的切割工作,实现切采一体化作业Q降低矿山备采矿量保有期Q提升矿山M
l济效益?
二、项目研I内?
2
2
.1目技术原?
.1.1q掏槽爆破基本原理
q掏槽的特Ҏ掏槽孔相互^行,?
一定数量不装药的空孔作药掏槽孔爆破
初始的自由面和补偿空_爆破Ӟ装药?
槽孔与空孔爆破诏I,形成掏槽I间Qƈ?
切割后箋中深孔的爆破提供自由面和补偿I?
间。^行掏槽爆破的关键是Ş成所要求大小
和高度的槽腔Q中心装药孔利用qI孔?
自由面进行扩槽,自由面小Q夹制性大Q补
偿空间小?
目研究内容
2
.1.2切采一体化技术原?
切采一体化技术切割深孔包括^行掏槽切割深孔和两边扇Ş切割深孔Q其
技术核心是q掏槽Q利用微差爆_先生成^行掏槽腔Q然后两Ҏ形切?
深孔 以^行掏槽腔由面和补偿空间进行爆_实现q掏槽切割深孔和两
Ҏ形切割深孔依ơ微差爆破?
目研究内容
2
.1.3补偿pL定
通过采用四孔法和六孔法的?
|方式进行掏槽补偿系数的Ҏ?
,同时考虑到受Simba1354台R
施工_ֺ的媄响,若掏槽孔距小Q?
中心掏槽孔与I孔易掘透媄响掏?
爆破效果Q因此采用多边Ş六孔法,
I孔扩孔直径φ127mmQ补偿系?
?.215Q理Z能够满爆破需
求?
目研究内容
2
2
.1.4 爆破技?
.1.4.1反射四通接?
目前桦树沟井下采用导爆管L作ؓ传爆?
Ӟ带来H出的安全性问题,一斚w传爆L?
露孔外,当遇到重物撞击,飞石砸击Q可能会?
h外爆炸;另一斚wQ雷爆生的金属?
片很Ҏ切割导爆而造成传爆中断。因此切?
深孔爆破要求采用导爆反四通爆破网路,?
导爆雷v爆网路相比,一ơv爆数量没有限
Ӟ|\可以无限扩展Q雷不暴露在孔外,?
低了引v意外爆炸的可能,而且能够避免L?
生的金属片切割导爆而造成传爆中断?
目研究内容
2
.1.4.2闭合复式L|\
每个Φ89的切割深孔装2发LP高精度长延时毫秒导爆雷,采用闭合复式q?
接;每个Φ76深孔?发LP高精度长延时毫秒导爆雷,采用闭合q接。切割深
孔爆破时Q采用一ơ性装药微差爆_L序依次Z心装药孔→周边孔→切
割扇形孔1→切割扇形孔2→切割扇形孔3 →…?。切割扇形孔从^行切割槽腔向
两侧依次爆破?
目研究内容
2
2
.1.5技术方?
.1.5.1Ҏ一Q切割部位对?
上水q_道的设计Ҏ
依据Simba1354台R中深孔凿?
_ֺ定l果Q尽采用新钎杆与导
向钎杆、导向钻头施工切割中孔,?
孔深度超q?5mӞ从理Z讲孔?
偏差辑ֈ300mm以上Q如果考虑炮孔
施工时h工操作误差,利用
Simba1354台R施工切割中深孔是?
能满_采一体化工艺技术需求的Q?
因此Q对镜铁q现有D高15*间距
5
、左侧扇形深?
2、空?
、中心装药孔
6、右侧扇形深?
1
3
、辅助、周边装药孔
、切割扇形孔
4
1
8ml构参数的切Ԍ先采用切割部
位对应上水^巷道的设计方案?
目研究内容
目研究内容
2
.1.5.2Ҏ二:切割部位对应上水q矿?
的设计方?
井下生实际往往是下分段切割部位对应
上分D늟q情况Q考虑镜铁q以后无切?
巷切割的工艺技术发展需求,q种形式的切?
占dC。针对下分段切割部位对应上分
D늟q深孔切割Q借助Simba1354台R施工
q炮孔的功能,从进路一侧向上分D侧边进
路施工倾斜q切割深孔Q两侧同时施工切?
扇Ş深孔Q以倾斜q切割深孔爆破后生的
自由面ؓ初始爆破自由面和补偿I间Q通过?
D微差爆破依ơ将切割面爆破扩大,为后l正
常落矿中深孔的爆破创造自由面。其核心技?
是以较低的初始切割高度逐渐扩大臌高的?
割高度,以满_间距l构参数下对切割高度
的需求,同时也I补了Simba1354台R对炮?
施工_ֺ偏低的不?
5
、左侧扇形切割深?
6、右侧深孔放中?
2
、辅助、周边装药孔
1
、中心装药孔
、空?
3
目研究内容
目研究内容
2
.2目技术难?
?
中深孔凿岩偏斜率较高Q对切采一体化实现影响较大。由于Simba1354台R?
在较高的凿孔偏斜率,降低了爆破的凿孔质量Q从而限制了切割槽钻孔深度。特别是
凿孔深度较大Ӟl常出现孔底d怺贯穿或者造成孔底抉|U的大幅增加Q限?
了切割槽的高度?
?
I孔的孔径受到限制。在施工条g允许情况下,应尽量增大掏槽中I孔的直?
或适当增加I孔数量Q以保证适宜的补偿空_但孔径的选择实际上受凿岩讑֤性能
的制U?
?
人工装药的爆破工艺对切采一体化施工h一定媄响。目前镜铁山矿井下深?
爆破使用的膨化硝늂药,׃炸药q燥Q在使用装药器装φ89的^行切割深孔时Q?
炸药q粉率达?0%Q有时存在v爆具往下掉的现象,不但影响了装药效率,而且?
致装药密度不够,影响了爆破效果?
?
微差旉难于定。实现炮孔之间合理的依次抛碴是切采一体化的技术关键,
卛_爆破的炮孔生的岩碴能否及时抛出Qؓ后爆破的深孔提供自由面及所需的补?
I间?
目研究内容
2
.3目技术\U?
Simba1354台R施工_ֺ试验
设计爆破参数
现场爆破试验
改进qŞ成工艺技术标?
2
.3.1凿岩偏斜率控制措?
Z提高中深孔凿岩精度,l?
与国内外深孔讑֤专家技术交,
计划利用配?6导向ȝ+φ89导向
d施工切割深孔。经试验Q通过
改进掘进d、及时更新磨损凿?
及台车推q压力从50bar降到30barQ?
现有Simbar1354台R中深孔偏斜率
可由6.8%降低?.8%Q可满切割
深孔施工_ֺ的需要?
T45普通钻? T45普通钻?普通钎?
T45普通钻? T45导向ȝ+导向d
2
2
2
655m水^中深孔开口水qx׃|(A点)
670m水^中深孔计透孔水^投媄位置QB点)
670m水^中深孔实际透孔水^投媄位置QC点)
深孔q__ֺQ?
钎杆U尾损?
?
偏移方位
序号
孔号
推进压力
施工凿具
%Q?
1
1
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
4-3
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?
?
?
?
?
?
?
?
50
50
50
50
50
50
40
40
30
30
30
30
φ76普通钻?
φ76普通钻?
φ76普通钻?
φ76普通钻?
南偏?1.7?
2
3
4
5
6
7
8
9
3-4
4-4
6-3
7-3
8-3
8-2
8-3
9-2
9-3
9-4
9-5
9-6
南偏?8.8?
南偏?7.6?
南偏?1.7?
南偏?3.5?
南偏?8.7?
6
.8
φ76导向d+导向L
φ76导向d+导向L
φ76普通钻?
4
5
.3
.9
北偏?6.6?
北偏?8.8?
φ76普通钻?
北偏?.1?
北偏?5.8?
北偏??
φ76导向d+导向L
φ76导向d+导向L
φ89导向d+导向L
φ89导向d+导向L
1
1
1
1
1
0
1
2
3
4
1
.8
北偏?1.3?
北偏?.6?
北偏?2.1?
?
?
30
30
φ89导向d+导向L
φ76导向d+导向L
39-7
a、表中序??深孔采用φ76普通钻头施工,中深孔^均偏斜率?.8%Q序??
深孔采用配导向钻杆的φ76导向d施工Q中深孔q_偏斜率ؓ4.3%。即采用配导向钻
杆的φ76导向d施工的中深孔_ֺ比?6普通钻头施工的中深孔精度提?.5%?
b、表中序??深孔比序??深孔施工的推q压力小10barQ凿h旧程度相伹{?
都采用?6普通钻头凿岩,序号7?深孔的^均精度却比序??深孔偏斜率小0.9%?
q表明Simba1354凿岩台R推进压力从正常?0bar调到40barQ施工的中深孔精度可?
?.9%?
c、表中序??深孔采用损的钎杆及钎尾凿岩、?6普通钻头施工,推进压力?
0barQ中深孔q_偏斜率ؓ5.9%Q序??4深孔全部采用新钎杆及新钎և岩、配?
4
向钻杆的导向d施工Q推q压力ؓ30barQ中深孔q_偏斜率ؓ1.8%。剔除配导向?
杆的导向d可提高深孔精?.5%、降低推q压力从40bar降到30bar可提高深孔精?
0
.9%的媄响,采用未磨损的钎杆及钎施工的中深孔精度可提高0.7%?
d、表中序??深孔的倾角相近、位|相邻,实际透孔与计划深孔的偏移方位相近Q?
偏移方位h方差为南偏西77.7度,偏移方位h标准偏差8.8度。这表明受矿矛_?
的媄响,h相同倾角、在一定区域内施工的中深孔偏移方位相近?
目研究内容
2
.3.2 Simba1354凿岩台R施工Φ127mmI孔的技术措?
Simba1354台R可掘凿最大孔径?9mm的限制条Ӟ昄直接用施工?27mmI孔
是不可能的。经与国内外深孔讑֤专家技术交,计划利用配?6导向ȝ+φ89?
向钻头施工高_ֺφ89mm深孔Q然后立即用Φ127mm扩孔d扩孔Q实现直径?9mm
深孔扩大\?27mm孔径Q确保了切割深孔爆破补偿pL辑ֈ?.215Q满了爆破?
偿系数的要求?
目研究内容
2
.3.3炮孔布置Ҏ
Ҏl验公式或工E类比取得的切割深孔
爆破的多参敎ͼ设计了切割深孔爆破切割^
面布|示意图。①中心装药孔ؓ初始爆破炮孔Q?
以周围大孔径I孔由面Q爆破后形成以空
孔ؓ轮廓的空_为周边炮孔的爆破提供自由
面和补偿I间。②I孔为深孔一ơ性切割的?
始补偿空?炮孔直径φ127mm③周边装药孔?
q一步扩大切割深孔爆破补偿空间的炮孔Q设
?0个炮孔④扇Ş切割深孔Z排扇形深孔?
2
.3.4井下乛_炸药淯车装?
目前镜铁q井下深孔爆破使用?
膨化铵炸药Q在使用装药器装φ89?
q切割深孔Ӟ炸药q粉率达?0%Q?
有时存在L具往下掉的现象,不但?
响了装药效率Q而且D装药密度不够Q?
影响了爆破效果。项目组利用镜铁q
采购的一台BCJ-41型井下现Z^化炸?
淯车,解决φ89的^行切割深孔的?
药问题?
目研究内容
2
.3.5L时差的控?
Z解决炮孔之间的爆破抛
问题,通过实践验证Q采用澳
瑞凯高精度长延时毫秒导爆雷
?00ms的间隔时间能够满炮
孔间依次抛碴与提供所需的补?
I间需求。爆破时选用1???
D别
1
2
3
4
5
延期旉(ms)
D别
25
100
7
200
8
300
9
400
10
6
1
2
2?5?7?9?0?1?2?
3?4?5D?3个段的雷?
延期旉(ms)
D别
500
11
600
12
700
13
800
14
900
15
延期旉(ms)
D别
1000
16
1200
17
1400
18
1600
19
1800
20
延期旉(ms)
D别
2100
21
2400
22
2700
23
3000
24
3400
25
延期旉(ms)
3800
4200
4600
5000
5500
目研究内容
2
.4 研究l论
q切割深孔爆破试验效果。按照上q技术方案及措施Q项目组2016q下半年
在西Ⅱ矿?895水^26I进行了q切割深孔施工及爆破试验。切割井上下完全?
通,井壁炮孔清晰可见Q成井断面约2.3m×1.4m,与设计基本相W,为正常深孔排
炮爆破提供了初始补偿I间Q达C预期效果。后l现?7套切割深孔爆破试验,
切采一体化工艺技术方案可行,爆破效果好,切割效率高,可以取缔人工掘凿切割
天井Q可在镜铁山矿及国内cM矿山全面推广应用?
三、技术创新点
3
.1 Z提高中深孔掘凿精度,采取了?6导向ȝ+φ89导向d施工切割
深孔技术。经现场试验Simbar1354台R中深孔偏斜率?.8%降低?.8%Q可满?
割深孔施工的需要?
3
.2Z满爆破补偿pL的条Ӟ研究应用了Simba1354台R扩孔功能Q利?
Φ127mm扩孔dQ实现直?9mm孔扩大至127mm孔径Q确保了切割深孔爆破补偿p?
数达C1.215Q满了爆破技术要求?
3
.3改变了以往用h工掘凿切割天井的切割工艺。采用现有Simbar1354台R?
C切割炮孔的机械化作业Q取代h工掘凿切割天井,使切割工序在深孔凿岩工序
中一q完成,取消了单独的人工切割工序Q消除了׃人工切割造成矽肺职业病危
実?
技术创新点
3
.4 通过分段微差技术研IӞ采用500ms微差间隔旉Q实C?
割深孔之间依ơ抛的爆破技术?
3
.5 切采一体化技术的应用Q切割深孔凿岩与回采落矿深孔凿?
工序紧密衔接Q减了采矿q程中单独的人工切割工序Q可降低矿山?
采矿量保有期Q从而减矿p金积压,优化了生产组l,q一步提?
矿山l济效益?
四、推q应用情?
l不断的ȝl验和改q,
截止2017q?1月末Q切采一体化
技术项目共完成?7套切割深?
爆破试验, 直接与上水^贯通,
爆破块度均匀,辑ֈ了预期的切割
效果。切采一体化工艺技术爆?
效果好,是掘凿切割槽最l济?
效方法,已取~h工掘凿切割天
井,在镜铁山矿全面推q应用?
l济及社会效?
5
.1 l济效益
采用人工掘凿切割天井切割部位后面需q_4排深孔进行扩孔才能解x剙
题?018q切采一体化技术全面推q后Q每q计划进?0套切割深孔爆_每年
切采一体化工艺技术推q应用可减少4×80=320排深孔悬Ӟ每排深孔爆破矉K
2
050tQ处理悬每排深孔回收率U?5%Q正常每排回收率?0%Q减?20排深?
悬顶可多回收矿石2050×Q?0%-45%Q?20=23万t?
.2 C会效益
5
切采一体化技术的实施降低了工人的力_强度、改善了生作业环境Q避?
了切割工序生职业病的危宻I促进C会和谐与稳定;提高了矿产资源的开采回
收率Q实C资源的合理开发和最大化利用Qg长了矿山的生产服务时_有利
于理矿q产关p,扩大生规模Q提升整体经效益?
六、相关附件及证明
谢谢各位专家Q?
Ƣ迎提出宝贵意见Q?
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