梅山铁矿采区大块分析与控制措施研究
1问题的引出
随着梅山铁矿开采水平的下移,目前回采工序主要在-258m、 -273m、 -288m(二期工程在-198～-330m中段),以及矿体向北部的倾斜,大块(梅山采矿二期设计规定,溜井、 破碎系统允许通过的最大矿石块度为800×800mm)的产出率正不断地呈上升趋势,这对整个采矿生产经济、 有序地进行带来了很大的影响,特别是对采矿生产中的出矿工序、 运输工序及溜破系统造成的效率下降及设施设备的破坏方面更显得十分的突出。 另外,随着TORO1400E电动铲运机(2台)的投入,生产节奏加快,出矿效率提高,大块控制难度加大。 因此,大块已成为影响原矿生产成本及效率的主要因素之一,必须加以严格的控制。
2 现状分析
2.1 采区大块产出情况分析
2010年某月采区各溜井以及矿块所产出的大块比例较高,生产数据统计及分布情况如表1。
从表1可以看出,目前采区大块产出有以下几个特点:
(1)北部矿体产出的矿石大块比南部采区大块多;南部采区废石大块产出率比北部矿体多;东部采区大块产出率比西部采区多;
(2)根据历年来的数据分析,大块的产生在增加,特别是矿石大块的产出上升明显;
(3)随着大结构参数的变化,以及炸药质量波动等因素,大块产出出现区域性波动,第一分层也比较突出。
2.2 大块对采矿生产影响
大块对整个采矿系统的影响越来越大,不仅是效率方面,而且对成本、 安全方面的影响也越来越突出,主要有以下几方面:
(1)频繁的调大块及二次爆破后的清理对出矿设备台班效率的影响较大,目前,影响时间通过统积达到了1.5～3.5小时/班不等;
(2)二次爆破的处理所需人员及设备、器材成本的开支在增加;
(3)过多的大块卡眉线影响出矿设备使用寿命。
(4)大块下溜井后对溜破系统效率的影响极大,对运输小循环配矿带来不便,影响原矿的输出质量的稳定;
(5)大块对整个安全工作的影响也越来越大,频繁的处理会增加爆破作业人员的安全,经常的勾挑大块易造成设备被埋等恶性事故。
3 原因分析
梅山井下回采爆破主要采用深孔挤压爆破,而且,随着采矿技术的不断发展以及新设备新工艺的引进,对提升整个采矿生产水平起到了极大地推进作用,但是也带了一些负面的影响,集中表现在大块下溜井以及大块产出率方面,从生产、 工艺、管理等方面分析,主要原因
可以归结为以下几个方面:
(1)北部矿体节理较为发育,爆破后的块度受地质条件影响较大;
(2)崩矿步距误差较大,特别是凿岩设备开孔不太好的地方,或采准巷道成型差的地方,最大误差有时会到80cm以上,给爆破工艺带来了极大的困难;
(3)部分地段受地质条件的影响,炮孔遇水膨胀,炮孔的完好率较低;
(4)乳化炸药质量极其不稳定,特别是冬夏两季,装药密度很难保证;
(5)装药设备的落后,在炮孔加深后,底部的装药密度不能够得到保证;
(6)出矿管理有待进一步加强,如何为爆破创造合理的挤压条件这也是目前大块产生较多的主要原因之一,而且随着开采水平的下降和输出品位的降低,这种矛盾将越来越成为主要原因;
(7)爆破操作人员自身的业务素质和技能水平,以及执行工艺标准的能力不能满足要求。
4 大块的控制措施
通过前面的原因分析可以看出,大块的产生不是一个孤立的原因,要控制大块的产生必须将它放到整个采矿的大的系统中进行全面地考虑,才能够达到预期的效果,就目前来讲,所要采取的措施主要有以下几个方面。
4.1 强化采区的生产管理的控制力度,为爆破提供合理的挤压爆破条件
目前,由于原矿输出品位的不断下降,这对充分回收矿产资源起到了较大的作用,但是在部分赋存条件较好的地段,特别是南部采区过高的回收率给后面的爆破带来了极大的影响,补偿空间太大,特别是如果黄泥太多,过多地吸收爆破能量,易形成贴饼等爆破故障,使得爆破过程中二次碰撞减少,导致大块的产生,这也是南部矿体爆破故障以及大块增加的典型类型和根本原因。 因此,要适当控制这些地段的矿石回收,为爆破创造良好条件,绝对不能通过牺牲覆盖层来降低输出品位。
4.2 强化工艺管理,树立用户满意的思想
前面的原因分析中可以看出来,大块的产生和前道工序也有着极其密切的关系,这就需要对所有的工艺进行全面地梳理,特别是对凿岩工序的控制上,要加强力度,这是对回采影响最大的关键因素。 要加强以下几个方面的控制:
(1)排间距的控制一定要在误差范围内,过大的排间距使得爆破的块度急剧增大,而过小的排间距又对后排炮孔的破坏加大,影响炮孔完好率;
(2)对凿岩过程中遇上分层凿通的炮孔必须进行处理,防止上分层爆破后造成该炮孔的堵孔,而且也会造成爆破能量急剧损失,而造成底部大块的增多;
(3)加强对采准巷道质量的控制,使得凿岩炮孔能够在规定的位置进行开孔作业;同时也为回采爆破对眉线的保护创造条件。
4.3 合理控制采矿炮孔的存量,确保炮孔完好率
随着采区地质品位的不断下降,矿体的力学性质和组分也在发生着变化,炮孔的保留时间过长对整个采矿生产的影响会逐渐加大。 像西部采区2-6溜井地段的岩体,遇水膨胀厉害,至回采退采时,很多炮孔几乎堵塞殆尽,严重影响了爆破效果。因此,合理地控制不同区域的炮孔作业时间,以先采先凿为原则,降低炮孔保有时间,提高炮孔的完好率。
4.4 稳定炸药质量,改进装药设备
纵观整个采区生产设备,目前与整个梅山采矿最不协调的就是装药设备,多少年来没有变化,而随着工艺参数的不断大型化,炮孔深度在加大,原有的设备根本不能够保证孔底爆破所应达到的装药密度,尽快采用先进的装药设备,降低人为的操作,是保证爆破效果、 降低大快产出的必由之路。 在目前,所要做的另一项工作就是要稳定炸药质量,乳化炸药受气温的影响极大,目前在使用过程中,炸药要么过粘,造成出风不出药,要么就是过干,炸药装不住,因此,加强对炸药质量的监控也是降低大块产出的一项工作。
4.5 加强爆破人员操作技能的培训,提高工作质量
目前,回采爆破完全还是人工作业,不同的操作技能对爆破效果的影响很大,应通过定期的培训,在爆破工序中进行技能鉴定考核,形成有效的人员流动机制,促进爆破员整体素质的提高。 另外,就是要进一步加强全体爆破员执行工艺标准的能力,根据迎头的实际状况进行合理的分段、连线,确保爆破效果。
5 下溜井大块的控制
大块下溜井后,对后道工序的影响前面已经阐述,出矿过程中难免会有漏网之鱼下到溜井,除了前面在源头上控制以外,还应制定一些补救措施来降低大块下溜井,多年的实践表明,
原来采用的溜井装隔塞等措
施在操作过程中难度很大,造成的隐患也较多,而较为行之有效的便是控制溜井的溜槽口。 这就要求溜井首次揭开是必须采用溜槽形式,坚决摒弃全断面掏开的模式。 今年以来,不同开口类型的溜井放出大块情况如表2所示。从表2可以看出,缩小溜井的开口,不但便于溜井的安全管理,防止设备下溜井,而且对大块的控制也有着积极的作用,它可以防止因设备斗容增大带来的超级大块下溜井,为后道工序提供良好的作业条件。
6 结语
大块的控制作为一项系统工程,它需要对各个生产要素进行全面地分析与控制,特别是不同工序之间一定要树立上道工序服务下道工序的思想,严格工艺标准,大型设备出矿管理要更加细致,并针对岩体结构的变化及时调整参数,而不能一个参数用到底,确保达到降低大块产生的目标。