門建兵

（中國瑞林工程技術(shù)股份有限公司，江西南昌 330038）

采場出礦一般有重力放礦、電耙出礦、無軌設(shè)備出礦和爆力運搬等形式[1]，不同出礦類型的適用條件如下[2-3]：重力放礦對礦體傾角一般要求為＞50°；電耙出礦和無軌設(shè)備出礦一般適用于緩傾斜礦體（傾角＜30°）； 傾角在 30°～50°之間的傾斜礦體出礦比較困難，多數(shù)使用底盤漏斗或者爆力運搬出礦。采用底盤漏斗出礦，采切工程量大，出礦成本高。我國自20世紀(jì)70年代開始采用爆力運搬出礦，但通常由于礦體底板不平整，很多礦體不能順利放出，有時需要人工處理，勞動量大大增加，且出礦結(jié)束后底板上仍會殘留大量的粉礦，增大了礦石損失率。

隨著控制爆破技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計科學(xué)的爆破參數(shù)和合理的施工方法，采用分區(qū)分段微差爆破的形式，可達(dá)到原先設(shè)計輪廓線的要求。基于此，光面爆破技術(shù)加快了出礦進(jìn)程，減少了輔助工作量，并且降低了傾斜礦體的采切工程量和礦石損失率[4]，故針對開采傾角較大的傾斜礦體采用基于光面爆破技術(shù)的爆力運搬回采出礦具有明顯優(yōu)勢。

1 工程背景

1.1 開采技術(shù)條件

某銅礦礦體主要產(chǎn)于花崗斑巖體內(nèi)，或是斑巖體頂、底部外接觸帶中，礦床成因類型屬巖漿熱液銅礦床。規(guī)模較大的有4個礦體，其中1號礦體的平均傾角為45°，平均厚度13 m；3號礦體的平均傾角為47°，平均厚度為12.6 m；其它礦體的平均傾角都在30°以下，頂、底板圍巖以花崗斑巖為主，礦巖結(jié)構(gòu)較為完整，巖石質(zhì)量好，普氏系數(shù)f=8～10。

1.2 采礦方法及礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)

根據(jù)上述礦床開采技術(shù)條件，適用的采礦方法有充填法和空場法。由于礦石品位不高，且地表允許可控的變形，故選用空場法。礦塊沿走向布置，礦塊長度為30 m，寬度為礦體厚度。礦塊布置如圖1所示，采用分段空場法進(jìn)行回采。

圖1 分段空場采礦法

1.3 出礦方法

由于1號和3號礦體的傾角較大，采用電耙出礦會出現(xiàn)礦石滾落，存在安全隱患，而憑借重力又無法放出所有礦石；故采用爆力運搬出礦方法，即利用爆破時產(chǎn)生的動能，使崩下的礦石拋出一段距離，再利用慣性沿采場底部滑動或滾動，使其被拋到礦塊底部受礦巷道中。

2 爆力運搬理論

爆力運搬是爆力運礦采礦法采場內(nèi)礦石的運搬方式。該方法運用的關(guān)鍵在于現(xiàn)場是否滿足運礦要求。蘇聯(lián)學(xué)者B.A.什切勘諾佛提出爆力運搬距離L是由爆力拋擲距離Lp與礦石受動能勢能作用沿采場底板滾動距離Lc兩部分構(gòu)成，并且影響爆力運搬距離的主要因素為礦體厚度m與傾角α，爆力運距計算如圖2所示[5]，爆力運距計算見式（1）。

式中：w為爆破最小抵抗線；n為爆破作用指數(shù)；F為礦石沿底板滾動摩擦阻力系數(shù)；m為礦體厚度；α為礦體傾角。

圖2 爆力運距計算示意

3 現(xiàn)場運用效果

3.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較

爆力運搬與重力自溜出礦法的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較見表1。由于出礦方式的差異性，一定程度上影響了采場的生產(chǎn)能力、出礦效率和資源回收率等參數(shù)[6]。

表1 光面爆破運搬與重力自溜出礦效果對比

從表1可以看出爆力運搬的采場綜合生產(chǎn)能力為220 t/d，出礦效率為21.3 t/班，相比重力自溜出礦分別提高了37.5%和45.9%。分析主要原因是由于光面爆破效果好，大塊率較少。同時光面爆破運搬法的礦石損失率、貧化率也均有降低。采礦直接成本為13.4元/t，相比原方法增加33.6%。 這主要是因為采用光面爆破運搬時，鑿巖工作量相比原先有所增加，且爆破耗材也較多。但總體上礦石的損失率和貧化率降低完全可以彌補這一成本的增幅。

3.2 影響回采出礦的因素

影響礦石回采出礦的因素很多且復(fù)雜，筆者在參閱國內(nèi)外已有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出采用光面爆破技術(shù)回采出礦的影響因素，主要可由內(nèi)部因素和外部因素組成，如圖3所示。

圖3 回采出礦的影響因素

結(jié)合相關(guān)工程實踐及經(jīng)驗，可以認(rèn)為出礦效果主要由礦體的賦存條件和采礦設(shè)計及管理決定；因此日后要想提高采場出礦效率，可從上述影響回采出礦的主要因素入手，尋求相關(guān)應(yīng)對措施。

4 結(jié)論

在礦山實踐上，采用光面爆破技術(shù)回采出礦可加快礦石運搬進(jìn)程，礦石回收率也得到提高，尤其是礦巖分界較為明顯區(qū)域的資源損失率較小。本文主要結(jié)論如下：1）礦山采用光面爆破運搬出礦時，需基于爆力運搬理論得到運搬距離的結(jié)果，再調(diào)整相應(yīng)的爆破參數(shù)，以得到最佳出礦效果。2）結(jié)合工程案例，對比了爆力運搬與重力自溜出礦法的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，爆力運搬的采場綜合生產(chǎn)能力、出礦效率和礦石回收率均有提升，同時采礦的直接成本也有增幅。3）總結(jié)了回采出礦效率的主要影響因素，主要可分為內(nèi)在因素和外部因素，為今后如何提高采場出礦效率提出了改進(jìn)方向。