西沟矿掘沟方法研究.pdf

西沟矿专业技术论文汇编 酒钢科技 2 0 1 3年第 2期 西沟矿掘沟方法研究 任振华 摘要 ：掘沟工程是露天矿在生产过程 中的重要工程之一， 主要是指开拓 出入沟和用于准备 台 阶工作线的开段沟。西沟矿 2 0 1 2年开始进行新台阶 3 2 9 6 3 2 8 4 m 台阶降段 ， 通过本 次降段我们主要 研究总结了新 台阶开拓过程中出入沟、 开段 沟的选择 方法， 溜井降段 、 联络路堑开拓和双壁沟掘进的 爆破、 铲装运输及高压线路的铺设方法。 关键 词 ： 爆 破 、 溜 井降段 、 路 堑 开拓 、 掘 沟方 法 1 概述 掘沟工程主要是开拓出入沟和用于准备台阶工作线的开段沟。出入沟也就是为了运出下一工作 台阶上采出的矿石和岩石所挖的坑道， 以建立地面与工作水平之间以及各工作水平之间的运输通路。 为保持持续正常生产 ， 西沟矿 2 0 1 1 年研究 了中间降段 、 东西推进的采剥方法 ， 2 0 1 2年需及时准备出 新的工作水平。新水平包括掘进出入沟、 开段沟。 新水平的准备能否与剥离、 采矿保持正常的超前关 系， 直接影响着露天矿的生产能力 ， 而新水平准备的及时与否， 关键在于掘沟速度 。因此 ， 应正确的选 择掘沟方法 ， 合理的确定掘沟的主要参数 ， 以提高掘沟设备效率 ， 加快掘沟速度。 2 出入 沟 的开拓 现行开采顺序决定了以 l #溜井为基点在中间降段开挖 出入沟 所以新水平 的开拓关键就在于溜 井降段 。本次溜井降段采用分步降段方法 ， 溜井的半壁先降段 ， 供 3 2 9 6 水平向溜井卸矿 ， 溜井的另半 壁暂不降段 ， 以供 3 3 0 8 水平卸矿。 2 1出入沟的确定 本次掘沟时 ， 汽车采用单折线调车的方式 ， 如图 3所示， 出入沟的最小底宽可根据公式 ： b n = = R c II + + + 2 e 式 中： b 为沟底最小底宽 ， m； 为汽车的最小转弯半径 ， m； l 为汽车的车身长度 ， m； b 。 为汽车的宽度， m； e为汽车边缘至沟帮底线的距离 。 m。 本次掘沟时 ， 根据所采用的设备确定出入沟底宽为 2 5 m。 2 2出入沟掏槽爆破设计 上几个 台阶是先进行溜井半壁降段爆破 ， 溜井直接放矿， 等溜井放低后再进行联络路堑开拓 ， 这 种方法容易造成溜井 口堵矿 ， 不利于安全 。本次降段采用溜井半壁降段和路堑开拓爆破一次进行， 考 一 R 0一 酒钢科技 2 0 1 3年第 2期 西沟矿专业技术论文汇编 虑到溜井 口路头留 2 0米长设备通道 ， 路堑全长设计为 1 2 0米 ， 坡度 1 2 。 ， 用两台 1 5 0钻 同时穿孔 ， 共 1 5 7孔 ， 出入沟掏槽爆破参数设计见表 1 。 表 1 出入沟掏槽爆破参数表 项目 孑 L 径( m ) 孔距( m ) 排距( m ) 台阶高 单孑 L 药20 g ) 排数( 排) 孔数( 孑 L ) 单耗( k g t ) 路堑 1 5 0 5 4 5 1 0 o 5 1 5 0 2 7 1 3 5 0 2 3 4 降段 1 5 0 4 - 6 3 5 1 0 0 5 1 4 0 5 2 2 0 2 1 5 由于穿孔排数多 ， 采用逐孔起爆方法 ， 矩形布孔 ， 溜井为 自由面选择起爆点 ， 降段区域主控排用 2 5 ms 延期雷管 ， 路堑区域用 4 2 m s 延期 ， 传爆列采用用 6 5 m s 延期雷管。布孔设计如图 1 所示， 其 中 A 区为溜井降段孑 L 。 图 1 溜井 降段炮 孔部分 设计 图 2 3铲装方法 在降段爆破前 ， 先停止放矿 ， 并填满溜井后再爆破， 考虑到开拓路堑时减少汽车上坡运输 ， 采用两 次分段铲装 ， 将路堑和溜井上 E l 堆积的矿石倒运到 2 #溜井， 这样避免了爆破大块进入溜井造成堵井 口堵矿的发生。 3 开段 沟掘 沟 露天矿开采中， 在开采一个台阶时， 见图 3所示 ， 要先掘进 出入沟 ， 然后在此基础上掘进开段沟 ， 并铺设辅助高压电线路 ， 当开段沟掘完后 ， 即在沟一侧或两侧布置工作面进行剥离 ， 当上一水平扩帮 工作进行到一定程度后 。 便可进行到第二水平 的掘沟和扩帮工作 ， 矿山工程也从第一水平延伸到了第 二水平 。 3 1开段 沟 宽度确 定 采用汽车单折返调车见图 2 ， 这样掘沟宽度小， 掘沟速度快。 开段沟沟底宽度与掘沟方式、 铲装运 输设备规格 、 运输线路布置及扩帮爆破的爆堆宽度有关。其最小底宽可根据公式 ： b , = b B + b D - Wo 式 中： b 为扩帮爆破 的爆堆宽度， m； b D 为运输线路 占用宽度， m； WD 为爆破进尺 ， m； 计算结果： b = 4 5 + 1 5 2 0 = 4 0 ( m ) 一 81 西沟矿专业技术论文汇编 酒钢科技 2 0 1 3年第 2期 根据所使用的设备和掘沟方式 ， 确定本次掘沟的开段沟最小底宽为 4 0 m。 图 2单折线调车 3 2掘沟推进方向的布置 根据“ 剥离先行” 的原则， 本次掘沟开段沟的位置布置在矿岩交界线上 ， 开段沟形成之后 ， 在进行 开挖开段沟时 ， 先贯通 1 、 溜井 ， 主要考虑 3 、 溜井的开拓和 1 、 2 溜井质量分布。当贯通 l 、 2 溜 井时 ， 本应直接向北方 向推进 ， 但 由于上水平没有结束 ， 4 鼻 溜井正在施工 ， 为了不影响施工进度 ， 开段 沟的方向只能先向西推进一段后再向北推进 ， 掘通后可以作为 3 2 8 4水平排岩的通道， 见图 3所示。 图 3 掘沟顺序图 溜井 3 3双壁沟的爆破设计 3 3 1 双壁沟掘进的特点 掘沟工作与采剥工作的生产工艺基本相同。但掘沟工作又有 自己的特点，其特点是在尽头 区采 掘 ， 工作 面狭窄， 靠沟帮的钻孔夹制性大 ， 在掘进双臂沟时， 为了按设计断面成沟 ， 边孔的装药量 比其 他孔增加 1 5 一 2 0 。在最终境界边邦掘沟时， 为了形成稳定的边邦 ， 保护边坡的稳定性， 应进行控制 爆破 。为了提高掘沟速度， 采用多排孔微差爆破。 3 3 2双壁沟掘进爆破参数的选择 采用牙轮钻穿孔 ， 三角形布孔 ， 孔网参数 为前排 5 x 6 m， 后排为 5 7 m， 孔底下气体 间隔器 ， 每孔装 药量 2 2 5 k g ， 前期采用排间微差起爆顺序 ， 如图 4所示 ， 但由于边帮的夹制作用大 ， 产生了大量 的根 底 ， 铲装效率低 ， 后期爆破时 ， 调整了孔网参数， 靠边帮的孔距适 当减小 ， 每次爆破的排数也改为三排 ， 一 8 2 酒钢科技 2 0 1 3年第 2期 西沟矿专业技术论文汇编 起爆网络采用 U型微差起爆 ， 如图 5所示 ， 通过几次的爆破后 ， 对铲装跟踪 。 铲装效率得到了大大提 高， 减少了大块和根底的产生。 4 3 2 图 4 排 间顺序 起爆 2 图 5 “ U ” 型 爆破 3 - 3 3掘沟贯通爆破设计 开段沟开挖过程 中， 在贯通 1 # 、 2 #溜井之间及开段沟最后一次贯通爆破时 ， 都有两个相对的自由 面 ， 在本次爆破设计时， 设计为爆堆朝双向铺开 ， 最关键的是在两方向的最后一排之间( 3 3之间) 的 排距 2 0 0型孔设计为 3 m， 如图 8 所示。 1 域 图 8 双向爆破布孔图 首次采用 Y l 2 0 o牙轮钻进行了溜井降段， 爆破后中间部分没有出现根底。Y K 一2 0 0牙轮钻降 段爆破参数见表 2 。 表 2 Y K 一2 0 0牙轮钻降段爆破参数表 孔径 孔距 排距( m ) 台阶高 单孔药量( k 曲 排数( 排) 孔数( 孔) 单耗( k 2 0 0 4 4 5 1 0 o 5 2 0 0 4 1 9 0 2 2 6 4 高压线路的布置 西沟矿采用高压输送电路 ， 随着掘沟工作的推进 ， 高压线路也随之要发生变化。主要是在开挖 出 入沟时 ， 由于 3 2 9 6 m水平高压线横跨 出入沟 ， 电铲天轮高度又高于高压线路 ， 在进行开段沟爆破时 ， 由于 3 2 8 4 m水平空间太小 ， 电铲等设备无处避炮 ， 电铲调到 3 2 9 6 m水平 ， 则必须要通过 出入沟， 这就 需要拆除横跨出入沟顶的高压线路 ， 等电铲调出时 ， 为了不影响北部的供电， 又得重新接上原先拆除 的高压线。在贯通 1 # 、 2 #溜井时， 由于 3 2 9 6 m水平的高压线路距离开段沟太远 ， 不能满足生产需求。 一 8 3 西沟矿专业技术论文汇编 酒钢科技 2 0 1 3年第 2期 这些问题就要求对高压线路的架设做新的规划。由于在掘进开段沟时 ， 首先贯通 1 # 、 2 撑溜井之间 ， 因 此在 3 2 9 6 m水平 ，出入沟的沟顶架设高压线，随着向2 #溜井的推进，再在出入沟的下方末端即 3 2 8 4 m水平架设一捆高压线 ， 这就足以保证贯通 l # 、 2 样溜井之间的用电。 在开段沟 向西北方向推进时 ， 由于双壁沟宽度只有 4 0米 ， 在双壁沟里面架设高压线， 汽车运输 时存在不安全因素 ， 扩帮爆破时离压线距离太近 ， 拆除高压线路工作频繁 。 所 以随着 3 3 0 8 3 2 9 6台阶 向西推进 ， 架设在 3 2 9 6 m水平的高压线有空间可以沿着双壁沟的上边缘 向北延伸 这样 3 2 8 4 m平台 电铲电缆接到上水平 ，这样既不影响 3 2 9 6 m平 台开采供电又可以为 3 2 8 4 m平台开段沟的掘进供电。 等双壁沟扩帮后有足够的空间时再完成 3 2 8 4 m平台高压线的架设 ， 整个高压线路就架设完整了。 5 结论 3 2 9 6 3 2 8 4 m台阶的掘沟， 是在总结之前历次掘沟经验 的基础上 逐步形成的一套适和于露天 矿的掘沟方法。本次掘沟有两个创新点，