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    BJQ气体间隔器在棒磨山铁矿的应用

    通过BJQ气体间隔器在棒磨山铁矿的应用实践,阐述了BJQ气体间隔器的优良特性及其应用给矿山带来的巨大经济效益,利用岩石破碎机理分析了连续柱状装药爆破大块率高的原因。实践表明,使用BJQ气体间隔器实施底部间隔爆破新工艺,不仅大幅度降低了炸药单耗,同时也降低了大块率,获得良好的爆破效果。

    1  前言

    棒磨山铁矿是唐钢的主要原料基地,于1989年投产,采场爆破多为水孔爆破,多年来一直采用柱状装药工艺,大块率高,炸药单耗高,采矿成本居高不下,铲装及破碎工艺的生产效率也受到严重影响。2002年,该矿开始使用BJQ气体间隔器,实施底部间隔装药新工艺,降低了炸药单耗,解决了大块率高的问题,同时降低了采矿成本,经济效益显著。

    2  主要性能及技术指标

    (1) 、贮气罐气体失重率 < 3‰;
    (2)、双层密闭气袋透气量 < 5g/24h;
    (3)、炮孔内间隔器充气后的静荷强度≥ 0.32Mpa;

    (4) 、间隔器放气阀开启后至密闭气袋膨胀到炮孔壁的时间≥ 20s;间隔器在炮孔内达到其额定静荷强度(压力)的时间≤ 5min。

    3  在棒磨山铁矿的应用

    3.1  爆区地质概况

    棒磨山铁矿包括棒锤山和磨盘山两个主要矿体,属鞍山式沉积变质铁矿。棒锤山铁矿为先期开采矿体,产生了ArSi3。下部的黑云角闪斜长片麻岩中,共有4个矿体,节理裂隙发育,矿体形态比较简单。其矿石类型主要是含磁铁石英岩和辉石磁铁石英岩,粒状变晶结构,条纹、条带构造。矿岩的物理力学性质列于表1

    3.2  爆破参数

    采场台阶高度为12m,使用KY-250牙轮钻凿垂直炮孔,炮孔直径为250mm。采用连续柱状装药时,爆破孔网参数为5m×6m,炸堆过宽,大块率高,不利于铲装,后来采用BJQ气体间隔器,实施底部间隔装药新工艺,爆破孔网参数为7m×7m

    3.3  产生大块的原因

    岩石破碎机理分析表明,炮孔作用区域可分为3个区,粉碎区、破裂区和片落区。在粉碎区,炸药爆轰产生2000-3000°的高温和几万至几十万大气压的高压,形成每秒数千米速度的冲击波,作用在紧靠药柱的岩壁上,使药柱附近的岩石或被熔融,或被击碎成微小的粉粒,形成不大的空洞,这一带岩石过度破碎,范围很小,仅为药柱半径的2-3倍,但消耗的爆炸能很多,应尽量减少粉碎区的形成。

    在破裂区,由于冲击波衰减为压应力波,当爆源的压力下降到一定程度时,岩石被拉断形成环向、径向和剪断裂缝,随着这些裂隙的扩展,将岩体分割成大小不同的碎块,近粉碎区的部位细碎,远粉碎区的部位块大或只形成径向裂隙,这部分大块不多。

    片落区是在自由面处的岩石受反射拉伸应力波的拉断作用形成的,这部分大块较多。

    3.4  气体间隔器的作用分析

    采用BJQ气体间隔器后,实施了底部间隔装药工艺,间隔高度为2m,这样降低了孔内爆炸压力,减少了孔壁矿岩的过度冲击破碎,扩大了破裂区的范围,延长了爆炸应力波的作用时间,提高了爆炸能的利用率。此外,由于装药位置的提高,使孔内的爆炸压力沿炮孔轴向的分布更加均匀,有效地克服了根底和片落区的形成,减少了大块率,有利于铲装和运输。图1为间隔装药示意图。

    4  爆破效果和经济效益

    4.1  爆破效果

    使用BJQ气体间隔器后,大块率明显降低,根底减少,采场的爆破效果已说明了这点。表2列出了几次典型的爆破效果。

    4.2  经济效益

    使用BJQ气体间隔器,实施间隔器装药后,大块率降到5%以下,炸药消耗由原来的2000kg/t降到1600kg/t,每年节约资金150万元,经济效益十分显著。

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