七角井铁矿爆破参数优化研究阶段性总结

张海发，高文乐，王映祥，刘工庭

（肃北县博伦矿业开发有限责任公司，甘肃 酒泉 736101）

2019 年10 月份，肃北博伦矿业公司启动爆破参数优化研究工作，在股份公司总工程师高鹏举和博伦公司总经理赵永平指导下，由博伦公司与金诚信公司肃北博伦项目部宋肖杰等专业技术人员共同开展爆破参数优化研究工作，本次优化研究工作在不增加成本的条件下，解决了矿石块度大和大块率高的问题，矿山出矿效率和破碎成本等都有明显下降，基本实现了爆破参数优化的预期效果，现总结如下[1]。

1 概述

七角井铁矿采用分段空场采矿法，中深孔爆破落矿方式，火工品使用散装岩石膨化硝铵炸药作为主爆药，使用2 号岩石乳化炸药+导爆管雷管作为起爆药包，使用BQF 型装药器人工装填炸药，爆破时采用复式微差起爆方式，各炮孔采用非电导爆管孔内起爆，排内齐发，排间微差（排间毫秒导爆管微差）。

表1 炸药性能参数

起爆网络设计。

（1）同排孔口的导爆管联接采用“T”型结或“水手”结，保证整排炮孔齐发；应使用快刀切取导爆管；连接导爆管中间不应出现打结或者打圈。

（2）所有炮孔露在孔外的导爆管小于20 根时，可将所有导爆管捆成一束，被起爆导爆管多于20 根时，可将被起爆导爆管平均分成几束，每束导爆管不多于20 根，各束导爆管用导爆管雷管起爆。

（3）起爆雷管与导爆管捆扎端端头的距离不应小于15cm，被起爆导爆管均匀包裹在起爆雷管的周围，用绝缘胶布紧紧缠裹，缠裹长度不小于15cm，缠裹层数不小于5 层。

（4）将起爆各束导爆管的雷管的导爆管并在一起，再接入一发导爆管雷管。

（5）将起爆针插入塑料导爆管中绑扎牢靠，同时与母线连接[2，3]。

2 试验爆破前爆破参数

（1）孔底距为2～2.5m，排距1.6m，最小抵抗线1.6m，炮孔采用单排面直线型布置，孔径为76mm。

（2）每孔装填起爆药包1 枚，采用反向起爆，爆破方式为非挤压爆破，补偿空间大于1.3，爆破采用毫秒导爆管1 段位延时。

受回采条件限制，爆破排位2-3 排，每次装药量约为1500kg-3000kg，崩矿量为3000t～6000t。

3 优化后爆破参数

（1）孔底距2～2.5m，排距1.8m，最小抵抗线1.8m，炮孔采用双排交错布置形式，孔径为76mm，炮孔布置图如下所示。

图1 排位示意图

图2 炮孔底端示意图

爆破参数优化后，根据不同的炮孔深度，安装数量不等的起爆药包，不超过20m 孔，吧安装1 个，安装位置为孔底，超过20m 孔，安装2～3 个，安装位置为孔底1 个，间隔15m 一个，每个起爆药包采用相同段位起爆，炮孔装药系数约为0.75。

4 爆破参数优化后取得效果

通过爆破参数优化研究工作，矿石块度明显下降，矿石装矿效率显著提高，为矿山平稳生产创造条件，同时我公司及矿山承包单位成本均有明显下降，具体各项数据统计如下。

4.1 增加起爆药包，爆破成本略增

通过增加起爆药包数量，实现了爆轰波叠加，同时避免因药物装填不实或雷管质量问题导致的炸药殉爆问题。据统计，爆破参数优化前炸药单耗为0.532kg/t，15m 导爆管消耗为0.0403 发/t，爆破参数优化后，炸药单耗为0.536kg/t，15m 导爆管雷管消耗为0.0404 发/t。

4.2 出矿效率提高

爆破参数优化前，由于大块率和矿石块度高，采场出矿效率低，单采场平均出矿量为645 吨，需12 个采场满足矿山生产矿石量需求，爆破参数优化后，采场出矿量为946 吨/日，目前8.5 个采场可满足矿山生产矿量要求，尤其是在2020 年疫情期间，未因采场数量少而大范围影响矿山生产。采出矿数据来源为日采出矿报表[4]。

4.3 采场二次改炮量明显下降

据承包单位数据统计，11 月份前矿石二次破碎火工品消耗为0.0878kg/t 矿石，5m 导爆管消耗为0.11 发/t 矿石，爆破参数优化完之后，二次改炮量明显降低，火工品消耗为0.0326kg/t 矿石，5m 导爆管消耗为0.0945 发/t 矿石，降本成果显著，且减少改炮数量，消除二次爆破安全隐患。

二次改炮量减小，减少爆破过程中躲炮和炮烟、粉尘对生产造成的影响，矿山井下作业环境得到明显改善。

4.4 溜井格筛破碎工作量明显降低

由于矿石块度降低，爆破矿石基本可直接卸入溜井，减少破碎锤工作时间，降低油耗、减少破碎锤其他材料生产成本，破碎锤成本由爆破前1.5 元/吨，降为目前1.3 元/吨，最为关键是解决了爆破参数优化前因破碎锤故障，导致溜井无法放矿，影响矿山生产的问题。

4.5 矿车装矿量和状况效率显著提高

爆破参数优化前，矿石块度大，放矿过程中遇大块矿石需调整矿车位置，状况效率低，且受大块影响，矿车装矿量低，爆破参数优化前，矿车装量平均为17.2 吨，爆破参数优化后，矿车装矿量为17.8 吨，需要说明，自10 月份开始，矿山对井下电机车装矿高度有所限制，矿车装矿量整体下降，但从统计数据看，自19年11 月份至20 年3 月，矿车装矿量有明显提升，显示随爆破参数优化，爆破效果逐步提高，矿石块度逐步降低，提高装矿量约0.6 吨/车。

4.6 破碎、皮带台效及运行电费显著下降

公司井下设破碎站，破碎后矿石块度为＜250mm，破碎后经皮带系统运输至地表。

优化前皮带台效为771.9 吨/小时，优化后皮带台效为811.67 吨/小时。

优化前矿山井下C125 破碎机台效为579.53 吨/小时，优化后破碎机台效为688.22 吨/小时。

据统计，爆破参数优化前，矿山井下破碎及皮带运行电费单耗为2.3 度/吨，爆破参数优化后，矿石块度降低，电单耗为2.06度/吨，电单耗降低0.24 度，电费约降低0.12 元/吨。

地表虎口破碎未单独装表计量且对筛网尺寸有调整，影响破碎效率，不做评价。

4.7 矿石块度降低，减少抛费率和抛费品位

矿石块度降低，皮带斜井抛费率降低，优化前抛费率为7.91%，优化后抛费率为6.81%，其中，抛费率降低部分因素为磁性铁圈矿，矿石品质提高，一季度减少出矿量1.02 万吨，同时减少矿产资源浪费，减少地表固废排放。

通过爆破参数优化，2020 年一季度矿山生产三方成本降低和效率提升成果显著，其中。

（1）矿山生产效率显著提升，为博伦公司一季度超额完成生产指标创造有利条件。

（2）皮带斜井一次抛废量减少6215 吨，减少废石倒运费用2.71 万元，减少地表固废排放。

（3）抛废和矿石质量提升，减少井下出矿0.89 万吨，减少银鑫公司矿石破碎、提升及选矿费用36.34 万元。

（4）破碎台效提升，降低破碎及皮带提升电量0.24 度/吨，一季度减少电费约8.02 万元。

（5）金诚信公司降低破碎锤二次破碎、改炮等生产成本约47.94 万元，未计算生产效率提高，减少生产采场数量而降低的铲装机、运输及溜井破碎费用[5]。

5 取得经验

本次爆破参数优化主要方向为优化爆破炮孔布置方式，改直线型布置为双排交错布置，优化起爆药包数量，实现了爆轰波的叠加，起到了更好的破岩效果，同时，通过增加起爆药包数量，解决了原单发起爆药包起爆时由于散装药装填效果不佳导致的炸药殉爆问题，从而实现较好的爆破效果。

本次总结材料不足之处为统计矿石质量带来降本、提产成果与磁性铁圈定矿体、采矿方法优化等因素叠加，不能单独计算和反映[6]。

6 下一步研究计划

将继续统计和总结目前爆破参数优化成果，并开展炮孔排距、孔底距等参数优化尝试，在保证爆破质量的前提下，努力降低火工品单耗，进一步降低爆破成本，减少生产采场数量，提高备采矿准备速率。

针对钒矿矿体厚度小，火工品单耗高的问题，本年度钒矿开采过程中，计划参照铁矿爆破参数优化经验，对炮孔排距和孔底距、布孔方式、装药结构等参数进行优化，以实现最佳爆破效果。