爆破飞石产生的原因及控制措施

爆破飞石产生的原因及控制措施
李屹
【摘要】针对攀钢石灰石矿采场爆破的复杂环境,分析了矿山爆破特定的自然情况,并对爆破飞石产生的原因进行了总结,利用爆破控制技术,结合实际的爆破工作经验,探究了控制爆破飞石的具体措施,并付诸于实践,获得了较好效果,有利于矿山的安全与稳定.
【期刊名称】《露天采矿技术》
【年(卷),期】2015(000)005
【总页数】5页(P22-25,29)
【关键词】露天矿;爆破飞石;控制
【作者】李屹
【作者单位】攀钢集团矿业有限公司设计研究院,四川攀枝花617065
【正文语种】中文
【中图分类】TD824.2
胜利东二号露天煤矿地质条件复杂，随着矿山工程向北推进发展，首采区先后遇到F68、F61正断层，在短距离内煤层落差达70 m，为了提前实现内排，工作线需要由纵采过渡横采，同时存在生产能力接续问题。

F61正断层影响区域内煤层倾角大，底板急剧下降，上覆土岩厚度相应增大，造成剥采比急剧增大，采场下部空间骤然减小，无法实施内排，剥离物大量外运，运距急剧增加，导致剥离和排土时空关系复杂，采运排工程无法正常接续，生产管理复杂，生产成本急剧增加，严重制
约了露天矿经济效益。

根据胜利东二号露天煤矿二期工程剥离系统设备合同的执行现状，从生产作业空间、生产成本、生产能力等方面对其剥离半连续系统中破碎设备选型进行研究[1-2]。

1）方案1：2台9 000 t/h半移动破碎站[3]。

流程图为：单斗-卡车-半移动破碎
站-带式输送机-排土机，流程图如图1。

方案1半移动破碎站布置平面图如图2。

卡车卸载平台尺寸约为220 m×125 m，带式输送机布置水平平盘宽度为42 m。

自卸卡车重车及空车运行线路如图2。

半移动破碎站主要由栈桥、料仓及板式给料机、破碎机、配电室和卸料带式输送机等模块组成。

破碎站料仓为方形料仓，卸车台位2个，1个位于料仓顶端，另1
个位于料仓侧面。

半移动破碎站使用栈桥+挡墙方式，栈桥总长度21 m，其中10 m搭接在地面上，另一端固定在料仓钢结构上。

2）方案2：2台9 000 t/h自移式破碎机（移动使用）[4]。

在北帮到界之前，露
天矿西帮和北帮都不具备使用单斗-自移式破碎机-带式输送机-排土机半连续系统
的条件。

为了在有限的作业平盘宽度和工作线长度上使用自移式破碎机，提高自移式破碎机破碎效率，暂采用汽车倒运固定区域，电铲二次采装的作业方式，在生产上增加了电铲采装和汽车运输2个环节。

流程图为：单斗-卡车-单斗-自移式破碎
机-带式输送机-排土机，流程图如图3。

自移式破碎机系统设备由自移式破碎机、一体式连接桥和漏斗—电缆车组成[5]。

电缆车为自移式破碎机系统和电铲供电，供电电源35 kV。

连接桥带式输送机和卸料带式输送机长度分别为45 m和10 m。

卡车将剥离物卸载后，使用2台61 m3电铲自初始位置开始二次采装。

剥离物经自移式破碎机破碎后，使用带式输送机运往排土场排弃。

随着采装作业的推进，卡车在安全距离外跟进排土。

卡车卸载平台宽度为70 m。

在85 m宽，400 m长的工作区域上，自移式破碎机和电铲沿直线行走作业，2组
设备1前1后，结束1幅后回到初始位置往复作业。

第1幅20 m，第2幅26 m，2幅剥离量相同。

方案2起始位置示意图如图4，方案2结束位置示意图如图5。

在起始位置预留135 m，作为电铲和自移式破碎机作业的缺口；在采掘结束位置，允许卡车排土的最小距离为177 m；再预留88 m，约半天的采掘量。

因此将电铲往复作业的区域总长度设置为400 m。

可以看出：①使用2台61 m3电铲二次采装，配套使用自移式破碎机进行剥离物破碎，需要占用的平盘尺寸约为400 m×85 m，卡车卸载
物料需要的平台尺寸约为300 m×70 m，就2014年计划而言，坑下北帮深部非
工作帮上无法找到如此大面积的开阔区域供使用；②生产环节多，设备数量多，会引起生产组织困难，生产安全降低；③在生产上增加了电铲采装和汽车运输2个
环节，增加了剥离生产成本。

3）方案3：2台9 000 t/h自移式破碎机（作为半固定破碎站使用）[6]。

流程为：单斗-卡车-单斗-自移式破碎机-带式输送机-排土机，如图6。

自移式破碎机系统设备由自移式破碎机、一体式连接桥和漏斗-电缆车组成。

电缆
车为自移式破碎机系统和电铲供电，供电电源35 kV。

连接桥带式输送机和卸料带式输送机长度分别为45 m和10 m。

2台自移式破碎机作为半固定破碎站使用，
停在原地作业。

剥离物短期内的静安息角按35°考虑。

卡车将剥离物卸载后，使用2台61 m3电
铲二次采装。

剥离物经自移式破碎机破碎后，使用带式输送机运往排土场排弃。

方案3自移式破碎机布置平面图如图7。

带式输送机布置水平平盘宽度为55 m，卡车卸载平台尺寸约为225 m×130 m，自卸卡车重车及空车运行线路。

从中可以看出：①卡车卸料区域剥离物存量非常少，二次采装与卡车卸料需要同步进行，电铲效率低，导致半连续系统效率较低；②虽然电铲距台阶坡底线留有一定的安全距离，但是在卡车卸载剥离物的过程中仍将存在一定比例的大块滚落，造成砸铲现象；
③2台电铲和2台自移式破碎机配套使用，任何1台设备出现故障，都将导致生
产中断，系统可靠性差，另外，生产环节多，设备数量多，会引起生产组织困难，生产安全降低；④在生产上增加了电铲采装和汽车运输2个环节，增加了剥离生
产成本。

2.1 能力比较
作业空间比较表见表1，系统能力统计表见表2，破碎设备安装、调试工期见表3。

通过计算采掘、卡车运输和连续设备各系统的生产能力，得出整套系统的产能瓶颈在于卡车运输，因此整套剥离系统的年生产能力约为2 200万m3。

1）方案1。

使用半移动破碎站，不存在二次采装环节，整套系统年生产能力约为
2 200万m3。

2）方案2。

使用自移式破碎机，使用2台61 m3电铲二次采装环节，电铲可用
率约为87%，整套系统年生产能力约为1 900万m3。

3）方案3。

使用自移式破碎机作为半移动破碎站使用，2台61 m3电铲二次采装效率低（按90%考虑），电铲可用率约为87%，整套系统年生产能力约为1 700
万m3。

2.2 生产费用比较
1）方案1生产费用估算。

方案生产费用见表4。

主要生产设备：4台WK35电铲，22台220 t卡车，2台9 000 t/h半移动破碎站、6台18 000 t/h带式输送机和
1台18 000 t/h排土机。

方案1系统产能2 200万m3/a，剥离单价为12.99元
/m3，生产总费用共计28 588万元。

2）方案2生产费用估算。

方案2生产费用见表5。

主要生产设备：4台WK35电铲，22台220 t卡车，2台61 m3电铲，2台9 000 t/h自移式破碎机、6台18 000 t/h带式输送机和1台18 000 t/h排土机。

方案2系统产能1 900万m3/a，剥离单价为15.13元/m3，生产总费用共计28 753万元。

3）方案3生产费用估算。

方案3生产费用见表6。

主要生产设备：4台WK35电铲，22台220 t卡车，2台61 m3电铲，2台9 000 t/h自移式破碎机、6台18 000 t/h带式输送机和1台18 000 t/h排土机。

方案3系统产能1 700万m3/a，剥离单价为16.33元/m3，生产总费用共计27 763万元。

通过坑下作业空间、生产能力、生产费用/成本、设备工期和实用性5个方面比较，采用方案1较优，此方案具备如下优点：①坑下作业空间满足系统使用要求；②3个方案中生产能力最大，生产能力为2 200万m3/a；③生产费用相对较低；④综合单价最低；⑤破碎设备投用工期较早；⑥生产环节少、系统可靠性高、生产组织及管理难度小。

［1］吴东来，才庆祥，张天文，等.布沼坝露天煤矿剥采半连续工艺破碎机选择［J］.中国煤炭，2010（3）：3-4.
［2］王鑫.露天煤矿破碎与转载设备方案优化［J］.露天采矿技术，2013（10）：3-5.
［3］杨朝阳，王文新.剥离半连续工艺的关键技术-移动式破碎机［J］.露天采矿技术，2006（4）：2-4.
［4］王喜富，张幼蒂，张达贤.矿山半连续工艺系统环节配合与设备选型［J］.矿
业研究与开发，1999（4）：2-5.
［5］车兆学.露天矿表土剥离半连续开采关键技术装备的研究［J］.中国煤炭，2008（4）：1-2.
［6］张国营，才庆祥，周伟，等.伊敏河露天煤矿自移式破碎机半连续系统可靠性研究［J］.煤炭工程，2010（7）：3-6.。