论文部分内容阅读
摘 要：本文通过对凿岩爆破参数中各因素及其水平的分析，制定合理的正交试验方案，在该方案的框架内通过现场工业试验收集大块率、粉矿率等试验数据，并通过计算机软件对试验数据进行整理分析，最终得到矿山最佳中深孔凿岩爆破参数。正交试验的方法的应用，能减少试验次数，及时取得了矿山最佳的中深孔凿岩爆破参数，为矿山实现安全高效开采提供了有力的保障，为合理选取最优爆破参数，提高爆破效果提供了一种科学、有效的方法。
关健词：凿岩爆破参数；中深孔；正交试验；孔底起爆
1 引言
由于矿岩介质的复杂性，目前仍无一种有效的理论方法计算出最佳爆破参数，目前多是在初步计算的基础上，在长期现场实践中进一步调整，周期较长，且常常因为缺乏系统性使得科学依据不足。由于在现场工业试验中要确定的参数时要求的试验次数太多，因此在本试验研究中，采用正交试验法对爆破参数试验进行优化研究，在减少试验次数的同时又能确定最佳的凿岩爆破参数[2]。
2 矿山概况
图拉尔根铜镍矿矿体位于基性-超基性杂岩体内，赋矿岩石为角闪橄榄岩，矿床属于基性-超基性岩浆有关的岩浆熔离型、贯入型Cu、Ni矿床。矿体产状124°∠68°～74°，厚度5～40米。矿石体重3.38t/m3，岩石体重2.70t/m3，矿岩松散系数均为1.60、矿石硬度f=11、岩石硬度f=6～12。
采用大直径深孔阶段空场嗣后充填法进行回采，采场垂直矿体走向布置，分两步骤“隔一采一”进行回采，一步骤采场10m，二步骤采场15m，采场堑沟底部结构采用垂直上向扇形中深孔爆破拉底。
3 正交试验设计
对爆破作用最主要的参数有：孔径、排距、孔底距、装药结构等。由于采矿方法的要求或设备条件的制约，许多参数已经确定，如孔径、孔深等。本研究中选择排距、孔底距、装药结构这三个主要影响参数进行优化试验研究，确定其合理取值和最佳搭配[1]。
爆破正交试验能够解决下面几个问题：爆破因素的主次，即各爆破参数对爆破效果的影响的大小顺序；爆破参数与爆破效果的关系，即爆破参数各水平不同时，爆破效果的好坏；得出相对最佳的爆破参数，或者为进一步优化确定方向。对爆破作用的几个主要影响因素抵抗线、孔底距、装药结构。在这三个因素中，都有较大取值范围，为了有充分的代表性，在各取值范围内，取较小、较大、中间三个数据，取值范围见表1所示。可见为三因素三水平试验，采用L9（3）4正交表，作出表头设计，见表2所示。
4 现场正交试验
4.1 现场试验地点
中深孔正交试验安排在229采场中深孔拉底巷道，采用YGZ-90中深孔钻机施工中深孔，孔径φ65mm，针对排距、孔底距、装药结构三个因素做三水平的正交试验布孔：排距1.2m、1.3m、1.4m，孔底距1.8m、2.0m、2.2m，装药结构为孔底、中间、孔口三种形式，共9组试验，每组试验4排炮孔。229采场拉底中深孔设计炮孔设计见图1。
4.2 现场试验及数据分析
正交表中列出九组试验，根据这九组试验的因素组合，在试验采场进行试验。爆破效果用大块率和粉矿率进行考核。进行单一指标的极差分析，即计算每一指标中各因素的各水平的和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以及各水平的平均值Ⅰ/3、Ⅱ/3、Ⅲ/3与极差R，从中确定出较优水平，并划分出各因素的主次顺序，结果见表3所示。
从表中极差R可以看出，就对爆破大块率的影响程度而言，R2>R1>R3，即最小抵抗线影响最显著，孔底距影响显著性次之，装药结构的最小。对爆破后粉矿率而言，R2>R3>R1，是最小抵抗线影响最显著，装药结构影响次之，孔底距最小。
上述结果的因素--指标图如图2所示。图中指标（Ⅰj/3、Ⅱj/3、Ⅲj/3）表示为纵坐标，因素水平为横坐标。根据图中所示对比分析，可见在试验采场的现场条件下，图拉尔根扇形中深孔爆破的最佳凿岩爆破参数为：排距为1.3m；孔底距2.0m；孔底起爆。
5 结论和建议
5.1 本文通过对凿岩爆破参数中各因素及其水平的分析，制定合理的正交试验方案，在该方案的框架内通过现场工业试验收集试验数据，并对试验数据进行整理分析，最终得到矿山最佳中深孔凿岩爆破参数为：排距为1.3m；孔底距2.0m；孔底起爆。
5.2 通过正交试验的方法的应用，使现场工业试验的次数得到减少，及时得到了矿山最佳的中深孔凿岩爆破参数，为矿山实现安全高效开采提供了有力的保障。
5.3 由于现场岩石条件的复杂多样性，不能简单的确定单一的爆破参数，需要在以后的生产实践过程中继续进行采场爆破参数的优化研究。
参考文献
[1]李向东，张强.扇形中深孔爆破参数优化试验研究[J].矿业研究与开发，1995，（1）：35-39.
[2]万兵.大红山铜矿中深孔采矿系列爆破漏斗试验[J].矿业研究与开发，2001，（1）：43-45
[3]杨红兵.爆破漏斗试验确定中深孔爆破参数的方法[J].新疆有色金属，2005，（3）：13-14
[4]朱志彬，刘成平.中深孔凿岩爆破参数试验研究[J].矿业研究与开发，2009，（5）：90-92
[5]肖雄，余佑林.扇形中深孔采矿中凿岩爆破参数的试验确定及其应用[J].中国钼业，2002，（1）：11-14
[6]朱有明.中深孔采矿系列爆破漏斗试验浅析[J].矿业快报，2004，（12）：34-35
关健词：凿岩爆破参数；中深孔；正交试验；孔底起爆
1 引言
由于矿岩介质的复杂性，目前仍无一种有效的理论方法计算出最佳爆破参数，目前多是在初步计算的基础上，在长期现场实践中进一步调整，周期较长，且常常因为缺乏系统性使得科学依据不足。由于在现场工业试验中要确定的参数时要求的试验次数太多，因此在本试验研究中，采用正交试验法对爆破参数试验进行优化研究，在减少试验次数的同时又能确定最佳的凿岩爆破参数[2]。
2 矿山概况
图拉尔根铜镍矿矿体位于基性-超基性杂岩体内，赋矿岩石为角闪橄榄岩，矿床属于基性-超基性岩浆有关的岩浆熔离型、贯入型Cu、Ni矿床。矿体产状124°∠68°～74°，厚度5～40米。矿石体重3.38t/m3，岩石体重2.70t/m3，矿岩松散系数均为1.60、矿石硬度f=11、岩石硬度f=6～12。
采用大直径深孔阶段空场嗣后充填法进行回采，采场垂直矿体走向布置，分两步骤“隔一采一”进行回采，一步骤采场10m，二步骤采场15m，采场堑沟底部结构采用垂直上向扇形中深孔爆破拉底。
3 正交试验设计
对爆破作用最主要的参数有：孔径、排距、孔底距、装药结构等。由于采矿方法的要求或设备条件的制约，许多参数已经确定，如孔径、孔深等。本研究中选择排距、孔底距、装药结构这三个主要影响参数进行优化试验研究，确定其合理取值和最佳搭配[1]。
爆破正交试验能够解决下面几个问题：爆破因素的主次，即各爆破参数对爆破效果的影响的大小顺序；爆破参数与爆破效果的关系，即爆破参数各水平不同时，爆破效果的好坏；得出相对最佳的爆破参数，或者为进一步优化确定方向。对爆破作用的几个主要影响因素抵抗线、孔底距、装药结构。在这三个因素中，都有较大取值范围，为了有充分的代表性，在各取值范围内，取较小、较大、中间三个数据，取值范围见表1所示。可见为三因素三水平试验，采用L9（3）4正交表，作出表头设计，见表2所示。
4 现场正交试验
4.1 现场试验地点
中深孔正交试验安排在229采场中深孔拉底巷道，采用YGZ-90中深孔钻机施工中深孔，孔径φ65mm，针对排距、孔底距、装药结构三个因素做三水平的正交试验布孔：排距1.2m、1.3m、1.4m，孔底距1.8m、2.0m、2.2m，装药结构为孔底、中间、孔口三种形式，共9组试验，每组试验4排炮孔。229采场拉底中深孔设计炮孔设计见图1。
4.2 现场试验及数据分析
正交表中列出九组试验，根据这九组试验的因素组合，在试验采场进行试验。爆破效果用大块率和粉矿率进行考核。进行单一指标的极差分析，即计算每一指标中各因素的各水平的和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以及各水平的平均值Ⅰ/3、Ⅱ/3、Ⅲ/3与极差R，从中确定出较优水平，并划分出各因素的主次顺序，结果见表3所示。
从表中极差R可以看出，就对爆破大块率的影响程度而言，R2>R1>R3，即最小抵抗线影响最显著，孔底距影响显著性次之，装药结构的最小。对爆破后粉矿率而言，R2>R3>R1，是最小抵抗线影响最显著，装药结构影响次之，孔底距最小。
上述结果的因素--指标图如图2所示。图中指标（Ⅰj/3、Ⅱj/3、Ⅲj/3）表示为纵坐标，因素水平为横坐标。根据图中所示对比分析，可见在试验采场的现场条件下，图拉尔根扇形中深孔爆破的最佳凿岩爆破参数为：排距为1.3m；孔底距2.0m；孔底起爆。
5 结论和建议
5.1 本文通过对凿岩爆破参数中各因素及其水平的分析，制定合理的正交试验方案，在该方案的框架内通过现场工业试验收集试验数据，并对试验数据进行整理分析，最终得到矿山最佳中深孔凿岩爆破参数为：排距为1.3m；孔底距2.0m；孔底起爆。
5.2 通过正交试验的方法的应用，使现场工业试验的次数得到减少，及时得到了矿山最佳的中深孔凿岩爆破参数，为矿山实现安全高效开采提供了有力的保障。
5.3 由于现场岩石条件的复杂多样性，不能简单的确定单一的爆破参数，需要在以后的生产实践过程中继续进行采场爆破参数的优化研究。
参考文献
[1]李向东，张强.扇形中深孔爆破参数优化试验研究[J].矿业研究与开发，1995，（1）：35-39.
[2]万兵.大红山铜矿中深孔采矿系列爆破漏斗试验[J].矿业研究与开发，2001，（1）：43-45
[3]杨红兵.爆破漏斗试验确定中深孔爆破参数的方法[J].新疆有色金属，2005，（3）：13-14
[4]朱志彬，刘成平.中深孔凿岩爆破参数试验研究[J].矿业研究与开发，2009，（5）：90-92
[5]肖雄，余佑林.扇形中深孔采矿中凿岩爆破参数的试验确定及其应用[J].中国钼业，2002，（1）：11-14
[6]朱有明.中深孔采矿系列爆破漏斗试验浅析[J].矿业快报，2004，（12）：34-35