金堆城钼矿露天开采生产爆破方案设计毕业论文
2020-04-10 14:45:49
摘 要
本设计借助查阅金堆城矿区的地质报告，根据施工要求和环境安全与技术要求，首先分析了安山玢岩和石英岩两种岩性的可爆性，两种矿岩的可爆性对爆破参数设计具有重要的指导意义。接着根据设计要求选取合适的钻孔机械，然后应对两种不同的岩性分别设计合理了的爆破参数，装药参数和起爆网络，并为保护边坡设计了预裂爆破，在保证爆破质量的前提下做到成本最优化，为后续的铲装运输作业打下良好基础。最后计算了爆破安全参数，确保爆破施工的安全。
论文主要设计了金堆城矿区的爆破设计施工整个过程。
本文的特色：参数采取不同的方法计算再整合得出最合适值，条理清晰。
关键词：金堆城钼矿，露天爆破设计；预裂爆破；爆破网络设计，爆破安全。
Abstract
Based on the geological report of the Jinduicheng Mining Area, this design first analyzed the explosiveness of the lithology of Andesite rock and quartzite in accordance with the construction requirements and environmental safety and technical requirements. The explosiveness of the two types of ore rock was used for blasting. Parameter design has important guiding significance. Then according to the engineering requirements, suitable drilling machines are selected, and then appropriate blasting parameters, charge parameters and initiation networks for different lithologies are designed, and pre-splitting blasting is designed to protect the slopes. The cost is guaranteed under the premise of guaranteeing blasting quality. Optimized to lay a good foundation for the subsequent shoveling transport operations. Finally, blasting safety parameters are calculated to ensure the safety of blasting construction.
The paper mainly designed the whole process of blasting in the Jinduicheng Mining Area.
The characteristics of this article: parameters take different methods to calculate the most appropriate value of reintegration, and the clarity is clear.
Keywords: Jinduicheng molybdenum mine; open blasting design; presplitting blasting; blasting network design, blasting safety.
目 录
第1章 绪论 1
1.1工程概况 1
1.2环境安全与技术要求 1
1.2.1 爆区周围环境安全内容与标准 1
第2章 金堆城露天矿相关资料 3
2.1金堆城钼矿简介 3
2.2.金堆城地形地貌概括 4
2.3 地形地质条件 4
第3章 金堆城矿岩可爆性分级 5
3.1矿石的可爆性 5
3.1.1 岩石的可爆性分级 5
3.2金堆城钼矿矿岩可爆性分级 7
第4章 钻孔机械 10
4.1潜孔钻机 10
4.2 牙轮钻机 10
4.3钻机选择 11
4.3.1钻机的选择 11
4.3.2钻机型号的选择 11
第5章 爆破参数 13
5.1方案选择 13
5.1.1主爆区 13
5.1.2边坡 13
5.2 钻孔形式 14
5.3 布孔方式 15
5.4 爆破参数 15
5.4.1石英岩 15
5.4.2 安山玢岩 19
5.5边坡保护（预裂爆破） 23
5.6装药堵塞 25
5.6.1装药结构 25
5.6.2炮孔充填 26
第6章 起爆网络 27
6.1爆破器材 27
6.2起爆顺序与延时 27
第7章 危害控制与安全 29
7.1 安全距离计算 29
7.1.1 地震安全距离 29
7.2爆破粉尘预防 30
7.3有害气体的预防 30
第8章 爆破器材及施工组织 31
8.1施工机械，仪表及器材 31
8.2 爆破材料 31
8.3施工组织 32
8.3.1施工人员 32
8.3.2施工流程 32
8.4注意事项 32
第9章 结论 33
参考文献 35
附录 36
致谢 37
第1章 绪论
最早在三千年前，我国就开始了对金属的开采，在历史的长河中，我国金属矿床的开采技术不断发展，期间开采技术一直处于世界先进水平，但在近代，我国矿山的开采技术却严重与世界先进开采技术脱节，矿山生产开采基本靠人力进行生产，到了上世纪中叶，我国矿山开采水平向世界先进水平靠近。现在随着我国采矿技术的迅猛发展，我国矿山的开采规模越来越大，开采效率要求越来越高。因此，爆破作为一个至关重要的环节，其爆破质量的好坏对后续的采装工作有非常大的影响，同时，对矿区工作人员的安全，公司的经济效益等有非常重要的影响。所以 ，设计一个合理的爆破设计，采用先进的爆破技术，选取高质量的爆破器材和炸药对往后的露天矿生产非常重要。为响应习主席的环境保护理念，我们在设计爆破作业时，对爆破震动的控制，粉尘对环境的影响控制等需要充分考虑。同时为保证施工中的安全可靠，对于飞石控制，冲击波对环境的破坏等问题都要在设计中充分考虑。一个合理的爆破参数设计对于矿山生产来说，是非常重要环节，我们应该给予高度重视。本设计通过针对金堆城钼矿露天爆破进行合理设计，提高爆破质量，生产效率，降低生产成本，充分体现环保和安全原则，达到企业利润最大化。
1.1工程概况
金堆城钼矿年采剥总量为2400万吨，每年工作日为300天，两班制，每3天爆破一次，金堆城钼矿爆区台阶高度现在为12m,台阶坡面角是69度。使用的钻机是牙轮钻机，使用的钻头直径为250mm，采用混装乳化炸药。
1.2环境安全与技术要求
1.2.1 爆区周围环境安全内容与标准
1 爆破会产生飞石，其安全距离要由爆破设计来确定。对于爆破及相关工作人员，安全距离应严格遵守国家相关安全规定;设计中所计算的的安全距离要小于最后的安全警戒线。
2 确保爆区周围的民房，矿山企业仓库等建筑的安全。
3 在爆破危险区域内，如存在工程机械、电器、电线、生产设施等，要保证这些设施的安全。
4 爆破后所产生的粉尘、炮烟等对环境的影响应符合相关的环境保护条例。
5 物质文化遗产等需要重点保护的对象，要确保不受爆破震动的影响。
6 安全第一，方便施工，确保来往车辆和行人的安全。
7 为了保障围岩的完整性，尽量避免大面积爆破开挖。
8 有利于降低成本消耗。
9 爆破产物方便铲装，确保破碎度和获取率。
10 爆破质量应满足有关规范的质量标准要求。
第2章 金堆城露天矿相关资料
2.1金堆城钼矿简介
金堆城矿业集团公司位于陕西省，始建于二20世纪50年代末，中国第一大钼金属露天矿，2015年金堆城矿业集团总资产突破三百亿大关，在职工作人员9000多人，生产基地分布在全世界各地。金堆城煤矿业集团在开采露天矿方面已形成一套全面的生产经营模式，最先进的开采技术，选矿技术，冶炼技术，拥有出色的精英团队，公司的钼精矿产品质量享誉全球，产品远销全球各地。
金堆城钼矿是中国知名的大型露天矿，生产规模，钼金属年产量都位列全国前列，年产量高达万吨，为我国经济建设做出来巨大贡献，目前，随着矿业经济的暂时萧条，公司紧跟国家政策方针，发展多位一体的发展模式，提高开采技术，简化开采工艺，加大对产品的深加工，精加工，提高产品的附加值，引领中国矿业发展方向，提高产业经济效益，为建设文明富强的中国做贡献 。
图1.1金堆城钼矿矿坑俯视图
2.2.金堆城地形地貌概括
金堆城钼矿露天坑位于我国秦林东段，华山南方向的陕西省渭南市，矿床位于位于金堆城花岗岩之南侧外接触地带中，中心坐标为北纬34度，东经109度，海拔大约1200米。
矿体主体位于金堆城揉错带，呈325~145度方向延展，矿体长度超过2000米，宽0~750米，平均宽为600米，厚度平均为600米，矿体类似于切去一头的巨大扁豆体，向南矿体之宽度和厚度逐渐向中部收缩而逐渐消失，其东北，西南，南东三测边界不明显，与围岩呈渐变状态。矿石类型主要有两种，分别为安山玢岩，，花岗斑岩，其次有3%左右的板岩及石英岩，钼矿石品位在矿体中中部高，向西南端，南东方向及深部方向逐渐降低。矿石中伴生的有益元素有铜，铼琉等，含量稳定，有害元素含量甚微，对矿石选炼无影响。
2.3 地形地质条件
金堆城区南露天矿从下到上可分为四个岩性阶段:
第一岩性段:矿石的主要组成成分为石英岩和少量板岩，出露于金堆城矿区的南部，位于东川河的南岸，矿区南部的地形为高山地形。
第二岩性段:以板岩和凝灰质板岩为主要组成成分，还夹杂一部分的石英岩在其中。在金堆城矿区南部，文峪河的两岸。这部分岩层的断层关系比较复杂，导致岩石出露厚度不一，出露的部分仅为10米，而有的厚者可达400米。
第三岩性段:矿石主要组成成分和地形与第一岩性段大体一致，主要组成成分为石英岩。深埋于金堆城矿区的南部。
第四岩性段:矿石主要组成成分和地形与第一岩性段大体一致，分布于东马路沟两岸。
第3章 金堆城矿岩可爆性分级
3.1矿石的可爆性
岩石的可爆性是爆破设计参数选择的重要依据。爆破有非常大的不确定性，如果在设计中，不充分考虑岩石的可爆性分级，会影响爆破效果，增加开采成本，更严重者，会造成严重的安全事故，危机人员的生命安全。因此，岩石的可爆性是爆破设计的首要环节，不可疏忽大意。
3.1.1 岩石的可爆性分级
现在岩石的分级方法很多，没有一个公认的普遍适用的分级方法，在工程施工中，可以根据施工对象的不同情况，选择符合设计的分级方法。
现阶段对于岩石的可爆性的分级方法是判别的主要方法。根据经验公式或通过规范某一指标或多个指标，通过与工具书上的标准数值比较进行判断，普遍采用的分级方法包括抗剪强度，岩石完整性系数，岩石内聚力，东北大学基于能量平衡准则普氏系数，苏式系数，波阻抗，炸药单耗，矿岩弹性纵波数度，抗压强度等方法。在工程纵可根据工程特点选取符合的岩石分级方法。
（2）按岩石坚固性系数份分级
按照岩石的坚固性系数分级是普罗基亚科夫于1920年提出。他经过实长期实验研究和分析总结，提出了一种抽象描述岩石坚固性的概念，及岩石的坚固性，它是岩石的可凿性，可爆性，可挖性等表现因素的综合反映，也可以说是岩石相关力学的抽象概念，其公式为：
（3-1）
式中：f——岩石的坚固性系数
R——岩石的单轴抗压强度，MPa
根据岩石的坚固性系数，可分为十个等级，见表3.1
表3.1 岩石的坚固性系数分级表
岩石级别 坚固程度 代表性岩石 f值 |
I 最坚固 最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩 20 和其他各种特别坚 Ⅱ 很坚固 很坚硬的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩， 15 较坚固的石英岩， Ⅲ 坚固 致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩， 石英矿脉， Ⅲ 坚固 坚硬的石灰岩，大理岩 12 Ⅳ 较坚硬 普通砂岩，铁矿 6 Ⅳ 较坚硬 砂质页岩，页岩质砂岩 5 Ⅴ 中等 坚固的黏土质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩 4 Ⅴ 中等 各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩 3 Ⅵ 较软弱 软弱的页岩，很软的石灰岩 2 Ⅵ 较软弱 碎石质土壤，破碎页岩，坚固煤岩 1.5 Ⅶ 软弱 致密黏土，软弱的烟煤，坚硬的冲击层 1 Ⅶ 软弱 轻纱质黏土，黄土 0.8 Ⅷ 土质岩石 腐殖土，泥煤，轻沙质土壤，湿沙 0.6 Ⅸ 松散性岩石 沙，松土，采下的煤 0.5 Ⅹ 流沙性颜色 流沙。沼泽土壤，含水黄土及其他 0.3 含水土壤 |
这种分级方法虽然简单实用，但还是有缺点，忽略不同岩石的特殊性和差异性，因此会产生一定的误差，显得比较片面和笼统，比如比较难钻凿的岩石不一定比较难爆。
（2）东北大学矿岩可爆性分级
东北大学通过考虑爆破材料，工艺，爆破参数等条件，最终应用数理统计多元回归分析，并且应用了电子计算机进行数据处理，得出了一个新的岩石可爆性指数f的计算公式，并按照f值将岩石分为了五级。
（3-2）
式中：f－岩石可爆性指数；
V－爆破漏斗体积，
；
－大块率，%；
－小块率，%；
－平均合个率，%；
Pc－岩石波阻抗，（g/）×。
该方式数据可以在施工现场测定，保证贴合实际，然而该方法任务量大，并且随机性高，计算比较复杂，还不是一个完善的分级模式。
3.2金堆城钼矿矿岩可爆性分级
根据金堆城钼矿地质报告，浅部以石英岩为主，矿区深部则以安山玢岩为主，本次爆破设计针对这两种主要的不同的岩体进行分析研究，设计合理经济的爆破方案。首先针对本次爆破设计所需要的爆破性分级，采取至少两种方法进行分析，以确保得到更加合理的数据。
（1）岩石坚固性
按照岩石坚固性系数公式
f= （3-3）
式中： f——岩石的坚固性系数
R——岩石的单轴抗压强度，MPa
金堆城矿山安山玢岩和石英岩物理力学指标如下表3.3所示
表3.2安山玢岩和石英岩物理力学指标
