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[摘 要] 通过对白云铁矿主采场修筑固定斜坡公路所用的抛掷爆破法的研究，说明了该方法的优越性，对提高修筑固定斜坡公路的效率和降低修筑成本发挥了重要的作用。
[关键词] 抛掷爆破法；爆破质量；设计参数
1.前言
包钢白云鄂博铁矿主采场是白云鄂博铁矿的主体矿石生产车间，现已形成采剥总量3100万t(其中矿石770万t)年生产能力。对于露天采矿生产工艺来说，随着各台阶的不断推进，采场内的斜坡公路也在不断地进行调整，即修筑新的斜坡公路，同时废弃旧的斜坡公路。2011年，包钢（集团）公司拟在白云鄂博铁矿主采场投资建设一期岩石胶带运输系统，由于1570m?N水平—1556mN水平固定斜坡公路是胶带建设部位推进的重要工程，为了给胶带建设赢得时间，创造空间，故对1570mN水平—1556mN水平固定斜坡公路的修筑进行新的爆破方法的研究与优化。通过对以往利用中间掏槽排间微差爆破方法修筑固定斜坡公路的研究并总结存在的不足，决定应用抛掷爆破法修筑1570mN水平—1556mN水平固定斜坡公路。
2.中间掏槽爆破法的效果和存在的不足
2.1 中间掏槽爆破法的起爆方式
2010年4月28日修筑1584mN水平—1570mN水平固定斜坡路利用中间掏槽排间微差爆破方法，起爆网络示意图如图1所示。
图1 中间掏槽排间微差爆破方法起爆网络示意图
2.2 中间掏槽爆破法的爆破效果
爆破后爆堆中部隆起现状见图2，固定斜坡路修筑完成后修筑效果和边坡现状见图3。
图2：爆堆中部隆起现状图
2.3 中间掏槽爆破法存在的不足
2.3.1 炮响后爆堆集中，电铲修筑采掘量大，不能充分发挥电铲和大型运矿车的效率，导致修筑时间过长。
2.3.2电铲和大型运矿车在斜坡路上作业，属非正常作业，故障率高，对电铲和大型运矿车的大型结构件造成过限损伤。
2.3.3 电铲在斜坡路作业，属上装车，电铲处在最大挖掘高度卸载，相关结构件都处于最大承载状态，使电铲极易造成故障。
图3：修筑效果和边坡现状图
2.3.3.1 大架子根部和回转平台前部受非正常冲击，容易造成大架子产生裂纹、大牙盘掉牙（更换1个12万元，焊牙需1个班）。
2.3.3.2 由于受力不匀，造成回转减速箱内部齿轮掉牙，故障时间长，更换费用高，示例见图4和图5。
图4：齿轮磨损过限
图5：提升二轴齿轮
2.3.3.3 中心轴台受力不匀，缩短中心轴铜套使用寿命；
2.3.3.4 由于受力不匀，造成上下环轨加剧磨损，产生掉层、辊轮掰沿或压堆；
2.3.3.5 电铲正常作业时主动轮在采掘前方，导向轮在后方，在斜坡路上作业正好相反，导向轮在前，主动轮在后。正常作业是主动轮带动导向轮行走，筑路是主动轮推动导向轮行走，造成支撑轮掰沿、轨板加剧磨损，行程支架螺丝断,见图6和图7。
图6：支撑轮掰沿图片
图7：主动轮掰牙图片
2.3.4 大型运矿车在斜坡作业造成故障的主要部位及原因。
2.3.4.1 机械部分方面。在斜坡上满载起步，需要超大的扭矩，造成齿圈、扭力管、太阳轮、轮胎缩短使用寿命；同时，车斗重心后移，造成车架、悬挂缩短使用寿命。
2.3.4.2 内燃机方面。在斜坡上满载起步，爆发力增大，喷油量增大，发动机温度升高，导致油脂变质，油脂更换周期缩短，加大油料消耗（1300—1500转/分钟增大到1900转/分钟）；
2.3.4.3 电机方面。满载爬坡时，牵引电机和主发电机转速增大，电机温度升高，绝缘性能降低，电机使用寿命也随之降低。
2.3.4.4 生产效率方面。运矿车入换时间增大，降低运输效率。
3.抛掷爆破法的效果和优点
抛掷爆破法是按工程要求将岩石抛离原地的爆破技术。抛掷爆破法可将大量石方抛掷到工程要求地点，有利于加快工程进度，缩短工期，非人工或一般机械所能比拟。
3.1抛掷爆破法的起爆方式
2011年3月31日修筑1570mN水平—1556mN水平固定斜坡路利用抛掷爆破法，起爆网络示意图如图8所示。
图8：抛掷爆破法起爆网络示意图
3.2 抛掷爆破法的爆破效果
利用抛掷爆破法爆破后取得了良好的效果，达到了预期的目的。详见图9、10、11、12。
图9：爆区穿孔现状图
图10：爆后效果图(1)
图11：爆后效果图(2)
图12：修筑完成效果图
4.效益分析与效果评价
4.1 直接经济效益
主采场2011年1-6月份修筑的斜坡公路见表1所示，柱状图见图13。1570mN水平—1556mN水平固定斜坡路于4月4日由41#电铲开始修筑到4月10日修筑完成，用时7天。根据上半年统计修路斜坡路平均用时17天，可节省修筑时间10天。根据测量抛掷量为4.7万t，10m3岩石电铲台班效率0.6万t/班，生产4.7万t需4天，故可节约时间6天。铁矿统算矿石生产成本为90元/t，输出成本为105元/t。所以，增加效益为：6000t/班*6天*2班/天*（105元/t-90元/t）=108（万元）
表1：主采场2011年1-6月斜坡公路修筑统计表
修筑地点 修筑设备 开始日期 完成日期 累计用时（天）
1570mS-1556mS水平 38#电铲 1月18日 2月1日 15
1570mS-1556mS水平 38#电铲 3月5日 3月23日 19
1570mN-1556mN水平（固定斜坡路） 41#电铲 4月4日 4月10日 7
1556mES-1542mES水平 38#电铲 3月26日 4月10日 16
1528mS-1514mS水平 40#电铲 5月27日 6月13日 18
4.2 间接经济效益
4.2.1 炮响后路面修筑作业量明显减少，修筑时间显著缩短。
4.2.2 降低电铲和运矿车故障率，减少对大型结构件的损伤。
4.2.3 提高电铲和运矿车的生产效率，为铁矿降本增效做出贡献。
4.2.4 该修筑方法可推广到主矿、东矿临时斜坡路及其他矿山，可为生产创造良好条件。
图13：主采场2011年1-6月斜坡公路修筑柱状图
参考文献：
[1]李宝祥，金属矿床露天开采［M］．北京：机械工业出版社，1992．
[2]《采矿手册》编辑委员会．采矿手册［M］（第二卷）．北京：冶金工业出版社，1990．
[关键词] 抛掷爆破法；爆破质量；设计参数
1.前言
包钢白云鄂博铁矿主采场是白云鄂博铁矿的主体矿石生产车间，现已形成采剥总量3100万t(其中矿石770万t)年生产能力。对于露天采矿生产工艺来说，随着各台阶的不断推进，采场内的斜坡公路也在不断地进行调整，即修筑新的斜坡公路，同时废弃旧的斜坡公路。2011年，包钢（集团）公司拟在白云鄂博铁矿主采场投资建设一期岩石胶带运输系统，由于1570m?N水平—1556mN水平固定斜坡公路是胶带建设部位推进的重要工程，为了给胶带建设赢得时间，创造空间，故对1570mN水平—1556mN水平固定斜坡公路的修筑进行新的爆破方法的研究与优化。通过对以往利用中间掏槽排间微差爆破方法修筑固定斜坡公路的研究并总结存在的不足，决定应用抛掷爆破法修筑1570mN水平—1556mN水平固定斜坡公路。
2.中间掏槽爆破法的效果和存在的不足
2.1 中间掏槽爆破法的起爆方式
2010年4月28日修筑1584mN水平—1570mN水平固定斜坡路利用中间掏槽排间微差爆破方法，起爆网络示意图如图1所示。
图1 中间掏槽排间微差爆破方法起爆网络示意图
2.2 中间掏槽爆破法的爆破效果
爆破后爆堆中部隆起现状见图2，固定斜坡路修筑完成后修筑效果和边坡现状见图3。
图2：爆堆中部隆起现状图
2.3 中间掏槽爆破法存在的不足
2.3.1 炮响后爆堆集中，电铲修筑采掘量大，不能充分发挥电铲和大型运矿车的效率，导致修筑时间过长。
2.3.2电铲和大型运矿车在斜坡路上作业，属非正常作业，故障率高，对电铲和大型运矿车的大型结构件造成过限损伤。
2.3.3 电铲在斜坡路作业，属上装车，电铲处在最大挖掘高度卸载，相关结构件都处于最大承载状态，使电铲极易造成故障。
图3：修筑效果和边坡现状图
2.3.3.1 大架子根部和回转平台前部受非正常冲击，容易造成大架子产生裂纹、大牙盘掉牙（更换1个12万元，焊牙需1个班）。
2.3.3.2 由于受力不匀，造成回转减速箱内部齿轮掉牙，故障时间长，更换费用高，示例见图4和图5。
图4：齿轮磨损过限
图5：提升二轴齿轮
2.3.3.3 中心轴台受力不匀，缩短中心轴铜套使用寿命；
2.3.3.4 由于受力不匀，造成上下环轨加剧磨损，产生掉层、辊轮掰沿或压堆；
2.3.3.5 电铲正常作业时主动轮在采掘前方，导向轮在后方，在斜坡路上作业正好相反，导向轮在前，主动轮在后。正常作业是主动轮带动导向轮行走，筑路是主动轮推动导向轮行走，造成支撑轮掰沿、轨板加剧磨损，行程支架螺丝断,见图6和图7。
图6：支撑轮掰沿图片
图7：主动轮掰牙图片
2.3.4 大型运矿车在斜坡作业造成故障的主要部位及原因。
2.3.4.1 机械部分方面。在斜坡上满载起步，需要超大的扭矩，造成齿圈、扭力管、太阳轮、轮胎缩短使用寿命；同时，车斗重心后移，造成车架、悬挂缩短使用寿命。
2.3.4.2 内燃机方面。在斜坡上满载起步，爆发力增大，喷油量增大，发动机温度升高，导致油脂变质，油脂更换周期缩短，加大油料消耗（1300—1500转/分钟增大到1900转/分钟）；
2.3.4.3 电机方面。满载爬坡时，牵引电机和主发电机转速增大，电机温度升高，绝缘性能降低，电机使用寿命也随之降低。
2.3.4.4 生产效率方面。运矿车入换时间增大，降低运输效率。
3.抛掷爆破法的效果和优点
抛掷爆破法是按工程要求将岩石抛离原地的爆破技术。抛掷爆破法可将大量石方抛掷到工程要求地点，有利于加快工程进度，缩短工期，非人工或一般机械所能比拟。
3.1抛掷爆破法的起爆方式
2011年3月31日修筑1570mN水平—1556mN水平固定斜坡路利用抛掷爆破法，起爆网络示意图如图8所示。
图8：抛掷爆破法起爆网络示意图
3.2 抛掷爆破法的爆破效果
利用抛掷爆破法爆破后取得了良好的效果，达到了预期的目的。详见图9、10、11、12。
图9：爆区穿孔现状图
图10：爆后效果图(1)
图11：爆后效果图(2)
图12：修筑完成效果图
4.效益分析与效果评价
4.1 直接经济效益
主采场2011年1-6月份修筑的斜坡公路见表1所示，柱状图见图13。1570mN水平—1556mN水平固定斜坡路于4月4日由41#电铲开始修筑到4月10日修筑完成，用时7天。根据上半年统计修路斜坡路平均用时17天，可节省修筑时间10天。根据测量抛掷量为4.7万t，10m3岩石电铲台班效率0.6万t/班，生产4.7万t需4天，故可节约时间6天。铁矿统算矿石生产成本为90元/t，输出成本为105元/t。所以，增加效益为：6000t/班*6天*2班/天*（105元/t-90元/t）=108（万元）
表1：主采场2011年1-6月斜坡公路修筑统计表
修筑地点 修筑设备 开始日期 完成日期 累计用时（天）
1570mS-1556mS水平 38#电铲 1月18日 2月1日 15
1570mS-1556mS水平 38#电铲 3月5日 3月23日 19
1570mN-1556mN水平（固定斜坡路） 41#电铲 4月4日 4月10日 7
1556mES-1542mES水平 38#电铲 3月26日 4月10日 16
1528mS-1514mS水平 40#电铲 5月27日 6月13日 18
4.2 间接经济效益
4.2.1 炮响后路面修筑作业量明显减少，修筑时间显著缩短。
4.2.2 降低电铲和运矿车故障率，减少对大型结构件的损伤。
4.2.3 提高电铲和运矿车的生产效率，为铁矿降本增效做出贡献。
4.2.4 该修筑方法可推广到主矿、东矿临时斜坡路及其他矿山，可为生产创造良好条件。
图13：主采场2011年1-6月斜坡公路修筑柱状图
参考文献：
[1]李宝祥，金属矿床露天开采［M］．北京：机械工业出版社，1992．
[2]《采矿手册》编辑委员会．采矿手册［M］（第二卷）．北京：冶金工业出版社，1990．