灰岩矿爆破开采岩粉成因及控制策略探究

灰岩矿爆破开采岩粉成因及控制策略探究
发布时间：2022-06-22T06:30:14.868Z 来源：《科技新时代》2022年5期作者：孟益民张家胜
[导读] 灰岩矿的主要成分是方解石碳酸岩，还包括一些粉砂、黏土矿物杂质。

灰岩矿中的碳酸钙和方解石晶体粒径较小，在加上灰岩矿属于易破碎岩矿，在外部荷载作用下很容易发生结构裂纹，破碎的过程中产生岩粉。

岩粉的具体来源主要是三个途径：
浙江交投浦新矿业有限公司?浙江省金华市?321000
摘要：岩矿爆破既要控制爆破后矿石的成块率，也要对粒度较小的岩粉进行控制，以满足岩矿生产效益需求。

在灰岩矿爆破中，由于节理裂隙、岩层断裂、存在软弱夹层等因素，导致岩粉大量产生。

通过对石灰岩粉的产生的原因进行分析，了解岩粉来源，采用合理的技术对爆破岩粉进行控制，减少爆破成本，创造安全环境，增加企业经济效益，提高灰岩矿爆破施工科学性。

关键词：灰岩矿；爆破工艺；岩粉；特性；来源；控制测量
1引言
在灰岩矿开采中，爆破施工是重要的生产环节。

采用科学合理的爆破工艺可以为采矿生产创造安全环境，而且可以降低生产成本，为企业增加经济效益。

灰岩矿爆破中经常形成大量岩粉，造成矿石损失，减少了企业的经济效益，而且岩粉还会恶化生产环境，对现场人员和周围环境带来不利影响。

为此，对灰岩矿爆破开采岩粉进行合理控制十分必要。

2灰岩矿爆破开采岩粉成因及来源
灰岩矿的主要成分是方解石碳酸岩，还包括一些粉砂、黏土矿物杂质。

灰岩矿中的碳酸钙和方解石晶体粒径较小，在加上灰岩矿属于易破碎岩矿，在外部荷载作用下很容易发生结构裂纹，破碎的过程中产生岩粉。

岩粉的具体来源主要是三个途径：
爆破破碎过程形成岩粉。

在灰岩矿爆破施工中，炸药和灰岩矿发生相互作用，在力的作用下形成冲击波，使灰岩矿岩体发生压缩，形成破碎区。

爆破过程中，冲击波会转化为应力波，使炸药的能量传递到很远距离。

灰岩矿在径向应力和切向应力的作用下形成剪切裂隙，岩石在切向应力的作用下产生径向裂纹。

爆破炸药孔周边的粉碎区容易产生岩粉。

机械破碎过程形成岩粉。

灰岩矿在炸药作用下破碎成矿石块，在矿石块运输的过程中以及骨料加工过程中会在机械设备的作用下形成岩粉。

灰岩矿骨料一般经历的工序是从现场被运输到粗碎车间，然后经过破碎机破碎后进入到半成品料仓，然后经过中细碎车间破碎，进入到多级筛分系统，最后进入到研磨设备制砂，得到不同粒径的骨料。

在上述工艺流程中，机械破碎过程形成岩粉。

钻孔过程形成岩屑。

在灰岩矿开采过程中，露天生产采用的大多是风动类钻孔方式，利用钻孔机械装置进行钻孔，在钻头高速钻进过程中岩石发生破碎产生岩屑。

产生的岩屑在高压风力的作用下从钻杆和孔壁中的缝隙喷出。

由于高压风在钻孔出口的部位速度快速降低，因此大颗粒的岩屑在钻孔出口位置会就地沉降，而微细颗粒的岩屑在钻孔出口位置发生喷射，弥漫在空气中，随风流扩散。

在钻孔成型后，岩屑一般不单独清理，而是在爆破施工完后一起混入毛料，造成毛料中岩屑量增加。

岩矿裂隙充填物形成岩粉。

灰岩矿中经常因为岩石沉积而存在软弱夹层，这些软弱夹层使灰岩矿整体的力学性质劣化，对爆破施工带来影响。

爆破施工一般不会对软弱夹层采取特殊处理，因此因这些夹层的存在而影响爆破效果。

爆破施工后，岩体破碎，软弱夹层中的岩石碎屑和泥质颗粒和岩石块一同进入到石堆中，导致岩粉含量增加。

3爆破岩粉控制技术要点
灰岩矿岩粉的来源最主要是爆破破碎形成，因此在粉碎区的岩粉量最多。

在爆破施工中一般采用的岩粉控制技术是通过空气隔离装药的方式降低炮孔压力，或者采用现场混装的装药方式，利用人工来调整炸药密度，调整爆破速度，实现更好的爆破效果，控制粉碎区岩粉的量。

如果采用空间间隔装药技术控制岩粉，需要对炮孔压力和岩体力学性质进行分析。

根据爆炸粉碎区预测理论得到爆破施工粉碎区的半径，然后根据炸药爆轰理论计算出爆炸荷载作用下形成岩粉的可能性。

在确定爆破工艺参数时，需要结合地质勘探结果，对灰岩矿的主要物理力学参数和爆破工艺使用的炸药参数进行综合分析，然后得到不同径向和不同轴向装药系数下炮孔周围粉碎区大小。

一般来说，乳化炸药进行爆破，随着装药不耦合系数的增加，炮孔周围粉碎区的半径减小。

通过对径向或轴向的不耦合系数进行调整优化，使爆破荷载主要用于驱动岩体开裂，避免岩体破碎，降低破碎区岩粉的量。

如果采用现场混装的装药方式，可以更好地实现炸药和灰岩体的相互作用。

根据灰岩矿的性质特征，选择适宜的炸药类型，利用波阻抗在交界面发生透反射作用，充分释放出炸药能量，提高炸药能量利用率，同时对破碎区的岩粉进行有效控制。

在现场进行炸药混装，根据岩石性质灵活调整炸药的装设密度、炸药爆炸速度，起到炸药和岩石精准匹配的效果，在灰岩矿爆破施工中可以结合岩石类型进行灵活调整，具有很强的应用性。

现场混装的装药方式应注意装填密度，卡了到实际装填炸药的密度与设计有偏差，一般会比设计的装填密度稍低，大约实际装填密度为设计装填密度的85%~90%。

如果采用设计的炸药密度和爆炸速度，会存在实际效果和设计效果的偏差。

爆炸后炮
孔周围破碎区半径会随着炸药装填密度的减小而减小。

如果爆破荷载不足，极容易出现炮孔周围岩体粉碎，产生大量岩粉。

因此，采用现场混装的装药方式，应根据实际地址条件，对炸药装填密度进行合理调整，实现理想的爆破效果，并对岩粉生成量进行控制。

对岩矿爆破参数进行合理调整。

岩矿爆破环节通过调整爆破参数，使爆破后石料中的块度分布均匀，降低细料形成量。

根据爆破块度预测公式对爆破参数对块度的分布影响进行分析。

一般情况下，可以通过适当增大炸药单耗来降低爆破后石料块度平均尺寸，得到合理的石料块度分布，减少大块和细料含量。

灰岩矿爆破后，岩粉来源主要是机械破碎过程产生。

在通过粗碎旋回破碎机时，可以通过对破碎机筛分级别进行控制，降低骨料中的岩粉含量。

4爆破开采实验分析-“以诸暨市次坞镇新回头村香山建筑石料用灰岩矿”爆破作业为例
对灰岩矿爆破采用的爆破工艺为现场混装装药方式，炸药密度为和爆破速度不变。

每次爆破试验由两组不同的爆破参数合并进行一次爆破。

爆破试验后，用挖掘机取样，确保样品具有代表性。

采用人工筛分方式对现场爆后毛料进行筛分，得到块度级配。

由于每次爆破试验地质条件不同，因此选取单次爆破同组试验进行对比。

结果发现，在相同的炮孔密集系数下，炸药单耗越大，样品中的岩粉含量越高。

因此，灰岩矿爆破开采中，工作人员可以尝试通过减小炮孔间距，适当降低炸药单耗的方式来对爆破岩粉含量进行控制。

5结语
综上所述，灰岩矿是一种易破碎岩矿，极容易在外力作用下产生岩粉。

通过分析得到灰岩矿爆破开采中的岩粉来源包括爆破破碎过程、机械破碎过程、钻孔过程以及原生岩体中的软弱夹层碎裂过程。

如果采用空间间隔装药技术，可以通过对径向或轴向的不耦合系数进行调整优化来控制岩粉含量。

如果采用现场混装的装药方式，可以通过对炸药装填密度进行合理调整，适当降低炸药单耗的方式来对爆破岩粉含量进行控制。

参考文献
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