西藏知不拉铜多金属项目大理石化石灰岩穿爆技术方案研究与实践设计

西藏知不拉铜多金属项目大理石化石灰岩穿爆技术方案研究与实践设计

张宗涛1单帅2邬旭2

（中国水利水电第十工程局有限公司，四川成都610072）

摘要：（Ⅱ级）很坚固岩石和（Ⅲ级）坚固岩石爆破效果不佳是影响西藏知不拉铜多金属矿项目正常生产的众多技术难题之一。本文以南露天采区的大理石化石灰岩（孤石带）为例，通过对大理石化石灰岩爆破设计的研究与优化，结合现场实际情况及爆破经验，达到大理石化石灰岩预期的爆破效果。同时根据设备配置、爆破参数总结出“花孔”爆破，处理大理石化石灰岩的技术方案。

关键词：知不拉；大理石化石灰岩爆破；爆破设计；爆破质量；“花孔”爆破

1工程概况

1.1自然条件

西藏知不拉铜多金属矿矿区位于西藏自治区拉萨市墨竹工卡县和达孜县交界处，矿区绝大部分属于墨竹工卡县甲玛乡管辖，矿区西部部分属达孜县章多乡管辖。知不拉矿床东部毗邻拉姆加古矿床，西南接近驱龙矿床。矿区设计生产作业海拔区间为5050m至5500m。矿区内地势险峻，切割强烈。矿区属于温带大陆高原性半干旱季风气候，雨季潮湿寒冷，旱季低温干燥，昼夜温差悬殊，空气稀薄，日照充足。年降雨量在500mm左右，多集中在6～9月，每年10月至翌年3月为冰雪季节。全年无绝对的无霜、雪月份，气候多变，四季不分明。植被不发育，只有稀疏的草甸植物和少量的低矮灌木。常见的自然灾害有干旱、大风、沙暴、冰雹、霜冻、雪灾和鼠害等。

1.2矿床地质概况

驱龙-知不拉-拉姆加古矿集区位于西藏冈底斯成矿带中段，是印度板块与亚洲板块碰撞后伸展背景下中新世岩浆活动成矿作用的产物。矿集区中驱龙矿段以斑岩型矿体为主，知不拉、拉姆加古矿段以矽卡岩型矿体为主，其中拉姆加古是知不拉矿段的东延部分。矿集区主要出露地层为中侏罗统叶巴组，整体上近东西向发育，主要有流纹斑岩、英安流纹斑岩、凝灰岩、变质石英砂岩、灰岩和大理岩。由于受到岩浆热变质和热液作用的影响，地层内发育不同程度的角岩化和绿泥石化、绿帘石化，其中角岩化凝灰岩、灰岩和大理岩是知不拉、拉姆加古矿段的主要围岩。矿集区侵入岩交发育，驱龙矿段中主要有花岗闪长岩、二长花岗岩、二长花岗斑岩、闪长玢岩等，前三者相互套合和穿插，由中心向外围形成了二长花岗斑岩-二长花岗岩-花岗闪长岩的杂岩体，矿化和蚀变围绕二长花岗斑岩发育，闪长玢岩呈岩枝状穿插于先成岩体和矿体中。知不拉-拉姆加古矿段可见花岗闪长岩呈岩枝状、岩脉状穿插于叶巴组地层中。知不拉矿区主要矿产资源有金、钼、铜、铅锌、铁等，地质资源丰富，铜资源量接近大型规模，矽卡岩矿体主要呈似层状、透镜状和大脉状产出主要受角岩化凝灰岩-大理岩岩性界面和断层破碎带控制。

1.3现场情况说明

西藏知不拉铜多金属矿项目，南露天采区和北露天采区根据设计业主资料显示，岩石硬度约在f=8-10之间。但自我项目2015年开工以来，多遇到（Ⅱ级）很坚固岩石和（Ⅲ级）坚固岩石，给项目正常穿爆作业带来很大困难，严重影响项目正常穿孔、爆破、铲装、运输、辅助生产作业程序。致使现场生产效率大幅降低，设备损失严重，项目效益低下。以南露天采区存在的岩脉状大理石化石灰岩为例，根据业主设计文件要求，南露天采区从5336平台开始进行穿孔、爆破、铲装、排土、辅助作业，采区开拓至5228平台时，在平台中部沿矿脉走向出现大理石化石灰岩（孤石带）呈岩脉状，将单一矿脉分割成近似平行的两条矿脉。根据南露天采区原有爆破设计文件进行爆破后，大理石化石灰岩爆破质量差，块径严重超标。既不能满足现场采剥、运输设备的采运要求，也不能满足业主方设计文件的爆破块度要求，给现场生产作业带来很大困难。

2南露天常规爆破

根据业主设计文件及爆破设计相关文献资料，南露天采区（不含孤石带）穿孔、爆破参数及爆破效果如下：

2.1爆破参数

南露天采区平台高度12m，采用140mm潜孔钻机进行穿孔作业，“梅花型”布孔，超深1.5m，孔网参数6m×5m，装药高度9m，填塞4.5m，单孔装药量180kg，延米爆破量26.7m³，炸药单耗0.5kg/m³。（详见下表）

2.2爆破效果

根据南露天爆破试验证明，不含孤石带平台正常爆破之后爆破效果满足采装要求，破碎均匀，爆堆集中，围岩稳定，底板平整，爆破块径小于1200mm且超径率不超过5%，利于现场设备采装、运输，且效率较高。

含孤石带平台爆破之后，非大理石化石灰岩爆破效果基本正常，但大理石化石灰岩爆破效果很差，整体效果分上下两层有明显差异。

孤石带上层5m至6m：破碎不均，围岩基本稳定，爆破块径基本都大于1200mm，最大块径超过4000mm，现场设备无法正常采装、运输（现场采装使用4m³液压挖掘机，运输采用50T非公路矿用自卸车），严重影响采区正常生产作业。

孤石带下层6m至7m：破碎不均，围岩基本稳定，地板不平整，超径率大于30%，最大块径超过2000mm，现场设备采装、运输效率大幅降低，严重影响现场正常生产作业。

大理石化石灰岩解炮受装药量限制，效果极差。解炮之后基本一分为二，不能达到破碎要求，依然不利于现场设备采装、运输，且给运输设备带来很大安全隐患。由于超径率较大，采用液压破碎锤进行破碎效率低下，不能满足现场生产进度要求。

3大理石化石灰岩（孤石带）爆破设计

经过我项目多次爆破实验，总结出针对大理石化石灰岩“花孔爆破，浅孔加密”的专项爆破技术方案。

3.1“花孔”爆破参数

根据现场实际孤石带宽度10m至25m不等，最宽处近30m。南露天平台含孤石带炮区爆破参数与常规爆破参数基本相同，仅在“花孔”布置上存在差别。

“花孔”布置是在常规炮孔布置的基础上进行浅孔加密，浅孔孔深6m，与前后排空排拒2.5m。“花孔”布置示意图与爆破参数如下：

3.2“花孔”爆破效果

含大理石化石灰岩（孤石带）爆区，采用“花孔”爆破整体效果较好：破碎均匀，爆堆集中，围岩稳定，底板平整，爆破块径小于1200mm且超径率不超过5%，最大块径不超过1500mm，利于现场设备采装、运输，且效率较高。

4结束语

受矿脉成因影响，高硬度矿岩工程爆破作业是露天金属矿山常遇到的技术难题。因为受设计文件与已配置设备的制约，高硬度岩石经常给工程项目正常生产带来很大困难。本文仅从西藏知不拉铜多金属矿项目设计文件、设备配置及南露天采区实际条件，结合多年大型露天金属矿山爆破经验与现场实验，总结和优化大理石化石灰岩爆破技术方案，解决了大理石化石灰岩（孤石带）爆破效果不佳、质量不达标的实际问题。

参考文献：

[1]GB6722-2014，爆破安全规程[S]．

[2]蓝成仁．工程爆破[M]．北京：中国铁道出版社，2018．

[3]翟淳．岩石学简明教程[M]．北京：地质出版社，1987．

[4]姚晓峰．西藏知不拉矽卡岩矿床成矿母岩的新认识[J]．大地构造与成矿学，2015，39（2）：315-321．

[5]徐静．西藏知不拉矽卡岩型铜矿床流体研究[D]．武汉：中国地质大学资源学院，2014：1829-1830．