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太钢尖山铁矿溜井堵塞处理实践

时间:2016-07-30来源: 作者: 点击: 124次

              

                        

  要: 通过对尖山铁矿3#溜井蓬矿处理实例,对其堵塞的原因进行分析;重点介绍了对峒室打钻孔送炸药到蓬矿部位爆破的技术方案及处置步骤,同时对预防溜井堵塞提出了相应的预防措施,供有关人员借鉴。

关键词:溜井蓬矿 堵塞  峒室钻孔 经验教训

 

 

    尖山铁矿是太钢集团重要的铁精矿原材料生产基地,现每年原矿处理能力达到900万吨,生产铁精矿340万吨。尖山铁矿属于露天大型铁矿山,采用平峒溜井开拓运输系统,原1#2#溜井已于2015年年初停止运行,同时3#4#溜井投入使用,下矿量达75万吨/月。

    20156160:40尖山铁矿3#峒溜井发生堵塞,随即3#峒停车处理大块,期间4#峒正在检修,因破碎料仓拉空,造成选系统停车24h3#峒现场大块情况:从缓冲坡底部往上并排三个大块,最下面一块大小约4.5m*5.5m*2.3m,中间一块约3m*4m*2m,最上面一块约2.5m*3m*2m

1 堵塞原因分析

    事故发生后,尖山矿各级部门迅速反应,立即成立了以副矿长为总指挥的应急处置指挥部并组织专业技术人员进行了分析:

  1)矿石性质。从采场下矿来看,矿石大小严格控制在标准范围之内,入井矿石块度超标引起堵塞的可能性不大,另外尖山所处地区雨水量小,矿石含水率低,矿石具有良好的松散性和流动性不易造成堵塞。

2)施工质量问题。平峒3#溜井施工中,在1410m1220m标高存在施工措施巷道与之贯通,从现场确认蓬矿块度情况看,极有可能是溜井壁片帮所致。

2 处理方法探讨

    国内对于溜井堵塞处理方法很多,但根据此次溜井堵塞情况,堵塞情况尚不明朗,给溜井堵塞处理带来很大困难。根据讨论处理溜井蓬矿的方法有:溜井底部缓冲坡口爆破、火箭炮爆破、氢气球带炸药爆破、机械升降机构爆破、3#峒室打钻孔送炸药到蓬矿部位爆破。  

  1)溜井底部缓冲坡口爆破 溜井底部缓冲坡口爆破装药容易,但距离蓬矿点较远,爆破效果不好,炸药浪费严重。

2)火箭炮爆破 该爆破原理是利用黑火药在发生筒内爆燃产生强大气流的反作用力把火箭弹推至堵塞点,发射高度由火药数量来控制,可发射20-120火药购买审批复杂,且火箭炮发射精度难以控制,同时需要人员在溜井底部作业,安全难以保证。

3)氢气球带炸药爆破。氢气球带炸药因气球带炸药量不足、需要人员在溜井底部作业,危险性较高。

4)机械升降机构爆破。经咨询没有25m起升高度,且在溜井底部不好固定,同样需要人员在溜井底部作业;

53#峒室打钻孔送炸药到蓬矿部位爆破。在3#峒室打钻孔送炸药到蓬矿部位爆破因施工简单、工期短、省药能实现精准爆破得到大家推崇和认可,被确认为首选处置方案。

3、方案实施

3.1 处置步骤

3#溜井蓬矿应急处置指挥部讨论决定,制定下述处置步骤:

1步:在3#峒室墙壁搭设钻孔作业施工脚手架。

2步:在3#峒室墙壁向溜井蓬矿处钻直径110mm孔。

3步:通过钻孔在蓬矿处装药爆破,包括设计、施工及、警戒等。

4步:蓬矿处理成功(蓬矿爆破后下落到溜井底部缓冲坡上),对缓冲坡下部三个大块进行打眼。

5步:底部大块装药爆破。

3.2钻孔布置和爆破方案确定

3.2.1 钻孔布置方案

618日下午技术人员到现场进行蓬矿高度和布置钻孔所需技术数据的测量,结论为蓬矿高度25m。得到相关技术数据后,技术人员与设计图纸进行校核并确认无误后开始设计 3#溜井蓬矿处理布孔方案:

1)初步确定布置3个孔(位置见图1、图2),有2个孔位于喂料机中心线两侧各0.4m,还有一个孔位于喂料机中心线上,孔位开口处距离挡墙1.788m

21#孔角度上仰56°,至溜井壁孔长约20.145m2#孔角度上仰54°,至溜井壁孔长约19.165m3#孔角度上仰50°,至溜井壁孔长约16.706m

3)两孔穿入溜井后延长1-3m(视现场情况定)。

4)先穿1#孔,视情况定2#孔是否需调整,最后穿3#孔。

结合钻孔实际情况,特制订如下蓬矿处理爆破方案:

1)采用56°54°50°倾斜向上孔处理。

2)用30m钢绞线检查能否到达指定位置。

3)装药方式,将起爆具全部捆绑在焊有导向帽钢绞线头部,用胶带固定好,雷管脚线固定在钢绞线上。

4)药量为保证一次性蓬矿大块爆落,1#孔采用56°孔、长20.145m2#孔采用54°孔、长19.165m3#孔采用50°孔,长16.706m 1#孔设计装采用5枚起爆具药长70cm,总药量2.5kg2#孔设计装10枚起爆具装药长度为1.4m,总药量为5kg3#孔,在蓬矿大块下方,用卷扬机的2根细钢丝绳起吊,采用铵油炸药60kg3#孔爆破药量具体计算如下:

①大块尺寸:通过目测及比例测量大块尺寸为V=abh=7×6×5=210 m³

②药量计算公式:取炸药单耗q=0.8kg/ m³ ,根据公式Q=qV计算得出Q=0.8×210=168kg

③根据自由面多少计算,多个自由面时药量为正常药量的40%,计算得出药量应为正常药量的40%,计算得出药量应为Q1 =168×0.4=67.2kg

④为减少对井壁的破坏,适当减少药量,取计算药量的90%,计算得出Q2=67.2×0.9=60.48kg。按照60kg制作药包爆破。

5)起爆方式采用18m400msORICA雷管作为起爆雷管,复式,用导爆管接出,雷管插入第二第三枚起爆具内。

6)回填方式,靠近峒室钻孔孔口附近用黄泥回填1m以上。

7)将头部装有起爆具钢绞线插入孔中,直至送入预定位置。

8)用铁丝捆绑将钢绞线固定或将炸药吊到大块下方,装填完成后连接至水泵房,人员撤离到安全地点(水泵房)后起爆。

3.3 组织施工

作业顺序按照溜井下部钻孔----装药爆破----缓冲仓大块钻眼----装药爆破进行,不允许交叉作业,同时必须遵从以下安全措施:

1)做好安全交底、危险告知和设立安全警戒区。

2)作业人员必须按要求配置合格的劳动防护用品。

3)各个作业环节必须设立专职人员进行安全监护。

4)高空作业人员要每1h检测一次CO含量,超过规定值24ppm,立即停止作业并撤离。

施工队伍根据施工方案有条不紊的开展抢修工作:

1618日,技术人员对蓬矿高度和布置钻孔所需技术数据的测量,确认蓬矿高度25m

2621日,完成脚手架搭建工作,技术人员开始井下放线确定开孔位置、角度和钻孔深度,施工队伍着手调试空压机、钻机及钻机固定等工作并进行穿孔作业。

362223日,完成第1个孔和第2个孔的穿孔工作并装药成功实施爆破,但3#溜井口无变化,爆破后对溜井底部进行检查,蓬矿部位无变换。

462426日,完成第3个钻孔,并利用视频监控装置探测到蓬矿大块情况,经过前后8次穿线,成功把两根事故拉绳(细钢丝绳)从3#孔传到3#溜井底部,于26日下午爆破成功,25m蓬矿大块落到溜井底部。

5628日,对溜井下部的大块和蓬矿大块成功进行了爆破处理。至此,历时12天,溜井蓬矿事故处理完成。

4、经验及教训

1)多环节控制、安全文明施工。

2)准备工作要考虑充分,技术方案要周密。

3)建立跨部门协作沟通机制。

5、下一步预防溜井堵塞措施

溜井是整个矿山系统的咽喉,溜井一旦发生堵塞,将会影响整个矿山系统的运转。通过此次溜井堵塞的处理,要吸取教训总结经验,避免溜井堵塞事故的发生。

1)加强溜井生产管理

①正常情况下(雨天除外),3#4#两条溜井保持单溜井倒替运行,运行周期为7天一轮换; ②3#4#溜井不论使用与否,必须随时控制空井段不超过30m(现要求10m);③严禁超过0.8m、最长边超过1m的大块进入溜井;④指定专人负责溜井降段爆破的孔网设计、验收、爆破设计、现场施工、效果跟踪;⑤雨季溜井严格控制粉矿比例小于20%;溜井口周围必须保持3%的反坡,防止积水流入溜井后形成泥石流,50m以内不得形成积水坑。

2)探明3#溜井井壁运行磨损情况,对发现片帮部位进行加固治理

针对3#溜井今年以来经常出现大块情况,要摸清溜井井壁片帮情况,探明溜井井壁片帮部位(高度、方位、大小),对溜井井壁片帮部位实施加固治理,确保溜井有效运行期内正常运行。

3)建议增加3#4#溜井高位检查孔

尖山铁矿3#溜井下部结构以上约25m处发生高位蓬矿。比对1#2#溜井系统可知,3#4#溜井系统设计中无溜井下部高位检查孔。根据溜井生产中堵塞处理的实践,从长远考虑,建议增加溜井高位检查孔,检查孔净尺寸1.0m×1.0m,一旦发生蓬矿或堵塞,可以利用检查孔进行检查和爆破处置。

 

参考文献

[1]何标庆. 紫金山金矿溜井堵塞的疏通办法[J] . 江西有色金属,2005 ,19

[2]孟秀平,李试义.溜井堵塞处理实例[J].西部探矿工程,200113

[3]张世民,李胜辉,王磊,杨威.司家营铁矿主溜井堵塞处理实践[J].矿业工程,20097

 

 

 

作者简介:

姓名:张德胜    学历:大学本科    职称:助理工程师

单位:太原钢铁(集团)有限公司矿业分公司尖山铁矿

联系方式:18703512840

地    址:山西省太原市娄烦县尖山铁矿生活区

 

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