基于露天矿山爆破效果与综合成本优化研究

基于露天矿山爆破效果与综合成本优化研究

广东爆破工程有限公司广东省广州市510700

摘要:在经济高速发展的背景下,用最小的出本获得最大的效益已经成为企业共同追求的目标,而矿产行业属于资金密集型产业,对成本进行优化具有较大的难度。基于此,本文将以具体矿产为例,通过对地质勘查的结果,分析爆破工作的实际效果,最终探究矿山综合成本的优化方式,旨在降低企业的成本投入,提高企业的综合竞争力,推动我国矿产企业的发展。

关键词:露天矿山;爆破效果;成本优化

一、露天矿山地质勘察与计算

就露天矿产而言,其采矿的总程序为:布孔、穿孔、装药、连网、爆破、铲装、运输以及破碎。其中爆破环节工作占总成本数量的55%左右,运输成本占总成本的10%左右,铲装成本占总成本的10%左右,破碎的成本占总成本的15%左右,其余的10%为其他工序所造成的成本。当然以上的参数要视具体矿山条件而定,但爆破都是一个重要环节,占总成本大额份量。

所以,企业需要总全局的角度对成本进行优化,不能仅仅关注某一方面,否则无法降低企业投入的成本总额。在地质勘察中,可以使用3GSM三维岩体不接触测量系统,对目标矿山进行的岩体进行测量,并获得了与岩体相关的参数,具体内容如表1所示。根据调查结果,需要对矿山岩石的荷载强度进行实验,测点1的强度为5.3147MPa、侧点2的强度为4.69MPa、测点3的强度为4.511MPa、侧点4的强度为4.474MPa。实际上,岩石抗压强度、岩石抗拉强度与岩石荷载强度之间的关系为:Rc=15.8+12.27Is(50)(公式1),其中Rc表示岩石抗拉强度,Is(50)表示荷载强度。

另外,根据岩体的结构面参数能够将其完成性系统Kv计算出来:Kv=0.75-0.029(Jv-3)(公式2),Jv表示结构面节理数,取值范围为3<Jv≤10。

通过多元逐步回归与判别分析的方式,可以构建岩体基本质量指标Q的模型方程:Q=90+3Rc+250Kv(公式3)。

结合公式1~3与表1,得出岩体基本质量指标的数值在414.9~441.4之间,所以该矿山稳定性为III级,即岩石相对坚硬,但是很容易破碎,最终得出的可爆破性、可钻性为中等级别。

表1地质勘查数据汇总表

二、露天矿山爆破效果分析

根据上述的调查与计算,在对矿山进行爆破时,主要的参数为:炮孔的直径为150mm、台阶的实际高度为15m、超深为1.5m、孔网为4m*6m、填塞高度为3.5m、抵抗线为4m。另外,爆破采用铵油炸药,雷管为高精度的导爆雷管,并以逐孔起爆的方法进行爆破。在分析爆破效果的过程中,需要进行定量分析、定性分析,具体内容如下:

(1)定量分析。对爆破效果的定量分析,其内容主要包括平均宽度、根底率、大块率等,受偏度限制本文主要以大块率对爆破的效果进行分析。大块率的标准主要受破碎入料口的尺寸影响,本矿山爆破的标准大于800mm,并以体积比的方法对大块率进行评价与分析。在爆破的过程中,一次台阶爆破的总体积主要由台阶高度、单次爆破孔数决定:V=CLWH(公式4),其中V表示爆破台阶的总体积,单位为m³;C表示体积修正参数,其与爆破质量、台阶形状相关,如果在爆破的过程中,将悬吊大块、残留根底计入大快数中,则C=1.0~1.25;L表示布孔的实际长度,其与孔之间的距离相关,单位为m;W表示边坡边界线与最后一排炮孔之间的距离,单位为m;H表示台阶的实际高度,单位为m。在计算的台阶爆破大块率时,其公式为:T=NV0/V(公式5),其中T表示大块率,单位%;N表示大块的实际个数;V0表示大块的平均体积,单位为m³。根据本文中的公式4、公式5可知计算出,本矿山在本次爆破中,其大块率在0.98%至2.21%之间[1]。

(2)定性分析。对爆破以后的爆堆形态进行评价,主要采用摄影的方式对不同的指标进行分析,包括塌落程度、炮制距离、松散程度等。采用上述的方式进行爆破,其结果为:爆堆实际高度比台阶低,其宽度是台阶高度的2.5倍,且与新台阶之间的塌落线宽度约为5m,这以结果说明抵抗线偏小。换言之,当爆堆的实际比台阶高,且其宽度为台阶高度的2倍,此时抵抗线相对更加合适。

三、露天矿山综合成本优化

综合成本是指:所得出的大块率必须是矿山经过综合作业以后单位成本为最低的,其中综合作业即为穿孔、爆破、装载、运输、破碎等多个环节。但是,在企业经营的过程中,很多管理者都将成本优化的重点放在穿孔、爆破中,忽略了综合成本的整体性,导致总体成本无法降低。虽然在矿山企业中,爆破成本占据较大的比例,但是如果仅仅将其中作为优化的重点,降低爆破环节的成本,就会导致爆破的大块率提高,同时还会降低大块的均匀性,不利于后期进行铲装、运输以及二次破碎等环节工作,因此无法降低的综合成本。所以,矿山企业应该找到一个平衡点,协调各个工作环节之间的关系,从而有效降低矿山开采的总体成本,扩大经济效益[2]。

经过对该矿山的勘察、统计与分析,能够清楚地发现矿山穿孔、爆破、铲装、运输、二次爆破之间的关系,即随着大块率数值的提升,其处理成本增强幅度较低,铲装成本基本不发生变化,运输成本增加显著,仅有爆破成本明显下降。对此,可以采用线性回归的方式进行计算、分析,从而建立大块率与综合成本之间的关系模型:C(D)=6.5749+4.6215D-0.151+0.9307D²-1.272D(公式6),其中C表示矿山开采的综合成本,D表示爆破所得的大块率。根据公式6,能够总结出的综合成本、大块率之间的关系:当大块率为1.25%时,综合成本为最低,当大块率小于1.25%时,综合成本逐渐减低,而当大块率大于1.25%时,综合成本逐渐增加。如果矿山企业的每年的总产量为200万吨,当对大块率进行优化以后,可以有效节省100万元左右的成本,其成果相对显著,在根本上实现了成本优化的目的。

四、结语

综上所述,矿山企业的综合成本与大块率之间具有直接的关系,因此企业需要合理控制包括的过程中。以此为基础,企业对矿产进行了全方位的勘察,以数据为基础对所需的爆破参数进行了计算,从而对爆破点进行了更加合理的爆破,从而将大块率控制在最佳的状态,协调了各个环节之间的关系,从而实现综合成本优化的目的。所以,为了能够优化矿山爆破的效果,降低综合成本,可以将文中的方式应用在实际爆破中。

参考文献:

[1]李建华,赵晓伟,高立媛.我国大型露天矿山精细爆破管理体系构建[J].现代矿业,2017,33(03):84-85+101.

[2]蒋玲龙.露天矿山爆破效果对开采成本的影响研究[J].四川水泥,2016(03):130.

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