司家营铁矿采场牙轮钻D310与D250对比分析

摘要：按初步设计要求310mm孔径应该充分发挥大爆区、成规模穿孔爆破的特点，但由于受到周边居民炮振诉求的影响，司营地区的爆破一直延续小规模爆区（单炮总药量约10吨）。但仍然要求降振，自2016年左右爆区的孔网参数已经缩小至7m×8m，甚至更小。这个参数已经达到250mm炮孔的孔网参数，310mm炮孔的作业效率得不到有效体现。通过对牙轮钻D310与D250炮区振动及成本对比，分析这两种牙轮钻的优缺点。

关键字：降振；孔网参数；作业效率

0  大孔径（310mm）存在主要的问题

（1）310mm孔径孔网参数减小，效率降低。

按初步设计要求310mm孔径应该充分发挥大爆区、成规模穿孔爆破的特点，但由于受到周边居民炮振诉求的影响，研山地区的爆破一直延续小规模爆区（单炮总药量约10吨）。但仍然要求降振，自2016年左右爆区的孔网参数已经缩小至7m×8m，甚至更小。这个参数已经达到250mm炮孔的孔网参数，310mm炮孔的作业效率得不到有效体现。

（2）310mm炮孔爆破效果问题频出，区域大块情况明显，影响铲装作业。

在控制爆破振动的情况下，单孔装药量减少，药柱高度降低，造成台阶上部爆破效果欠佳。为了保障效果全矿自2010年起便开始试用间隔器，但在坚硬区域仍出现爆破效果不佳的情况。

（3）310mm钻机钻孔成本较D250成本高。

由于采用310mm孔径，其钻孔耗能较250mm炮孔大，钻孔成本增加。

1  D310改D250钻机改造费用

钻机改造涉及总费用如表1，约11.662万元，但因钻杆、钻头、稳杆器等大件（损耗件）费用较高，因此真实投入费用较低1.8万元。研山采场2017年12月对10#钻机进行改造。

2  爆破对比情况

（1）爆破降振方面，如表2。

对比上表可以发现，通过减小钻孔直径，可以明显降低单孔装药量，爆破振动降低约32.9%，降振效果明显。

（2）爆破单耗对比方面

在司家营铁矿的爆破单耗对比分析中，D250钻机相较于D310钻机展现出了更优的成本效益。自2018年D250钻机投入使用后，爆破平均单耗由D310的0.2161kg/t降至0.2039kg/t，实现了5.6%的成本降低。这一变化不仅反映了D250钻机在爆破效率上的提升，而且随着试验的深入和经验的积累，爆破单耗还有进一步降低的趋势，显示出D250钻机在穿孔爆破作业中的经济性和高效性。

（3）爆破效果方面

使用250mm钻机爆破后，由于药柱高度的增加，爆堆表面隆起较高。从外委作业情况来看，较310mm钻机穿孔爆区大块率和大块块度均有所降低，如图1、2所示，减少了对外委作业进度的影响，具体效果如下图所示：

（4）对比情况总结

根据近1月的对比分析显示，D250爆区的爆破振动明显低于D310，爆破效果和成本也有所改善，综合效益显著提升。由于钻机区域限制，目前仅进行了同规模爆区的减振和效果对比。未来将在10#钻机完成西部区域穿孔后，进一步对比不同爆区规模和底部坚硬矿岩的爆破效果。此外，需增加250mm孔径爆区的数量进行对比试验，以分析效益提升比例，为后续改造提供理论支持。

3穿爆成本对比

3.1采用310mm孔径时的穿爆成本

（1）穿孔单位成本

通过统计矿山使用310mm孔径炮孔进行的7次爆破作业的平均穿孔单位成本为2.05元/m3，而爆破单位成本为2.2元/m3。这些数据反映了在特定地质条件下，310mm孔径炮孔在穿孔和爆破阶段的成本效率。

（2）爆破单位成本

采用310mm孔径炮孔进行的7次爆破作业显示，平均爆破单位成本为2.2元/m3。这一成本是基于不同孔数、总爆破方量、炸药使用量及相关费用的统计结果，反映了310mm孔径在实际爆破作业中的经济性。

（3）穿爆总单位成本

由上面数值可以计算采用310mm孔径时穿爆单位成本为2.05+2.2=4.25元/m3。

3.2 采用250mm孔径时的穿爆成本

（1）穿孔单位成本

使用250mm孔径炮孔进行的7次爆破作业显示，平均穿孔单位成本为2.13元/m3。这一数据涵盖了不同孔数、孔深和总爆破方量的作业情况，反映了在当前条件下，采用250mm孔径进行穿孔作业的成本效率。

（2）爆破单位成本

采用250mm孔径炮孔的爆破单位成本数据显示，七次爆破的平均成本为1.97元/m3。这一结果是基于不同孔数、爆破方量、炸药使用量以及相关费用的统计得出的，反映了在实际操作中，使用250mm孔径炮孔进行爆破的经济效益。

（3）穿爆总单位成本

由上面数值可以计算采用250mm孔径时穿爆单位成本为2.13+1.97=4.1元/m3。

通过对矿山310mm、250mm孔径的穿孔单位成本以及爆破单位成本对比分析可知，采用250mm孔径的穿爆总成本要比采用310mm孔径的穿爆总成本要低0.15元/m3。结合2018年司家营铁矿矿石年产量1700多万吨，1700万吨岩石，可计算出采用250mm孔径炮孔比310mm孔径炮孔每年可节省穿爆成本170万左右。

4结论

通过310mm牙轮钻与250mm牙轮钻对比分析可知，减小钻孔直径能够减小最大单孔装药量，有效地降低爆破振动；在爆破成本方面，减小孔径可以降低炸药单耗，节省爆破成本；在爆破效果方面，减小孔径可以较好地控制大块率与大块块度。