金山店鐵礦巖石碎脹特性的試驗研究

1、金山店鐵礦巖石碎脹特性的試驗研究張慶新王瀟(北京礦冶研究總院，北京100070)摘要：摘要：巖石在完全松散和擠壓狀態(tài)下的碎脹系數(shù)能夠為掏槽爆破、擠壓爆破中補償空間的計算提供重要依據(jù)。論文取樣金山店鐵礦的粉礦和塊礦設計試驗，分別測定其在完全松散和擠壓狀態(tài)下的碎脹系數(shù)，為金山店鐵礦爆破補償空間的研究提供重要科學依據(jù)。關鍵詞：關鍵詞：碎脹特性，碎脹系數(shù)，補償空間StudyonBulkIncreaseactersofRockinJinShian

2、IronMineZhangQingxin(BeijingGeneralResearchInstituteofMining＆MetallurgyBeijing100070)Abstract:Undertheconditionoftotallyloosesqueezingthecoefficientofbulkincreasecanprovideapivotalevidencefcalculatingcompensatingspacewhi

3、lecuttingblastingtightblasting.Thispaperisbasedonthespecimenofpowdereblocke.Wetestedthecoefficientofbulkincreaseattheconditionoffullyloosesqueezingwhichprovidesanimptantscientificguidancefblastcompensatingspace.Keywds:Bu

4、lkincreaseactersCoefficientofbulkincreaseCompensatingspace1引言巖石碎脹性是指巖石破碎后體積增加的特性，通常用碎脹系數(shù)表示。該系數(shù)一般大于1[1~4]，在1.05~1.80之間，其具體數(shù)值取決于巖石的組成、結構、強度、塊度和排列方式等因素。正確評估巖石的碎脹特性，采用合理的補償空間是保證掏槽、擠壓等爆破活動成功的關鍵。論文針對湖北大冶金山店鐵礦塊礦區(qū)一次成井爆破屢次失敗的問題[5

5、]，進行了巖石不同狀態(tài)下碎脹系數(shù)的測定試驗，判斷補償空間在金山店鐵礦一次成井爆破中的影響。試驗材料選用該鐵礦的粉礦和塊礦，分別測定它們在完全松散和擠壓狀態(tài)下的碎脹系數(shù)。通過試驗數(shù)據(jù)分析和參數(shù)評估揭示金山店鐵礦粉礦與塊礦的碎脹特性，為一次成井的設計施工提供科學依據(jù)和重要參考。2完全松散狀態(tài)下碎脹系數(shù)的測定將松散巖石裝入體積一定的量筒中稱重，利用重量算出巖石實體體積即松散前的體積，兩體積之比即為巖石的碎脹系數(shù)。試驗設備：量筒；TC10K型電

6、子天平；網(wǎng)篩(國家標準檢驗篩GB600397，孔徑分別為1mm、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm和12mm)。2.1試驗步驟簡述(1)用網(wǎng)篩分出不同塊度的散體，具體按塊體的直徑Ф(mm)分為：1Ф2，2Ф4，4Ф6，6Ф8，8Ф10，10Ф12，Ф＞12以及它們的混合體Ф＞1(不同塊度的巖石等質(zhì)量混合)8種塊度；圖2塊礦散點圖塊礦散點圖圖3粉礦散點圖粉礦散點圖Fig2.ThescatterdiagramofpowdereFig3

7、.Thescatterdiagramofblocke粉礦和塊礦數(shù)據(jù)差別較大，但總體趨勢相近。巖石碎脹系數(shù)與塊度的函數(shù)關系接近于一條斜率小于零的直線?？梢灶A測當巖石的塊度在一定范圍內(nèi)繼續(xù)減小時它的碎脹系數(shù)還會有一定程度的增加；而當塊度繼續(xù)增大時它的碎脹系數(shù)也將繼續(xù)減小，函數(shù)曲線將逐漸接近水平并以碎脹系數(shù)等于1為漸近線無限接近于1。3擠壓狀態(tài)下碎脹系數(shù)的測定將松散巖石裝入特制剛性圓筒中。利用單軸試驗機將圓筒內(nèi)的松散巖石壓實，記錄不同壓力時體

8、積的變化量。利用已知數(shù)據(jù)推算出巖石在擠壓狀態(tài)下的碎脹系數(shù)。試驗設備：游標卡尺(精度為0.1mm)；圓筒(45#不銹鋼，內(nèi)徑50.0mm，壁厚15.0mm，高150.0mm)；圓柱(45#不銹鋼，直徑50.0mm，高150.0mm)；YED200型電子壓力試驗機；網(wǎng)篩(規(guī)格同上)。3.1試驗步驟簡述(1)用網(wǎng)篩分出不同塊度的散體，具體按塊體的直徑Ф(mm)分為：1Ф2，2Ф4，4Ф6，6Ф8，8Ф10，10Ф12以及它們的混合體Ф＞1(不

9、同塊度的巖石等質(zhì)量混合)7種塊度；(2)依次將不同塊度的散體裝入特制剛性圓筒內(nèi)(內(nèi)壁涂抹潤滑油減小摩擦)；(3)利用單軸試驗機通過特制剛性圓柱將裝在圓筒內(nèi)的松散巖石壓實。記錄不同壓力下體積的變化量，至變化量穩(wěn)定為止。(4)通過測量圓柱被壓縮的距離L就可以計算出壓實后的巖石體積V``，用公式K=V``V(利用已知的碎脹系數(shù)和壓力為0時散體的體積V`就可以推算出每杯散體的實體狀體積V，即V=V`Ks)計算出巖石擠壓狀態(tài)下的松散系數(shù)Kp：Kp