集束狀深孔爆破技術在銅坑礦的推廣與應用

周祥云，韋方景，孟中華

(1．華錫集團銅坑礦， 廣西南丹縣 547207;2．長沙礦山研究院， 湖南長沙 410012)

集束狀深孔爆破技術在銅坑礦的推廣與應用

周祥云1，韋方景1，孟中華2

(1．華錫集團銅坑礦， 廣西南丹縣 547207;2．長沙礦山研究院， 湖南長沙 410012)

銅坑礦大規(guī)模開采細脈帶、91#礦體、92#礦體的過程中，留下了大量盤區(qū)礦柱、間柱。為安全、高效回收這些礦石資源，采用了集束狀孔爆破技術，實現(xiàn)了高分層水平大量連續(xù)落礦及整體區(qū)域崩落采礦。該爆破技術在銅坑礦采空區(qū)治理、階段大量連續(xù)開采等方面具有廣泛的應用前景。

束狀深孔;爆破參數(shù);爆破效果;礦柱回采

銅坑礦自開采92#礦體以來，在92#礦體中留下了大量的盤區(qū)礦柱、采空區(qū)，其中盤區(qū)礦柱占了92#礦體60%以上的礦石資源，這些盤區(qū)礦柱的兩側(cè)為礦房回采后留下的大量采空區(qū)。大部分92#礦體采空區(qū)采用掘進廢石或空區(qū)頂板垮塌的廢石充填。但隨著92#礦體不斷的大規(guī)模開采，造成頂部、周邊圍巖移動，給92#礦體的盤區(qū)礦柱群的回采帶來了極大的困難。銅坑礦將細脈帶成功使用的集束狀大深孔爆破技術推廣應用于92#礦體盤區(qū)礦柱的回采，根據(jù)礦山回采步驟，首先進行了92#礦體盤區(qū)礦柱群的A區(qū)的回采。

1 A區(qū)位置與主要采準工程

92#礦體盤區(qū)礦柱的A區(qū)(見圖1)的礦體高為70 m，頂部在455 m中段，底部在386 m中段，東西向長為100 m，南北向?qū)挒?0 m，北面為91#礦體、92#礦體的采場垮落區(qū)，已被垮落的圍巖與細脈帶垮落的巖石、火燒灰充填。

圖1 A區(qū)范圍

A區(qū)鑿巖硐室布置于430 m水平，在該水平鑿下向Φ165 mm大直徑束狀深孔，并布置上向Φ110 mm中深孔(崩落頂部礦體)。在455 m水平布置斜向孔輔助崩落A區(qū)的頂板礦體。

為了提高礦石回收率，首先回采中間部分礦石，并為下一步回采創(chuàng)造一定的大藥量爆破采礦的補償自由面，形成必要的補償空間，在405 m水平對應位置布置4#受礦塹溝，在386 m水平對應位置布置3#受礦塹溝，并布置相應的聯(lián)道和出礦巷道。

2 炮孔設計及爆破參數(shù)

根據(jù)430 m水平92#礦體礦柱群A區(qū)的爆破條件，采用集束孔與邊孔單孔、雙孔的布孔設計。集束孔由間距為0．825 m的垂直平行孔組成，每束孔4～6個炮孔，貫通鑿巖硐室頂板和拉底層頂板之間。于430 m水平鑿下向Φ165 mm大直徑束狀深孔，設計炮孔深度約44 m。側(cè)幫邊孔為雙密集孔、單孔布置。其中下向垂直深孔按布孔設計定位誤差不大于50 cm，偏斜率控制在1% ～2%。

430 m水平92#礦體礦柱群A區(qū)采場共布置集束孔10束，孔數(shù)42個;邊孔4組，孔數(shù)13個。Φ165 mm大孔孔深總計1036．6 m(見圖2)。Φ165 mm大孔布孔范圍的礦石量33640 t，每米孔崩礦量31．4 t。

圖2 430 m水平下向炮孔(Φ165 mm大孔)布置

在A1區(qū)3#束孔鑿巖道、3#、9#束孔硐室打上向Φ110 mm深孔放頂，孔深總計2089．18 m，控礦32940 t，每米孔崩礦量 15．77 t，見圖3。

圖3 430 m水平上向炮孔布置

由于A2區(qū)455 m以上為垮落體，在455 m水平92#礦體礦柱群鑿Φ110 mm斜孔崩落A2區(qū)頂板?？咨羁傆?41．2 m，控礦量7284 t，每米孔崩礦量21．35 t，見圖4。

圖4 455 m水平下向炮孔布置

共計用導爆管2120 m，導爆索7371 m，雷管424發(fā)，炸藥 27．86 t。崩落礦量7．4 萬 t，平均炸藥單耗0．37 kg/t。

3 爆破順序及裝藥結構

第一步回采A2區(qū)域，為下一步回采創(chuàng)造一定的爆破條件;第二步回采A1區(qū)域，進行整體連續(xù)崩落，大量放礦，減小貧化損失。

爆破起爆順序是:首先起爆采場中部束狀深孔，然后起爆采場兩側(cè)及兩端深孔，最后崩落頂板。束孔內(nèi)各孔同時起爆。束孔、邊孔間采用孔口微差起爆，微差起爆間隔為1段。孔內(nèi)采用雙導爆索起爆，主起爆網(wǎng)絡采用導爆索雙回路環(huán)形起爆系統(tǒng)。最大同段藥量 3．52 t。

束孔采用連續(xù)柱狀耦合裝藥，雙導爆索孔內(nèi)全長起爆、孔口微差起爆系統(tǒng)。堵孔前，清水沖洗炮孔，清除炮孔壁的巖粉。然后用水泥塞堵孔。下充填段的上部4 m和上充填段下部的3 m應采用細河沙充填。其余部分可用細河沙或鉆屑充填。炮孔上下充填堵塞長度4．0 m，如圖5所示。

圖5 束狀孔裝藥結構

中深孔采用銨油混合炸藥。每個孔均采用連續(xù)柱狀耦合裝藥。采用導爆索孔內(nèi)全長起爆、分區(qū)微差起爆系統(tǒng)。

起爆網(wǎng)絡分430 m水平與455 m水平2個部分，在455 m水平打1個大孔通到430 m水平，以便把2個起爆部分聯(lián)系起來。

4 爆破效果分析

(1)由于集束孔向北相鄰采場擠壓爆破，向南采場中部空區(qū)不完全擠壓爆破，鑿巖硐室布置成巷道式，鑿巖工作相對比較集中，鑿巖效率高。

(2)采用集束孔布置，抵抗線較大，比相同孔數(shù)的單孔擔負的體積大，其每米孔崩礦量較大。

(3)由于集束孔能有效地利用爆破能量，在擠壓爆破時可以改善破碎質(zhì)量，在不提高炸藥消耗的條件下，可以實現(xiàn)更好的破碎效果(大塊率低)和較高的崩礦效率。

(4)92#礦體礦柱群A區(qū)集束狀深孔爆破后，經(jīng)現(xiàn)場觀測和出礦標定，該次爆破效果良好，塊度比較適中。

［1］ 楊承祥，羅周全，等．束狀孔爆破新技術在深井高應力礦床的應用［J］．中國礦業(yè)，2006，15(11):66 －70．

［2］ 孫忠銘，張友寶，陳 何，等．束狀孔等效直徑當量球形藥包大量落礦技術［A］．采礦科學技術前沿論壇論文集［C］．長沙:中南大學出版社，2006，11:56 －58．

［3］ 孫忠銘，張友寶，陳 何，等．銅坑礦火區(qū)下不規(guī)則礦柱群集束孔大參數(shù)整體崩落［J］．有色金屬(礦山部分)，2007，(4)．

2010－12－23)

周祥云(1974－)，男，廣西桂林人，工程師，主要從事礦山開采設計、爆破技術及安全管理工作，Email:dctkzxy@163．com。