無底柱分段崩落采礦法懸頂分析

孫自良 韓慧智

（山西大地工程咨詢設計有限公司，山西 太原 030000）

無底柱分段崩落采礦法懸頂分析

孫自良 韓慧智

（山西大地工程咨詢設計有限公司，山西 太原 030000）

利用無底柱分段崩落采礦法對礦石進行開采，一般都會遇到懸頂的現(xiàn)象，本文將首先闡述無底柱分段崩落采礦法的含義和產生懸頂的原因，然后再對懸頂處理的方法措施進行分析。

懸頂；爆破；無底柱分段崩落采礦法

1 無底柱分段崩落法的具體介紹

無底柱分段崩落法就是將現(xiàn)階段在用的分段巷道再劃分為分段，分段后再劃分為分條，使每一個分條內都有一條回采的巷道，在分條中并沒有設立專門的方礦的結構，所以需要在回采巷道中進行搬運和落礦。分段之間由上而下進行回采，分條之間則按照一定的順序回采。分段礦石在慢慢的回采中，上部覆蓋的崩落圍巖就會隨之下落，將采空區(qū)充滿。分條的回采就是在回采巷道內開鑿上向的扇形炮孔，遵循小崩布距對充滿了廢石的崩落區(qū)進行擠壓爆破，松散的覆巖下崩下的礦石會通過回采巷道端部的地板用運輸設施運送到采場溜井。

2 產生懸頂的主要原因

2.1 巖性較差。礦體本身有很多的裂隙，之前爆破震動的影響使得下次爆破作業(yè)需要使用的扇形炮孔被震動下來的碎石堵住或者是炮孔直接被震動錯位，導致無法正常的裝藥，爆破的參數也在隨之發(fā)生變化，抵抗線增大后炮孔底部的礦石不能隨之爆落從而出現(xiàn)了懸頂現(xiàn)象。在另一方面，礦體裂縫較多、節(jié)理發(fā)生變化造成爆破能量的損失和懸頂。

2.2 眉線破壞孔口被埋。一些生產巷道的頂板裂縫較多，有的都已經破碎了，巷道本身的不規(guī)則在拱頂部位產生較大的應力，使巷道進一步被破壞。在爆破作業(yè)之后，眉線也會受到一定程度的破壞，爆堆到達了自然安息狀態(tài)后把下次爆破需要的扇形炮孔孔口埋住了，沒有辦法把藥裝進去。想要繼續(xù)進行爆破作業(yè)就要丟棄被埋住的炮孔，這樣抵抗線就會變大，導致爆破不良，出現(xiàn)懸頂。

2.3 裝藥原因。人工的操作水平畢竟是有限的，勞動強度太大或者是作業(yè)的時候時間緊迫，都會導致在裝藥的過程中沒有準確地計算出單孔的裝藥量?；蛘呤钦ㄋ幈旧碣|量差，密度小于正常炸藥，殉爆度不夠，使炸藥在起爆后無法全部爆炸，大量炸藥粉末落下來，使得炮轟不連續(xù)，很多炮孔沒有完全的傳爆，出現(xiàn)懸頂。

2.4 堵塞原因。一般都是采用的孔口起爆，工人為了施工方便都是運用硝胺炸藥的包裝袋子進行堵塞。在進行炸藥填塞的過程中很容易出現(xiàn)口袋將炸藥包在半道上卡住，讓工人誤以為已經送到位置了，導致起爆藥包和藥柱的分離，而且在爆藥包向里輸送的時候很可能會被擠壓，使爆藥包的密度和雷管的位置發(fā)生變化，導致爆藥包失效無法爆破。

2.5 連線原因。接線的方法不牢或者是接線的方法不恰當，導致爆破的時候，前排部分的炮孔沒有傳爆，后排孔在沒有自由面的情況下進行爆破工作會出現(xiàn)嚴重的后果。

3 懸頂的處理方法

3.1 直接爆破擊穿法。懸頂在形成后，在出礦過程中一般就會形成空洞，如果形成懸頂的排數只有一到兩排，那么就可以在空區(qū)下方使用毛竹制作一個炸藥包，然后進行爆破。在爆破的過程中空區(qū)的頂部就會產生震動，使表層的碎石浮石被震落下來，從而就能夠增強下一次爆破施工的安全性。由于懸頂的排數較少只有一到兩排，所以只是稍微增大了下一次爆破頂部的抵抗線，在下次爆破的時候可以進行孔底同時起爆，從而有效加強頂部的震動，促使爆破能夠擊穿頂部，達到處理懸頂的目的。

3.2 補孔爆破法。首先需要使用紅外測距儀測量出懸頂的高度，對懸頂的實際情況進行分析后向懸頂進行穿孔，并使用藥包進行爆破從而達到處理懸頂的目的。由于補孔爆破法根據測量出的懸頂具體情況不同，開孔的位置也會不同，所以，結合實際情況補孔爆破法又分為正面壓頂法和側面壓頂法。

第一，正面壓頂法。將懸頂下方的空區(qū)作為自由面，由正面直接向懸頂部位開鑿前傾孔。利用鑿巖臺車，在懸頂產生排數的1排或者是2排，向懸頂處鉆鑿前傾中深孔。一般都是根據懸頂的厚度和實際情況鉆鑿一到兩排前傾孔，只要在底部裝藥就可以了，爆破后能夠達到處理懸頂的效果。為了避免破壞正常的回采炮孔，正?？滓颓皟A孔同時裝藥，雷管的段別也要科學合理的分配，保證前傾孔能夠在正常孔之前爆破。正面壓頂法安全風險比較大，為了保障安全，一般會采用木材和槽鋼，從上到下把炮堆進行封堵后進行補孔。同時為了防止扇形孔和前傾孔發(fā)生交錯，對于穿孔的精準度也有很高的要求，所以這種方法一般適合懸頂結構相對比較完整的礦體，或者是在無法采用其他方式進行補孔爆破的情況下使用。

第二，側面壓頂法。將懸頂下方的空白區(qū)作為自由面，從相鄰的進路向懸頂的部位開鑿傾斜孔，并塞進藥包進行爆破，對懸頂進行處理。例如，1#進路產生了懸頂，根據懸頂產生的位置在2#進路對應的位置用鑿巖臺車向懸頂部位開鑿和扇形孔平行的傾斜中深孔。補孔參數和正常扇形孔的參數保持一致。然后在懸頂的部位進行裝藥，要合理地安排和控制起爆的順序，讓有足夠自由面的炮孔首先起爆，這個炮孔被爆破后才能為之后相鄰的炮孔提供充足的自由面，后面需要爆破的炮孔都將之前爆破后的空間作為自由面，這樣依次進行爆破。爆破后能夠有效地處理懸頂。

總之，對無底柱分段崩落采礦法回采中存在的懸頂現(xiàn)象要高度的重視。由于懸頂形成的原因和實際情況不同，所以在施工中要提高施工的質量，最大限度地減少懸頂的產生。在對懸頂處理的分析和實踐中可以發(fā)現(xiàn)大多數的懸頂都能夠通過優(yōu)良的施工和合理的設計進行有效地預防。

[1]安宏，胡杏保.無低柱分段崩落法應用現(xiàn)狀[J].礦業(yè)快報.2005（9）.

TD853

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1671-0037（2014）06-103-1

孫自良（1983.10-），男，本科，助理工程師，研究方向：采煤技術。