束狀孔側(cè)崩和下壓爆破處理采空區(qū)的實(shí)踐

劉 田，盧長(zhǎng)偉

（洛陽(yáng)欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司，河南 欒川 471500）

束狀孔側(cè)崩和下壓爆破處理采空區(qū)的實(shí)踐

劉 田，盧長(zhǎng)偉

（洛陽(yáng)欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司，河南 欒川 471500）

介紹了利用束狀孔側(cè)崩和下壓爆破處理三道莊露天礦地下采空區(qū)的工程實(shí)踐，對(duì)1300臺(tái)階和1317臺(tái)階共3處空區(qū)進(jìn)行了處理，消除了該區(qū)域安全隱患，為后續(xù)正常生產(chǎn)提供了有利條件。

露天開采；地下采空區(qū)；束狀孔；下壓爆破；爆破網(wǎng)絡(luò)

0 引 言

河南省欒川縣三道莊鉬鎢礦床，位于河南省欒川縣赤土店鄉(xiāng)莊科村三道莊和冷水鎮(zhèn)南泥湖村程家溝[1]，具有礦體厚大集中、走向長(zhǎng)、品位高、儲(chǔ)量大、可采性好等特點(diǎn)。該礦床于20世紀(jì)60年代末采用小規(guī)模地采，90年代開始進(jìn)行露天開采，現(xiàn)已形成30 000 t/a生產(chǎn)規(guī)模[2]。

經(jīng)過多年地下開采，現(xiàn)采場(chǎng)下形成大量不規(guī)則采空區(qū)，給露天開采人員造成了極大地安全隱患。在正常臺(tái)階爆破同時(shí)，對(duì)地下采空區(qū)進(jìn)行處理的一次工程實(shí)踐。

1 爆區(qū)及空區(qū)概況

1.1 爆區(qū)區(qū)域概況

本爆區(qū)位于三道莊露天采場(chǎng)D區(qū)的中西部，橫5～9線，縱ⅩⅦ ～ⅩⅨ線之間，穿孔臺(tái)階為1 354 m水平。穿孔區(qū)坐標(biāo)范圍：X1=4 886、Y1=5 808； X2=4 882、Y2=5 779；X3=4 839、Y3=5 786；X4= 4826、Y4=5772；X5=4802、Y5=5 795；X6=4833、Y6=5 828；X7=4 858、Y7=5 816；穿孔區(qū)總面積2 661.3 m2，其中1 342 m水平爆破面積656.2 m2，1 354 m水平穿孔面積2 005.1 m2。

1.2 空區(qū)概況

根據(jù)現(xiàn)有空區(qū)資料和探測(cè)資料分析，本次穿孔區(qū)內(nèi)共有3個(gè)空區(qū)。從三維掃描探測(cè)情況看，2個(gè)空區(qū)為獨(dú)立空區(qū)。1300空區(qū)為下壓孔爆破處理區(qū)域，一空區(qū)面積407 m2，體積2 455 m3，空區(qū)標(biāo)高1 309～1 318 m，空區(qū)高4～9 m，跨度8～13 m頂板厚度36～41 m；1300二空區(qū)面積1 066 m2，體積6 242 m3，空區(qū)標(biāo)高1 306.5～1 319.5 m，空區(qū)高13 m，跨度23～36 m，頂板厚度34.5 m。頂板厚度大，滿足大型設(shè)備作業(yè)要求，1317空區(qū)為此次束狀孔側(cè)崩處理區(qū)域，面積1 259 m2，體積8 056 m3，空區(qū)標(biāo)高1 319～1 327 m，空區(qū)高 8 m，跨度21～38 m頂板厚度23 m。束狀孔側(cè)崩孔位于1317空區(qū)西部，此處為1350已處理空區(qū)區(qū)域，處理到1 348 m水平，目前虛渣8 m左右，按要求清理到原巖再施工?？諈^(qū)參數(shù)見表1。

本區(qū)內(nèi)1 354 m水平目前共布置有2個(gè)監(jiān)測(cè)孔，根據(jù)監(jiān)測(cè)情況分析，除穿孔施工期間有地壓活動(dòng)事件發(fā)生外，其余時(shí)間段未出現(xiàn)大地壓活動(dòng)事件?？梢猿醪綌喽ū瑓^(qū)內(nèi)地壓顯現(xiàn)不明顯，暫時(shí)處于相對(duì)平穩(wěn)狀態(tài)。

表1 空區(qū)參數(shù)

2 布孔方式及施工情況

2.1 布孔方式

本次爆破采用束狀孔側(cè)崩與下壓2種爆破方式。其中束狀孔束間距11.0 m，束內(nèi)孔按半徑2.3 m、孔間距1.76 m布孔，為確保充填效果，第1排孔到空區(qū)邊界距離11.0 m，第2排孔與第1排孔距離11.0 m。下壓孔按排距5.0 m，孔距5.0 m，正方形布孔。由于1 342 m水平靠近1 354 m水平底部KY-250牙輪鉆機(jī)無(wú)法施工，每束采用16個(gè)φ140 mm孔代替大孔?？孜徊贾眉翱諈^(qū)位置如圖1，空區(qū)剖面如圖2。

圖1 孔位布置圖

2.2 穿孔施工情況

穿孔施工在1 342 m和1 354 m 2個(gè)水平進(jìn)行，施工采用KY-250牙輪鉆機(jī)主要由2臺(tái)φ250 mm大鉆和351小鉆共同施工完成，2個(gè)臺(tái)階共穿孔133個(gè)，總孔深4 475 m。其中1 342 m水平穿孔61個(gè)，總孔深1 618.8 m，大孔20個(gè)，孔深502 m，小孔41個(gè)，孔深1 090.1 m；1 354 m水平穿孔72個(gè)，總孔深2 450.7 m，大孔69個(gè)，孔深2 354.2 m，小孔3個(gè)，孔深96.7 m。

1 342 m水平穿孔共產(chǎn)生透孔1個(gè)，廢孔1個(gè)，欠深孔2個(gè)，補(bǔ)打小孔9個(gè)。1 354 m水平穿孔共產(chǎn)生透孔64個(gè)，欠深孔2個(gè)，補(bǔ)打小孔3個(gè)。

圖2 空區(qū)剖面

3 爆破設(shè)計(jì)與施工

3.1 裝藥量計(jì)算

單孔藥量計(jì)算前排用公式：

其它用公式[3]：

式中：Q為炮孔總裝藥量，kg；W為底盤抵抗線，m；a為炮孔間距，m；b為炮孔排距，m；H為臺(tái)階高度，m；K為巖石阻力夾制系數(shù)，取e=1.10；q為炸藥單耗，取q=1.00 kg/m3。

經(jīng)裝孔藥量計(jì)算，本次爆破總裝藥量98.2 t，銨油炸藥90.1 t，乳化炸藥8.1 t。1 342 m水平裝藥量26.1 t，1 354 m水平裝藥量72.1 t。束狀孔上部炸藥單耗1.21 kg/m3，束狀孔下部炸藥單耗2.11 kg/m3，下壓孔上部炸藥單耗0.93 kg/m3，下壓孔下部炸藥單耗1.14 kg/m3，綜合炸藥單耗1.153 kg/m3。

3.2 裝藥結(jié)構(gòu)

爆區(qū)內(nèi)所有炮孔采用分段柱狀裝藥結(jié)構(gòu),束狀孔區(qū)域以1 327 m水平分層，下壓孔區(qū)域以1 332.5 m水平分層。中間間隔均為3.0 m，大孔上部充填4.5 m，小孔上部充填3.0 m。136#—145#小孔只裝底部至1 327 m水平。透孔應(yīng)采取吊孔方式，用編織袋裝取一定量巖粉，用鋼絲繩吊至穿透處，繩子用石塊固定在孔口，確定將透處封閉嚴(yán)實(shí)后，再進(jìn)行裝藥[4]，裝至設(shè)計(jì)藥量時(shí)，采用細(xì)巖粉密實(shí)充填，裝藥結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 裝藥結(jié)構(gòu)

3.3 起爆網(wǎng)絡(luò)

本次爆破采用山東澳瑞凱非電毫秒延期雷管和導(dǎo)爆索起爆，網(wǎng)絡(luò)為分層分段起爆網(wǎng)絡(luò)。起爆先后順序?yàn)槭鵂羁浊芭畔聦?、束狀孔后排下層（間隔400 ms）、下壓孔下層?xùn)|部（間隔500 ms）、下壓孔下層西部（間隔542 ms）、下壓孔上層?xùn)|部（間隔742 ms）、下壓孔上層西部（間隔784 ms）、束狀孔前后兩排上層（間隔1 000 ms）。爆破網(wǎng)絡(luò)如圖4所示。

圖4 爆破網(wǎng)絡(luò)

4 爆破安全及防護(hù)措施

4.1 爆破地震效應(yīng)

通過計(jì)算，本區(qū)最大段別藥量為14 263 kg。爆區(qū)距離新1#破碎站427 m，距離4#站715 m，新1#站質(zhì)點(diǎn)振速為0.61 cm/s。對(duì)周邊空區(qū)按32 m計(jì)算，質(zhì)點(diǎn)振速為59.39 cm/s。根據(jù)GB6722—2003爆破安全規(guī)程對(duì)鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)的建筑允許質(zhì)點(diǎn)陣速3～4 cm/s，對(duì)道路允許質(zhì)點(diǎn)振速度10～20 cm/s，對(duì)巷道的允許質(zhì)點(diǎn)振速度15～30 cm/s，因此本次爆破新1#破碎站無(wú)危害，對(duì)該范圍內(nèi)不穩(wěn)定空區(qū)有影響。

4.2個(gè)別飛石距離計(jì)算

根據(jù)計(jì)算飛石距離公式：

式中：Kf=1.0～1.5,取Kf=1.5；n為爆破作用指數(shù)，取n=0.8；W為抵抗線[5]，計(jì)算得Rf=76.8 m，GB6722—2003爆破安全規(guī)程規(guī)定為200 m，但考慮個(gè)別孔充填質(zhì)量未達(dá)到要求，預(yù)計(jì)個(gè)別飛石可達(dá)到300 m，所以爆破警戒應(yīng)放至距爆區(qū)300 m外。

4.3 爆破安全措施

1）在施工中安全地壓科應(yīng)地壓監(jiān)測(cè)人員利用無(wú)線聲發(fā)射連續(xù)監(jiān)測(cè)本爆區(qū)和周邊的地壓活動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)告并撤離。

2）爆破施工作業(yè)，必須嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)爆破規(guī)程操作。

3）現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)出安全撤離路線，要有明顯標(biāo)志，做到參加人員人人皆知。

4）制定緊急撤離預(yù)案，如發(fā)現(xiàn)危及人身安全的險(xiǎn)情，應(yīng)立即組織人員撤離，按指定安全撤離路線撤至安全地帶。

5 結(jié)語(yǔ)

2016年7月12日下午成功起爆，爆破量85 187 m3，爆破形成的爆堆形態(tài)正常，無(wú)后翻現(xiàn)象，爆區(qū)內(nèi)采空區(qū)塌落符合預(yù)期塌落情況，爆破效果明顯，共回收礦石27.26萬(wàn)t。

通過此次處理空區(qū)的實(shí)踐，可得到以下結(jié)論：

1）利用束狀孔側(cè)崩和下壓爆破，可達(dá)到處理采空區(qū)和正常采礦的雙重目的，消除了該區(qū)域安全隱患，為后續(xù)正常生產(chǎn)提供了有利條件，也為今后處理復(fù)雜采空區(qū)取得了經(jīng)驗(yàn)。

2）對(duì)于情況不明錯(cuò)綜復(fù)雜的采空區(qū)上部礦體的回采，必須遵循邊探、邊采、邊處理空區(qū)的原則[6]，以保證施工人員與設(shè)備的安全。

3）根據(jù)空區(qū)特點(diǎn)，采用合理的分層分段起爆網(wǎng)絡(luò)，對(duì)爆破質(zhì)量起到了良好的作用。

4）束狀孔側(cè)崩和下壓爆破孔位位置取決于空區(qū)資料，所以空區(qū)資料的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)能力，提高空區(qū)探測(cè)的精度。

［1］ 賈寶珊.露天開采中深孔爆破與地下采空區(qū)處理一體化實(shí)踐［J］.金屬礦山，2013，42（2）：47-49.

［2］ 林衛(wèi)星，程建勇，歐任澤.地下多層復(fù)雜空區(qū)處理的工程實(shí)踐［J］.爆破，2009，26（2）：31-34.

［3］ 陳曉青.金屬礦床露天開采［M］.冶金工業(yè)出版社，2010.

［4］ 賈寶珊，閆偉峰.露天正常臺(tái)階深孔爆破處理地下采空區(qū)的實(shí)踐［J］.爆破，2012，29（4）：65-69.

［5］ 千海洪，鄧秀艷，徐榮軍.高臺(tái)階崩落法處理復(fù)合采空區(qū)的應(yīng)用實(shí)踐［J］.工程爆破，2007，13（3）：42-44.

［6］ 王春毅.露天中深孔爆破處理地下多層復(fù)合空區(qū)的實(shí)踐［J］.爆破，2008，25（3）：36-38.

【責(zé)任編輯：陳 毓】

Practice of bunch-holes and down pressure blasting disposing goaf

LIU Tian,LU Changwei
(Luoyang Luanchuan Molybdenum Group Co.,Ltd.,Luanchuan 471500,China)

This paper introduces the engineering practice using bunch-holes and down pressure blasting to dispose underground goafs in Sandaozhuang Mine,disposes of three goafs in 1300 steps and 1317 steps,which eliminates the security risks in the region and provides the favorable conditions for next normal production.

open-pit mining;underground goaf;bunch-hole;down pressure blasting;blasting network

TD325+.3

B

1671-9816（2017）04-0026-04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.04.008

劉田，盧長(zhǎng)偉.束狀孔側(cè)崩和下壓爆破處理采空區(qū)的實(shí)踐［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（4）：26-28.

2016-11-23

劉 田（1994—），陜西戶縣人，畢業(yè)于西安建筑科技大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)在洛鉬集團(tuán)礦山公司穿爆車間擔(dān)任采礦技術(shù)員。