無底柱分段崩落法懸頂問題分析研究

彭 杰

（萬寶礦產(chǎn)有限公司，云南昆明 650000）

無底柱分段崩落法懸頂問題分析研究

彭 杰

（萬寶礦產(chǎn)有限公司，云南昆明 650000）

文章結(jié)合查干敖包鐵鋅礦生產(chǎn)實際，針對無底柱分段崩落法開采，詳細分析爆破過程中產(chǎn)生懸頂?shù)脑?，提出施工束狀中深孔爆破方式處理懸頂事故，現(xiàn)場試驗表明，該措施有效解決了查干敖包鐵鋅礦頂板懸頂，并取得了良好的效果，目前該方式在全礦已全面推廣應用。

無底柱分段崩落法；懸頂；爆破

無底柱分段崩落法因其安全性好、采礦方法結(jié)構(gòu)簡單、回采工藝簡單、能夠充分利用高效率的大型無軌設(shè)備、機械化程度高、經(jīng)濟效益明顯，是有條件的礦山首選的采礦方法之一［1］。

查干敖包鐵鋅礦為接觸交代－熱液鐵鋅礦床，是含礦氣水溶液多次活動的結(jié)果。圍巖主要巖性為：石榴石矽卡巖、綠簾石矽卡巖。礦體為鐵鋅共生礦體，賦存于石榴石矽卡巖中。礦區(qū)內(nèi)各礦體規(guī)模大小不等，沿長數(shù)10m至315m，延深數(shù)10m至550 m，厚度0.74～70.80 m。針對厚大礦體，礦山主要采用無底柱分段崩落法采礦，其它小規(guī)模礦體輔以淺孔留礦法進行回采。無底柱分段崩落法分段高度為12 m，進路間距為10 m至15 m，采用鏟運機出礦。

1 懸頂產(chǎn)生的原因分析

經(jīng)過多年的生產(chǎn)實踐，無論在生產(chǎn)管理，還是在回采工藝上，無底柱分段崩落法在該礦的實際應用都已經(jīng)趨于成熟［2］。但是在生產(chǎn)實際中，由于各種原因的制約，時常出現(xiàn)懸頂事故，給生產(chǎn)管理帶來一定的影響［3］。

1.1 地質(zhì)情況影響

該礦山在多年的生產(chǎn)過程中，由于礦巖節(jié)理、斷層及溶洞等地質(zhì)構(gòu)造影響造成回采懸頂占80%以上。特別是節(jié)理裂隙特別發(fā)育及以及出現(xiàn)溶洞的地段，由于前排爆破震動和爆破沖擊波的聯(lián)合作用，將后排節(jié)理面破壞而形成懸頂，嚴重情況下，造成后排無法進行裝藥起爆，必須采取相應措施才能裝藥回采。

1.2 爆破參數(shù)不合理

無底柱分段崩落法爆破排面設(shè)計相對簡單，影響爆破參數(shù)設(shè)計主要有以下幾點：

1.實測數(shù)據(jù)不準確，上下分層高程及工程布置錯位，人為地造成炮孔布置不準確，炮孔長度不夠，炸藥影響半徑達不到設(shè)計要求。

2.孔底距過大，爆破能量不足，容易造成爆破塊度過大或者懸頂。

3.炮孔布置不合理。如兩相鄰進路邊孔設(shè)計深度不夠，爆破后兩相鄰進路之間形成懸頂。

1.3 施工質(zhì)量的原因

施工質(zhì)量的原因包括兩方面：

1.鑿巖施工質(zhì)量。在日常生產(chǎn)管理過程中，通過檢查發(fā)現(xiàn)，施工人員對鑿巖機的操作水平直接影響到中深孔的成孔質(zhì)量。主要表現(xiàn)在：鉆機高度不夠，由此直接導致所有施工的炮孔整體下移；鉆機擺放不正，施工的炮孔偏斜率較大，造成排間距增大，孔底距增大，從而影響爆破效果。通過爆破懸頂事故的現(xiàn)場排查發(fā)現(xiàn)部分排面炮孔施工深度沒有達到設(shè)計要求，也是其中的一個影響因素。

2.爆破施工質(zhì)量。該礦在施工中采用BQF－100型裝藥器進行裝藥。散裝藥通過高壓風送入炮孔內(nèi)，經(jīng)驗不足的施工人員很難把握線裝藥密度，往往造成炸藥密度不均，甚至出現(xiàn)炸藥裝藥不連續(xù)，直接影響爆破效果。

1.4 現(xiàn)場生產(chǎn)管理

無底柱分段崩落法一般按礦塊進行回采，在實際生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)銜接等原因，造成爆破未按計劃進行，相鄰進路超前或者滯后較多，遇上巖石結(jié)構(gòu)差的地段，中深孔爆破將炮孔破壞容易發(fā)生懸頂。

2 處理方式

經(jīng)過對發(fā)生懸頂事故的位置進行現(xiàn)場實測及分析，對懸頂不嚴重的，采取用木桿捆綁炸藥貼入懸頂部位進行爆破處理。一般情況下能將懸頂?shù)V巖爆破垮落。對于懸頂層厚度較大的，通常采取補孔的方式進行爆破處理，取得了較好效果［4］。

采取補孔處理的基本思路是：首先，對發(fā)生懸頂?shù)奈恢眠M行現(xiàn)場分析，并詳細實測相關(guān)數(shù)據(jù)，然后將實測數(shù)據(jù)與設(shè)計剖面圖進行對比，再根據(jù)懸頂層厚度布置中深孔［5］。如圖1所示。

圖1 懸頂補孔示意圖

采取補孔方式處理懸頂事故施工時間較長，鑿巖難度較大，對施工人員素質(zhì)要求較高，同時增加了相應的回采成本，因此要做好以下幾方面的工作。

1.對現(xiàn)場進行詳細勘察，研判礦巖性質(zhì)，分析用木桿捆綁炸藥能否進行爆破處理，防止爆破將眉線口破壞，進一步擴大懸頂面積。

2.根據(jù)地質(zhì)情況，選擇合適的爆破參數(shù)。

3.使用經(jīng)驗豐富的巖工鑿巖，嚴格控制鑿巖質(zhì)量。

3 應用實例

該礦山一采區(qū)1010分層第26號進路在回采過程中，發(fā)現(xiàn)前排爆破后產(chǎn)生大塊，礦石無法放出，現(xiàn)場管理人員用小藥包進行爆破處理后，將后排眉線口破壞，同時后三排頂板發(fā)生冒落，崩落礦堆將中深孔掩埋，無法正常裝藥。經(jīng)過地質(zhì)人員現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，在頂板內(nèi)有一條走向北東、傾向北西的矽卡巖破碎帶，平均寬度4.2 m，傾角65°，巖石比較破碎，如圖2所示。

圖2 分段鑿巖巷道平面布置圖

爆破后礦石沿軟弱面塌落，發(fā)生懸頂。經(jīng)過現(xiàn)場實測，頂板形成33°的傾斜面，懸頂層厚度約3 m，影響長度約4 m。

根據(jù)實測數(shù)據(jù)，小藥包無法處理，因此決定采用進路內(nèi)打扇形中深孔至懸頂層內(nèi)爆破處理。中深孔孔底距適當加大，取1.8 m；前傾孔孔底距取1.6 m，共布置5排前傾孔。

補孔爆破處理后，對現(xiàn)場進行觀測，達到了預期效果，懸頂層全部垮落，爆破塊度適中。

4 結(jié) 語

根據(jù)查干敖包鐵鋅礦生產(chǎn)實際，該礦在處理懸頂事故方面積累了較豐富的經(jīng)驗，對相似礦山處理類似情況具有借鑒意義：

1.針對懸頂層厚度較大，用炸藥包無法爆破垮落的，采用在進路中補孔爆破的方式處理效果良好；缺點是施工難度大，生產(chǎn)管理要求高。

2.礦山技術(shù)管理人員需要對回采作業(yè)面做好提前預判。對可能產(chǎn)生地質(zhì)危害的地段，提前做好預選方案。

3.嚴格控制施工質(zhì)量，提高施工人員素質(zhì)，從鉆孔、裝藥到爆破全過程把控。

4.精心組織，合理調(diào)配生產(chǎn)要素，以礦塊為單位進行回采，盡量避免單排單進路爆破，以減少懸頂現(xiàn)象的發(fā)生。

［1］ 劉效良.中深孔無底柱分段崩落采礦法在云南鎮(zhèn)沅金礦的應用研究［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2010，6（6）：13－17.

［2］ 柯波，李萍.無底柱分段崩落法在礦柱回采中的應用［J］.金屬礦山，2009，（2）：51－53.

［3］ 郭建來.對無底柱分段崩落采礦法的工藝研究［J］.河北企業(yè)，2015，（5）：154.

［4］ 劉冬生，李永輝，顧寶華.集群空區(qū)條件下的礦體回采的實踐［J］.采礦技術(shù)，2011，11（6）：4－5.

［5］ 陳永祺.無底柱分段崩落法懸頂處理技術(shù)探討［J］.金屬礦山，2010，（11）：61－63.

Study on Hanging Arch Problem of Non－pillar Subleve Caving M ethod

PENG Jie
（Wanbao Mining Co.，Ltd.，Kunming 650000，China）

Combining the reality of Chagan Aobao iron zinc production，without floor pillar sublevel caving mining method，it analyzes detailedly the blasting process and the reason of the roof hanging beam construction of deep hole blasting process suspension roof accident.The field test shows that themeasures effectively solved the Chagan Aobao iron zinc roof overhang，and achieved good results，at present it has comprehensive application in mineral sheers.

bottomless pillar sublevel cavingmethod；overhang；blasting

TD853.36＋2

A

1003－5540（2017）04－0006－02

2017－06－24

彭 杰（1980－），男，工程師，主要從事礦山開采生產(chǎn)技術(shù)工作。