無(wú)底柱分段崩落法中首分層中深孔設(shè)計(jì)優(yōu)化

韓鵬舉，蔣睿卿

（富蘊(yùn)蒙庫(kù)鐵礦有限責(zé)任公司）

根據(jù)蒙庫(kù)鐵礦礦體賦存條件及產(chǎn)狀特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的地下開(kāi)采方法主要采用大間距和高分段的無(wú)底柱分段崩落法。初期地下開(kāi)采的是采場(chǎng)東部掛幫靠幫礦體，礦體沿走向及傾向有膨大收縮、分枝復(fù)合、分枝尖滅、尖滅再現(xiàn)等變化特征。938m標(biāo)高以上掛幫礦體開(kāi)采，分層多而分層礦量少，回采高度大，可布置的礦塊數(shù)少，規(guī)模不能大而回采時(shí)間長(zhǎng)，采準(zhǔn)工程量大而可采礦量少，回采有難度。礦體比較零亂，礦體條數(shù)較多，厚度相對(duì)不大，因此沿礦體走向布置回采進(jìn)路，回采落礦是在采準(zhǔn)巷道內(nèi)向上施工扇形中深孔，向上中孔裝藥，爆落的礦石由鏟運(yùn)機(jī)鏟運(yùn)至附近的溜井。地下采礦中深孔是回采爆破裝藥炮孔，如果設(shè)計(jì)不合理會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)很大的影響。

1 首分層中深孔設(shè)計(jì)及問(wèn)題分析

蒙庫(kù)鐵礦地下礦西部掛幫礦體呈條帶狀、厚度不大，礦體比較零亂，因此采準(zhǔn)巷道布置按照延礦體走向布置。中深孔設(shè)計(jì)時(shí)，將炮孔延伸至上水平底板標(biāo)高，并且炮孔控制在礦體界線內(nèi)，以崩落此階段之間的礦巖量，邊回采邊放頂形成覆蓋層[2]。在出礦過(guò)程中，由于是首分層，因此需考慮為下分層水平留覆蓋層，所以出礦量為崩落礦量的30%。1054m的541、542沿脈首分層中深孔設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1。

圖1 1054m的541、542沿脈首分層中深孔設(shè)計(jì)示意圖

在1054m的541沿脈回采出礦過(guò)程中，礦體較為厚大區(qū)段，出礦量達(dá)到崩落礦量的30%，但是在礦體厚度變小后，出礦量?jī)H為3.7%，甚至爆破無(wú)法出礦，出現(xiàn)了無(wú)礦可出的局面，對(duì)生產(chǎn)組織帶來(lái)較大的影響。為解決此問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，崩落高度局部未達(dá)到設(shè)計(jì)高度，僅為設(shè)計(jì)高度的1/2，542沿脈崩落高度為設(shè)計(jì)高度的2/3，均未達(dá)到理想的爆破效果。造成爆破后，出礦量達(dá)不到設(shè)計(jì)量，覆蓋層厚度達(dá)不到預(yù)留厚度等問(wèn)題。崩落高度對(duì)比見(jiàn)圖2。

圖2 崩落高度對(duì)比

541沿脈中深孔設(shè)計(jì)高度10.8m，實(shí)際崩落高度4.54m；542沿脈孔設(shè)計(jì)高度12.52m，實(shí)際崩落高度8.3m；部分礦石未崩落，未達(dá)到預(yù)期效果。

從出礦率看，541、542沿脈為首分層回采區(qū)，均未達(dá)到30%的出礦要求。分析認(rèn)為主要是中深孔設(shè)計(jì)不合理，爆破崩落后，實(shí)際崩落礦量與設(shè)計(jì)礦量誤差較大。計(jì)劃出礦與實(shí)際出礦數(shù)據(jù)對(duì)比（見(jiàn)表1）。

表1 計(jì)劃出礦與實(shí)際出礦數(shù)據(jù)

2 首分層設(shè)計(jì)優(yōu)化及應(yīng)用

針對(duì)1054m水平開(kāi)采過(guò)程中首分層崩落高度不夠、出礦率不足、覆蓋層留取厚度不夠等問(wèn)題，在1022m水平中深孔設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行了優(yōu)化。1022m水平中深孔在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)5～7m，其它參數(shù)不改變，通過(guò)增加崩落礦量和覆蓋層的厚度，解決崩落高度、達(dá)到增加出礦率的目的。

設(shè)計(jì)炮孔延伸時(shí)，不受礦巖界線的限制。炮孔設(shè)計(jì)穿過(guò)礦體，延伸至圍巖中，將礦體邊界區(qū)5～7m范圍內(nèi)的巖石，強(qiáng)制放頂。同時(shí)為快速形成符合厚度的覆蓋層和保證下分層的出礦量打下良好的基礎(chǔ)。中深孔設(shè)計(jì)優(yōu)化，見(jiàn)圖3。

中深孔設(shè)計(jì)優(yōu)化后，以1022m2#進(jìn)路為例進(jìn)行對(duì)比分析，單排崩落礦巖量增加48.9%-51.32%，覆蓋層厚度增加約5m，下分層出礦率由設(shè)計(jì)的60%提高至73%。優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對(duì)比，見(jiàn)表2。

圖3 首分層中深孔設(shè)計(jì)優(yōu)化

表2 1022m2#進(jìn)路優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對(duì)比

3 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)底柱分段崩落采礦法中的覆蓋層，不但起著緩沖圍巖冒落時(shí)沖擊氣浪的危害作用，而且提供擠壓爆破條件防止礦石拋散采空區(qū)，保證正常出礦[1]。以塊礦作為崩落放頂單元，邊回采邊崩落放頂，逐步形成覆蓋層。在正常生產(chǎn)階段，由于礦體變化，會(huì)出現(xiàn)首分層，而且礦體下部逐漸變大，為保證礦石回采工作安全可靠，必須進(jìn)行覆蓋層的形成。改變傳統(tǒng)中深孔設(shè)計(jì)不穿過(guò)礦體的做法，將中深孔超出礦體邊界延伸至圍巖，在回采時(shí)，對(duì)圍巖進(jìn)行崩落，進(jìn)行補(bǔ)充放頂，為穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障。