蒙庫鐵礦無底柱分段崩落法推排原因分析及處理措施

韓鵬舉

（富蘊蒙庫鐵礦有限責任公司）

蒙庫鐵礦是八鋼主要礦石原料基地。根據(jù)蒙庫鐵礦礦體賦存條件及產(chǎn)狀特點，地下開采設(shè)計采用大間距和高分段的無底柱分段崩落法。其中1070m以上掛幫礦體比較零亂，礦體條數(shù)較多，厚度相對不大，因此沿礦體走向布置回采進路，每108m劃分一個礦塊，分段高度15m。出礦設(shè)備采用2 m3油動鏟運機和3m3電動鏟運機，鏟運機生產(chǎn)能力25～30萬t/a臺。1070～938m掛幫礦體厚度較大，垂直礦體走向布置回采進路，分段高度15m，進路間距18m，出礦設(shè)備采用3m3電動鏟運機，鏟運機生產(chǎn)能力取25～30萬t/a臺，每4～5條有效進路布置一臺鏟運機。采準帶礦量為13%。厚大礦體中采準巷道上下分層穿脈交錯成菱形狀布置，回采是在采準巷道內(nèi)向上施工扇形中深孔，向上中孔裝藥，爆落的礦石由鏟運機鏟運至附近的溜井。地下采礦的爆破質(zhì)量直接關(guān)系到生產(chǎn)的連續(xù)性，是地下回采的重要環(huán)節(jié)，如果控制不好會造成推排或者懸頂，給生產(chǎn)帶來較大的影響，關(guān)系到礦山安全生產(chǎn)又浪費鐵礦資源。因此在生產(chǎn)過程中，要盡可能減少此類事故的發(fā)生。

1 產(chǎn)生推排的主要原因

圖1 推排示意圖

如圖1所示。根據(jù)蒙庫礦山的技術(shù)統(tǒng)計，蒙庫鐵礦2017年全年發(fā)生43次78排的推排，2次懸頂?shù)缺乒收稀Ｍㄟ^對蒙庫鐵礦地下礦掛幫礦體及1070m東部回采采場推排、懸頂現(xiàn)象的生產(chǎn)分析，認為蒙庫鐵礦出現(xiàn)推排主要原因有以下幾個方面。

1.1 補償空間不夠

爆破前出礦率達不到設(shè)計指標或者計劃出礦量時沒有形成合適的補償空間，本次爆破就無法保證礦石破碎質(zhì)量，無法降低大塊產(chǎn)出率，就會出現(xiàn)超擠壓爆破[1]，在這種情況下產(chǎn)生推排現(xiàn)象。蒙庫鐵礦1070m東部回采時，由于覆蓋層顆粒把控不到位，造成黃色砂巖提前進入礦堆，導致出礦率不能達到計劃值，造成較多的推排問題，2017年3～11月因黃色砂巖具有塑性，對爆破起到緩沖作用，減弱了炸藥對巖層作用力，不利于擠壓破碎，導致產(chǎn)生推排達43次，對生產(chǎn)造成很大的影響。

1.2 裝藥質(zhì)量差等不正確的爆破工藝操作

為保證爆破效果，特別要注意每次爆破前加強炮孔質(zhì)量的檢查，裝藥前未對炮孔進行疏通，未處理孔中的碎石和卡堵現(xiàn)象[3]；裝藥區(qū)域浮石未清理干凈，造成其他爆破點起爆后，由于震動浮石掉落砸壞聯(lián)網(wǎng)致使個別孔拒爆；裝藥平臺搭建不平或者高度不夠（或未搭建），造成裝藥人員站立不穩(wěn)、用力不均勻，導致裝藥密度不足；裝藥器調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)不合適，使裝藥管和退輸管出現(xiàn)堵管或者跑管，造成裝藥密度不足。

1.3 裝藥密度不足

提高炮孔的裝藥密度不僅可以增大炸藥的爆破威力，充分利用炮孔，還可以改善爆破質(zhì)量[2]。使用裝藥器裝藥是提高裝藥密度的有效措施[2]。目前，蒙庫鐵礦使用的是BQ-100型風動裝藥器，正常情況下裝藥密度是0.95～1.0g/m3，如果裝藥密度低于0.8 g/m3，裝藥密度不夠，堵塞達不到要求，炸藥向孔口脫落，導致孔底炸藥少，出現(xiàn)推排的現(xiàn)象較多。當裝藥密度不足時，孔腔內(nèi)就會出現(xiàn)不耦合狀態(tài)，在孔排間類似于光面爆破，也會造成推排。

1.4 爆破步距不合理

崩礦步距是指一次爆破崩落礦石層的厚度，一般每次爆破1～2排炮孔[2]，蒙庫鐵礦的崩礦步距為1.6m。一次崩礦排數(shù)過多，崩礦步距過大時，由于爆破能量不足容易引發(fā)推排。

1.5 炸藥存放時間長，質(zhì)量差

蒙庫鐵礦爆破使用膨化硝胺粉狀炸藥，炸藥保存不當或者存放時間較長，出現(xiàn)板結(jié)等，都會造成部分炸藥殉爆度不夠，密度過小，導致起爆后不能全部爆破，造成推排。

1.6 礦體節(jié)理發(fā)育，有斷層或者夾層較多

當前排爆破或者臨近巷道爆破時，由于爆破沖擊波較大，使節(jié)理發(fā)育區(qū)域的中深孔錯位或者變形，導致無法裝藥，炸藥未送入孔底，使崩礦步距過大，造成礦體無法崩落，出現(xiàn)推排[5]。

2 推排的處理方法

當排炮發(fā)生推排后，必須根據(jù)現(xiàn)場實際情況具體分析，并根據(jù)分析結(jié)果制定輔助處理方法。為避免推排，一般采取爆破震動法來處理。

圖2 爆破震動法圖示

2.1 爆破震動法

爆破震動法即用炸藥在推排下部埋設(shè),破壞推排的基礎(chǔ),迫使推排中的礦石落下。有時也可用毛竹綁炸藥伸入裂隙中爆破振動（見圖2）。

（1）如果排炮爆破后礦石已經(jīng)破碎，只是擠壓較密實，那就在此處巷道堆積大塊礦石進行二次破碎或者在眉線口向里的爆破上使用乳化炸藥爆破，通過產(chǎn)生的爆破沖擊波就可以將破碎的礦石震落。

（2）如果排炮爆破后，出現(xiàn)的推排還留有殘孔，或者部分脫落成隔墻，處理時先將殘孔裝藥爆破或者在隔墻下部放置炸藥，通過爆破處理。

（3）如果排炮爆破后礦石下部已經(jīng)破碎，上部未形成隔墻，或者推排成整體，應(yīng)該在推排的下部放置炸藥爆破處理，炸藥量根據(jù)此處的中孔深度、采準分層高度和現(xiàn)場觀察判斷的情況來確定，如果無法判斷推排的高度時，則按照采準分層高度計算炸藥量處理。

2.2 嚴格控制出礦量，保證充足擠壓空間

中深孔爆破后，炸藥產(chǎn)生的沖擊波使礦石飛向采空區(qū)，碰到采空區(qū)內(nèi)的巖層后反彈，當采空區(qū)內(nèi)擠壓空間足夠大時，反彈的礦石與后段位爆破的礦石相撞，使得礦石塊度均勻，大塊產(chǎn)出率低，但當擠壓空間不足就會產(chǎn)生推排，擠壓空間過足時就會產(chǎn)生礦石提前貧化，回收率降低，因此，現(xiàn)場需對回采爆破后出礦車數(shù)實時跟蹤，根據(jù)爆破崩礦量以及上下分層礦石回收情況合理安排出礦車數(shù)，避免欠出與超出導致后排爆破故障的發(fā)生。同時對覆蓋層黃色砂巖提前進入礦堆后，按照出礦計劃出礦并單獨堆放，保證擠壓空間適當。

3 預(yù)防推排的措施

3.1 加強生產(chǎn)技術(shù)管理

相鄰穿脈平行退采工作，進路爆破線參差不齊，容易損壞另一側(cè)的炮孔[5]。因此同一分段的同一采區(qū)，其工作面應(yīng)盡量保持在一條整齊的回采線上，這樣可以減少回采工作面的側(cè)部廢石接觸面和炮孔損壞，有利于降低礦石損失與貧化，可以穩(wěn)定裂隙地段；同時出礦量達到計劃要求后滿足下排炮爆破的補償空間后，方可進行下排爆破作業(yè)。

3.2 提高炮孔鉆鑿質(zhì)量

嚴格按照設(shè)計施工，控制炮孔深度，防止炮孔偏斜，建立和健全炮孔驗收制度，不合格炮孔及時補孔，補孔后仍需再次進行驗收[4]。

3.3 提高裝藥質(zhì)量和爆破質(zhì)量

裝藥前必須檢查炮孔質(zhì)量，炮孔是否堵塞或者透孔，孔內(nèi)碎石是否徹底清除，以上處理完成后再進行裝藥，裝藥過程中必須連續(xù)裝藥，提高裝藥密度[5]。特別是在裂隙破碎處裝藥時，加大炮孔底部的裝藥密度，越往孔口逐漸減低裝藥密度，堵塞長度適當留深，并控制好炮孔利用率，保證炸藥能量在炮孔的上部，確保爆破效果。采用孔底起爆技術(shù)，每排炮孔分2～3個段位進行微差爆破，嚴格控制好孔口部分的裝藥量，保護好眉線，減少對后排的破壞。

3.4 加強技能培訓和責任心教育

地下回采爆破體力勞動大，爆破員的責任心、技能水平關(guān)系到爆破的效果關(guān)系，對爆破效果有較大的影響。因此日常工作要加強作業(yè)指導書的培訓和驗證，加強學習培訓，幫助爆破員提升技能。

4 結(jié)束語

在無底柱分段崩落采礦法中，回采爆破是生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須嚴格控制，才能預(yù)防推排、懸頂?shù)裙收蠁栴}的發(fā)生。保證礦源的供給，進一步提高回采率，穩(wěn)定礦石品位，降低炸藥單耗等各項技術(shù)經(jīng)濟指標。