中深孔爆破回采礦柱在湯丹銅礦的實(shí)踐

王邦敏

（云南金沙礦業(yè)股份有限公司湯丹公司，云南 昆明 654102）

湯丹礦始建于1958年，是一個(gè)中大型銅礦，目前生產(chǎn)規(guī)模為80萬(wàn)噸／年，建礦初期采用露天開采，1989年轉(zhuǎn)入地下開采。采用平硐開拓方式，由于礦體形態(tài)復(fù)雜，空間變化較大，以往經(jīng)工藝濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等原因，一直采用淺孔留礦法進(jìn)行回采，資源回采率低，留下大量礦柱資源且采空區(qū)得不到處理。

現(xiàn)采用中深孔爆破回采礦柱，崩落上盤圍巖充填采空區(qū)。經(jīng)過(guò)湯丹銅礦多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，此方法適合該礦開采技術(shù)條件。

1 礦床地質(zhì)簡(jiǎn)述

湯丹銅礦位于南北向的小江斷層和東西向的寶九斷層交匯處的西北側(cè)，黃草嶺向斜的南翼。區(qū)內(nèi)出露的與礦床有關(guān)的地層為元古界昆陽(yáng)群（Ptkn），由上到下的順序?yàn)椋汉谏浇M（Pt2kn2h）、落雪組(Pt2kn2l)、因民組（Pt2kn2y）、望廠組（Pt2kn2w）。多年的生產(chǎn)探礦中揭露，湯丹銅礦床主要有1、2、3、4號(hào)礦體群組成，礦體形態(tài)主要為似層狀、透鏡狀和少數(shù)裂隙礦組成。1、2、3號(hào)礦體全主要賦存于落雪組一段和二段中，從下到上可分為1、2號(hào)礦體群，3號(hào)礦體群則由若干零星小礦體組成，4號(hào)礦體則賦存于黑山組底部。其規(guī)模形態(tài)為：礦體沿走向分枝、復(fù)合、膨縮現(xiàn)象，厚度以中部最厚，向東西兩側(cè)逐漸變薄，礦體形空間變化較大且聯(lián)系性差。礦體走向北東，傾向北西，傾角60°～90°，平均傾角75°左右，屬急傾斜礦體。礦物組成簡(jiǎn)單，主要為氧化銅、硫化銅礦物為主，主要為孔雀石、斑銅、黃銅含少量輝銅。區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，礦床東面有北北西向深溝斷層和趙家丫口斷層，西北面有水泄溝斷層，南面有湯丹逆斷層。

2 采場(chǎng)布置

本文以生產(chǎn)1中段西部礦段為例，西部礦段共布置了9個(gè)采場(chǎng)，礦房長(zhǎng)度即為礦體厚度平均為28m，礦房平均寬15m，目前礦房已全部回采結(jié)束。礦架由西向東已回采至3采與4采間柱，礦房為垂直礦體布置，間柱平均長(zhǎng)為28m，厚度為17m，高度為51m。

3 工程布置及施工順序

在打眼及爆破前，西3、4采礦房出礦水平不得低于礦房全高三分之一，以保證鑿巖過(guò)程施工安全，也不得高于礦房全高的二分之一，以保障爆破有足夠的自由空間，一般在施工中直接借助布置于間柱上的分層聯(lián)道進(jìn)行擴(kuò)刷作為打眼硐室，擴(kuò)刷尺寸寬乘高為3m＊3m。間柱底部在回采礦房期間已施工了相對(duì)應(yīng)的電耙道工程，在打眼即將結(jié)束前需要對(duì)間柱底部進(jìn)行拉底，形成底部的補(bǔ)償空間，同時(shí)也是為后期出礦作準(zhǔn)備。

在間柱上下盤分別布置了回采礦房用的人行通風(fēng)天井兩條，垂直礦房的聯(lián)道3條，本次爆破范圍為3采-4采間柱和上中段對(duì)應(yīng)采場(chǎng)底柱。但是本次設(shè)計(jì)下盤間柱未形成聯(lián)道及人行井工程，出于打眼設(shè)備的限制，需要分別在1-3分層間柱中間垂直礦房補(bǔ)充打眼硐室各一個(gè)。尺寸為長(zhǎng)12m、寬3m、高3m，兩端留有2m＊2m規(guī)格聯(lián)道與采空區(qū)聯(lián)通，作為通風(fēng)使用。

4 鑿巖爆破參數(shù)

深孔設(shè)備選取常見(jiàn)的YG-90型鑿巖機(jī)，孔徑為72mm。本次深孔打眼硐室3個(gè)；其中：1#硐室布置垂直扇形孔6排，束狀8排，孔數(shù)181個(gè)，炮孔長(zhǎng)2537.1m，如圖1所示；2#硐室垂直扇形孔7排，束狀1排，孔數(shù)151個(gè)，炮孔長(zhǎng)2455.7m；3#硐室垂直扇形孔6排，束狀8排，孔數(shù)172個(gè)，炮孔長(zhǎng)1994.2m。

總孔深6987m，裝藥長(zhǎng)度3698m，眼口2916.9m，眼底填塞20.5m，廢眼351.6m。爆破指向東西兩面3、4采空區(qū)為自由面進(jìn)行爆破，排距2m～2.5m，孔底距2m～2.5m；最小抵抗線3m。

圖1 1#打眼硐室平面圖

爆破采用導(dǎo)爆索與導(dǎo)爆管孔內(nèi)微差分段的聯(lián)合起爆網(wǎng)路，采用一次起爆分段爆破的方式。Ⅰ響起爆的眼孔采用導(dǎo)爆索直接起爆，各炮孔間導(dǎo)爆索以扭結(jié)方式相聯(lián)結(jié)后并入主線；Ⅱ響起爆的眼孔除在孔內(nèi)裝導(dǎo)爆索外，還在孔內(nèi)裝入帶Ⅱ段毫秒管的起爆藥包，各炮孔間的導(dǎo)爆索以“T”型結(jié)聯(lián)接，Ⅱ段毫秒管腳線采用導(dǎo)爆索以雙壞扣聯(lián)結(jié)后并入主線。

主線采用雙股導(dǎo)爆索順時(shí)針?lè)较蚺そY(jié)而成，起爆網(wǎng)路主線聯(lián)結(jié)各個(gè)硐室支線后，連接起爆母線通過(guò)生產(chǎn)1中段西部大巷拉至西沿道岔往東50米處的起爆地點(diǎn)。

爆破的炮孔布置方式采取垂直扇形深孔布置。爆破采用裝藥器裝藥，裝藥密度為8.0kg/m，要求在裝藥現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行篩藥，返粉及時(shí)回收利用。裝藥時(shí)各眼孔導(dǎo)爆索隨輸藥管送入眼底，Ⅰ響爆破眼孔孔口導(dǎo)爆索長(zhǎng)度留2m；Ⅱ響爆破眼孔導(dǎo)爆索留2m，并用直徑90mm的深孔筒藥加工成起爆藥包，以底藥、起爆藥、蓋藥的順序裝入孔內(nèi)，孔口用炮泥充填；在裝藥前，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)必須按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行標(biāo)定，包括硐室名稱、排號(hào)、孔號(hào)、運(yùn)藥線路、起爆地點(diǎn)等。所有炮孔必須重新清理核實(shí)，并制作裝藥圖表帶到現(xiàn)場(chǎng)，嚴(yán)格按裝藥圖表控制裝藥，以防止裝藥不足或浪費(fèi)，所有粉狀炸藥采用篩子篩過(guò)，篩藥過(guò)程必須用木爬子，嚴(yán)禁用鐵鏟、鐵棍篩藥和敲打結(jié)塊的炸藥。

裝藥時(shí)，輸藥管的抽出速度要均勻，控制在0.5m/s，確保裝藥密度。裝起爆筒藥充填時(shí)，應(yīng)拉緊導(dǎo)爆索和傳爆管腳線，以免損傷導(dǎo)爆索和傳爆管；一響爆破炮孔的導(dǎo)爆索采用扭結(jié)的方式連接，將所有的導(dǎo)爆索按順時(shí)針?lè)较?，扭結(jié)成束狀與主線相連接，二響為復(fù)式起爆網(wǎng)路，各孔間導(dǎo)爆索采用“T”型聯(lián)接，并盡量貼近巖壁，分段雷管的腳線采用導(dǎo)爆索以雙環(huán)扣連結(jié)后并入主線。每束不能超過(guò)40根，搭接長(zhǎng)度不能小于1.5m，各支線與主線相連時(shí)，其傳爆方向夾角應(yīng)大于90°，主線與支線之間的搭接長(zhǎng)度不得小于1.5m，在施工過(guò)程中，導(dǎo)爆索不能打折，導(dǎo)爆索必須采用鋒利的刀具切割，嚴(yán)禁用鈍器或石塊切割；加工起爆藥包時(shí)，應(yīng)用木質(zhì)或竹質(zhì)錐子，在炸藥卷（包）中心扎一個(gè)雷管大小的孔。孔深應(yīng)能將雷管全部插入，不得露出藥卷。

5 爆破效果

設(shè)計(jì)礦塊地質(zhì)儲(chǔ)量74062t，平均品位0.93，金屬量688.78t；可采礦量69728t，平均品位0.93，金屬量648.47t，采下廢石量1870t，損失礦量4334t，設(shè)計(jì)損失率5.9%，貧化率5.6%。實(shí)際出礦量為70136t，出礦品位0.92，金屬量645.25t，實(shí)際損失率5.3%，實(shí)際貧化率為6%，分析原因?yàn)榇蜓哿看螅缆渖媳P圍巖時(shí)上中段底柱未回收完部分被崩落下，導(dǎo)致實(shí)際出礦量大于設(shè)計(jì)出礦量。崩落礦石大塊最大為1m＊1.6m，大塊率較小，二次破碎量比較小。每米炮孔實(shí)際崩礦量10.04t，炸藥單耗為0.4kg/t。采用中深孔回采礦柱增加機(jī)械化作業(yè)，增強(qiáng)了勞動(dòng)效率，投資少見(jiàn)效快等效果。同時(shí)增大了礦塊回采率，除預(yù)留保安礦柱外，回收完頂壁柱，整個(gè)礦塊回收率可達(dá)到80%以上同時(shí)還能崩落上盤圍巖處理采空區(qū)。

6 結(jié)語(yǔ)

湯丹銅礦使用此方法回采礦柱，同時(shí)崩落圍巖處理采空區(qū)的方法已在多個(gè)礦段得以實(shí)踐?？傮w來(lái)說(shuō)工藝簡(jiǎn)單，易于操作，采切工程量較小，施工工期較短，礦塊回采率較高，礦塊結(jié)構(gòu)及回采工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)管理方便，可在類似礦山提供相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

總之采礦方法的改進(jìn)創(chuàng)造的直接、間接經(jīng)濟(jì)效益可觀。在未來(lái)的生產(chǎn)過(guò)程中我們也會(huì)不斷探索，優(yōu)化設(shè)計(jì)，改進(jìn)工藝，增強(qiáng)效益，讓知識(shí)服務(wù)于生產(chǎn)。