阿舍勒銅礦二步驟采場炮孔測量技術(shù)分析與應(yīng)用

汪超飛

(新疆哈巴河阿舍勒銅業(yè)股份有限公司 哈巴河 836700)

1 項(xiàng)目背景

新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司是集采、選為一體的大型礦山企業(yè)，阿舍勒銅礦礦體總體特征具有走向長度短、埋藏深、水平厚度大、儲(chǔ)量大、品位高等特點(diǎn)。設(shè)計(jì)采用地下開采，經(jīng)過十多年的開采，一期開采可采礦產(chǎn)資源量逐漸減少，目前礦山已轉(zhuǎn)入二期開采，二期工程（深部）作為一期開采的深部延續(xù)，采用大直徑深孔空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ê头侄慰請(qǐng)鏊煤蟪涮罘ㄩ_采，深部一步驟采場正在大規(guī)模開采，逐步將進(jìn)行二步驟采場開采工作。

2 研究目的與意義

2.1 目的

減少充填體采場混入率，降低礦石貧化率和損失率，提高爆破質(zhì)量，降低爆破綜合成本，建立炮孔模型數(shù)據(jù)及炮孔數(shù)據(jù)庫，為礦山生產(chǎn)提供強(qiáng)有力技術(shù)支撐。

2.2 意義

阿舍勒銅礦主要采用大直徑深孔空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法，該采礦方法底部通過YGZ-90中孔機(jī)施工中孔爆破后形成放礦漏斗，頂部通過T-150 潛孔鉆機(jī)施工大直徑深孔爆破落礦。在實(shí)際鑿巖時(shí)，由于炮孔偏斜，導(dǎo)致采場邊界不易控制，最終影響采場回采造成損失貧化。在礦山精細(xì)化采礦發(fā)展的要求下，開展炮孔測斜工作尤為重要。深部二步驟采場兩側(cè)均為一步驟采場的膠結(jié)充填體，而且與上部采場相比較，礦、圍巖條件和開采地應(yīng)力環(huán)境發(fā)生了明顯變化，開采技術(shù)條件更為復(fù)雜，為了有效控制二步驟采場開采邊界，減小爆破對(duì)采場兩側(cè)充填體的損傷，防止回采過程中出現(xiàn)充填體失穩(wěn)破壞，大面積垮塌等重大事故，有必要開展深部二步驟采場爆破參數(shù)優(yōu)化及爆破控制技術(shù)研究工作。

3 Rodded Boretrak 桿式抗磁炮孔測斜儀的探測原理

測斜儀是用來確定物體在空間中的傾斜角度與方位角度的儀器，廣泛應(yīng)用于各種工程建設(shè)與勘探中[1]。探頭中內(nèi)置的傳感器主要測量傾角與相對(duì)方位角，計(jì)算出炮孔的軌跡。

4 炮孔軌跡測量設(shè)備

Rodded Boretrak 桿式抗磁炮孔測斜儀，是英國MDL 公司設(shè)計(jì)的一款用于快速準(zhǔn)確進(jìn)行鉆孔深度、方位角和傾斜度測量的專業(yè)系統(tǒng)，在有磁性的礦山也可以正常使用。該系統(tǒng)擁有一個(gè)堅(jiān)固的探頭，其內(nèi)部包含一個(gè)雙軸傾斜傳感器和一個(gè)數(shù)字羅盤，可以計(jì)算出特定時(shí)間內(nèi)鉆孔相對(duì)于接箍位置（collar po?sition）的偏差[2]，外接連接探頭的連接桿，數(shù)據(jù)經(jīng)由藍(lán)牙無線傳至地面并由MDL CDU 記錄器記錄下來。

5 試驗(yàn)采場炮孔測量

自2019年4月至8月先后共進(jìn)行了9次測孔，完成了0m中段北1#采場具備測量條件的炮孔49個(gè)。

圖1 0m北1#采場大孔平面、正視、側(cè)視圖

圖2 0m北1#采場大孔平面圖

圖3 0m北1#采場大孔正視、側(cè)視圖

圖4 0m北1#采場大孔偏斜率統(tǒng)計(jì)圖

6 炮孔測量結(jié)果分析與應(yīng)用

6.1 0m北1#采場大孔偏斜率統(tǒng)計(jì)圖

通過圖4得出：0m北1#采場炮孔偏斜率在1.5%以內(nèi)的占51%，在2%以內(nèi)的占63%。多數(shù)炮孔在孔深22m后，偏斜率明顯增大，炮孔偏斜與孔相關(guān)。部分炮孔的孔口位置偏差也較大，炮孔開口的方位角也存在較大的偏差。

6.2 0m北1#采場布孔設(shè)計(jì)與實(shí)測

試驗(yàn)采場巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，且內(nèi)含凝灰?guī)r，工人在鑿巖開孔時(shí)，鑿巖時(shí)鉆頭很容易順著節(jié)理方向偏斜。未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)放點(diǎn)執(zhí)行，普遍存在偏差，且方位角和傾角控制不嚴(yán)謹(jǐn)。從現(xiàn)場放點(diǎn)記錄發(fā)現(xiàn)C8、2-4 和C10 鉆孔未放點(diǎn)，實(shí)測發(fā)現(xiàn)上述三個(gè)鉆孔未施工。鑿巖設(shè)備性能原因，T150 鉆機(jī)偏斜控制性能比特拉斯Simba-261鉆機(jī)差。

7 結(jié)語

（1）采用Rodded Boretrak 桿式炮孔測斜儀，精確測量了試驗(yàn)采場的大孔炮孔軌跡線，為鉆孔驗(yàn)收、質(zhì)量評(píng)價(jià)、補(bǔ)孔設(shè)計(jì)、采場裝藥結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整提供了科學(xué)依據(jù)。

（2）開展了采場邊界探測和充填體取芯工作，未能按設(shè)計(jì)取得充填體試樣（僅在北2采場采場頂部和鑿巖硐室內(nèi)取得試樣，灰砂比1:4）說明0m中段0#采場充填體強(qiáng)度較差；邊界探測結(jié)果表面，0#采場存在明顯超欠采現(xiàn)象，為補(bǔ)孔設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

a.進(jìn)一步開展采場炮孔測量工作，分析和評(píng)價(jià)炮孔偏斜規(guī)律和參數(shù)，總結(jié)炮孔偏斜原因，提高炮孔施工質(zhì)量。

b.利用炮孔測斜儀進(jìn)行采場大孔驗(yàn)收，根據(jù)測斜結(jié)果，對(duì)孔底距大于5m 區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)孔設(shè)計(jì)，動(dòng)態(tài)調(diào)整單層裝藥量，控制采場大塊率。