分段空場法在大紅山鐵礦的優(yōu)化調(diào)整與應(yīng)用

陳 浩，孫 衛(wèi)，程傳釗，陳 平

（玉溪大紅山礦業(yè)有限公司，云南 玉溪 653100）

大紅山鐵礦I號銅礦帶淺部I1礦體780m分段采場沿礦體走向連續(xù)布置，分段出礦平巷、鑿巖平巷及出礦進(jìn)路均布置在在同一標(biāo)高。中深孔打眼采用YGZ-90鑿巖機(jī)，孔徑φ60mm，單孔深5m～35m，排距1.7m，最大孔底距1.8m～1.9m，炸藥一次單耗0.45kg/t。在780分段采場的爆破回采過程中，實(shí)際礦房回收率為81%，同時(shí)存在大塊多、塊度大及廢石混入率較大的現(xiàn)象，導(dǎo)致增大二次解塊工作量與出礦安全風(fēng)險(xiǎn)。

考慮在不改變現(xiàn)有設(shè)備并適當(dāng)提高一次炸藥單耗的前提下，對760m分段I1礦體回采的采切工程布置與鑿巖參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以減小廢石混入率、爆破大塊率及整體炸藥單耗，提高礦房回收率、生產(chǎn)效率及作業(yè)安全性。

1 地質(zhì)概況

1.1 工程地質(zhì)條件

礦體頂、底板、夾層巖性由一套火山噴發(fā)沉積變質(zhì)的變鈉質(zhì)凝灰?guī)r、石榴黑云角閃片巖、石榴黑云白云石大理巖等含鐵銅的巖石組成，該含礦地層成層產(chǎn)出，層位穩(wěn)定，火山與沉積特征明顯。下與曼崗河組第二巖性段頂部白云石大理巖，上與曼崗河組第四巖性段白云石大理巖均成過渡接觸。根據(jù)鐵礦部分開拓工程揭露的巖石情況，該地層完整性較好。巖石多屬堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬巖類，礦巖抗壓強(qiáng)度較高，穩(wěn)固性較好。

1.2 礦體特征

I號銅礦帶淺部I1礦體呈層狀似層狀產(chǎn)出，屬中厚緩傾斜礦體，呈東西走向，向南傾斜，礦體傾角5°～30°之間，厚度12m～25m，與巖層產(chǎn)狀基本一致，從走向上看呈東高西低，A41勘探線以東有尖滅現(xiàn)象。該盤區(qū)范圍內(nèi)的每條勘探線已布置鉆孔分別都揭露了礦體，在空間上探明了礦體形態(tài)，計(jì)算的開采儲(chǔ)量及可行性評價(jià)結(jié)果的可信度較高。

2 設(shè)計(jì)相鄰關(guān)系

礦塊位于大紅山I號銅礦淺部800分段與760分段間，A39～加A41勘探線間I1礦體。上部為800分段已經(jīng)回采結(jié)束，下部760m以下礦體逐漸尖滅不可采。東邊礦體逐漸尖滅，礦體向西邊有延時(shí)但礦體厚度變小，尚未建采場。

3 采礦方法優(yōu)化調(diào)整

（1）采切工程。根據(jù)礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、厚度、礦巖穩(wěn)固情況及礦巖物理機(jī)械性質(zhì)，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)條件，采用平底結(jié)構(gòu)垂直走向分段空場法作為該塊段礦體的采礦方法。將760m分段I1礦體劃分為一個(gè)盤區(qū)三個(gè)采場。采場垂直礦體走向布置（即沿勘探線方向布置），采場寬27m，長為I1礦體800m～760m間斜長（50m～90m），采場間留6m間柱。

在礦體底部垂直礦體走向布置采場底部結(jié)構(gòu)（出礦平巷、出礦進(jìn)路、安全聯(lián)道等），出礦進(jìn)路間距11m左右，出礦平巷間距33m，每條出礦平巷兩側(cè)分別布置一條拉底鑿巖平巷形成雙鑿巖，在出礦平巷與沿脈運(yùn)輸聯(lián)道交叉口設(shè)置裝車平臺(tái)，在各分層礦體下盤接觸線沿礦體走向布置下盤鑿巖平巷并垂直它布置相應(yīng)切割平巷及切割井。工作面自下盤向上盤逐步推進(jìn)，直至回采結(jié)束。

在礦體下盤接觸線上下位置垂直礦體走向布置帶坡度的鑿巖平巷，坡度接近礦體傾角（取6°），有效減少廢石混入。通過提高切割槽標(biāo)高與布置帶坡度的鑿巖平巷，與采場底部結(jié)構(gòu)自然形成出礦漏斗，爆破后礦石集中在漏斗部位，有效提高礦房回收率，增加出礦量，同時(shí)保障出礦過程中的安全，切實(shí)有效的做到安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的效果，并取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 采切工程平面布置圖

圖2 采切工程布置縱剖面圖

（2）鑿巖參數(shù)。采用YGZ90-Ⅱ型鑿巖機(jī)打向上扇形中深孔，孔徑φ60mm，單孔深5m～35m，根據(jù)采礦方法的要求，遵循由上而下的順序回采爆破。為降低回采貧化率，采取小孔徑多段毫秒微差起爆方式并在礦體上盤頂板留0.5m礦石做護(hù)頂層。主要孔網(wǎng)參數(shù)如下：

切割槽孔網(wǎng)參數(shù)：切割槽寬3.0m，每排5個(gè)孔，支機(jī)高度1.6m，W=1.1m，a=0.65m，孔深10m～15m。

正排炮孔排位分組布置，每組4排～6排，組間排距1.6m，組內(nèi)排距1.2m。最大眼底距組內(nèi)第一排眼底距1.6m～1.8m，其它排位眼底距2.0m～2.2m，相鄰兩排炮孔交錯(cuò)布置，采用小抵抗線大孔距落礦技術(shù)，爆破作用指數(shù)n=1.7～2.0，崩礦步距為4.8m～5.2m。一次炸藥單耗為0.56kg/t。

炮孔布置圖。

圖3 766Ⅲ02L2第29排/30排

（3）主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。（表1）

4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

生產(chǎn)過程中對實(shí)驗(yàn)盤區(qū)爆破參數(shù)的相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析：

（1）調(diào)整為帶坡度鑿巖平巷及提高切割槽標(biāo)高后，炮孔控制范圍內(nèi)減小了下盤廢石混入。通過設(shè)置底部結(jié)構(gòu)形成出礦漏斗，提高了礦房回收率，礦房回收率由原來的81%提高至86%。同時(shí)在出礦鏟裝過程中設(shè)備在漏斗下進(jìn)行作業(yè)，不直接進(jìn)入采場，極大的提高了作業(yè)安全性。

（2）大塊率分析。

表2

式中：

N－破大塊所用雷管總數(shù)，個(gè)；

n－破每單位大塊需雷管數(shù)，個(gè)/m3；

V－爆破巖石總體積，m3。

根據(jù)井下現(xiàn)有破碎設(shè)備要求，出礦過程中產(chǎn)生的塊度在850mm以上大塊必須鏟到指定地點(diǎn)集中進(jìn)行二次破碎，統(tǒng)計(jì)單個(gè)大塊體積約0.9m3，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際經(jīng)驗(yàn)取n=1.2個(gè)/m3。前期780m分段大塊率為14.8%，本次設(shè)計(jì)760m分段實(shí)施應(yīng)用后大塊率下降至8.68%，有效降低了大塊率。

5 結(jié)論

經(jīng)過對采場采切工程布置及爆破參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整后，并結(jié)合在生產(chǎn)過程中跟蹤記錄的礦石回收量、出礦品位、大塊數(shù)量及大塊二次破碎消耗的材料等數(shù)據(jù)綜合進(jìn)行分析，本次對分段空場法的優(yōu)化調(diào)整與應(yīng)用獲得成功。采場爆破后廢石混入率及大塊率有效降低，同時(shí)在確保安全回采出礦的前提下提高了礦房回收率及生產(chǎn)效率。

表1