高階段大直徑深孔拉槽爆破方案優(yōu)化研究

于曉鋒

（新疆哈巴河阿舍勒銅業(yè)股份有限公司 哈巴河 836700）

1 引言

大直徑深孔采礦作為一種高效的采礦方法，在大礦體的金屬礦山中被廣泛應(yīng)用，就有位于新疆西北部某地下大型銅礦，采用了以中深孔空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ê透唠A段大直徑深孔嗣后充填法為主的多種采礦方法。在大直徑深孔采礦方法應(yīng)用方面，該礦主要布置以50m階段高的礦房采場(chǎng)，并在500m至600m中段北線礦體中，布置了以50m 為階段高的百米礦房采場(chǎng)，并最終應(yīng)用成功。

作為高階段大直徑深孔采礦法，為達(dá)到順利回采礦石的目的，首先要絕對(duì)確保大孔拉槽的成功。目前其切槽均通過VCR 爆破（多次循環(huán)）形成，因是多次循環(huán)爆破，其對(duì)生產(chǎn)準(zhǔn)備、作業(yè)強(qiáng)度、循環(huán)次數(shù)和生產(chǎn)成本均有較大影響，所以，試驗(yàn)總結(jié)出最優(yōu)方案是非常必要的。

2 高階段大直徑深孔采礦法的采場(chǎng)布置和回采工藝

2.1 大直徑深孔采場(chǎng)的布置和鑿巖

根據(jù)礦體圍巖情況，該礦高階段大直徑深孔采場(chǎng)布置在450m水平以下的主礦體和600m以下的北線礦體，其采場(chǎng)采幅寬度均為12m，礦房高度分為50m和100m兩種，其中100m礦房以50m為階段高進(jìn)行分段鑿巖、分段回采。采場(chǎng)鑿巖，分底部中深孔和頂部大直徑深孔，其中底部中深孔回采高度為12m（圖一所示），剩余厚度的礦體均為大直徑深孔。大直徑深孔鑿巖部分又分槽區(qū)大孔硐室鑿巖（圖二所示）和正常排大孔硐室鑿巖，其中槽區(qū)硐室設(shè)計(jì)鑿巖大孔數(shù)一般是正常排硐室大孔數(shù)的兩倍以上。

2.2 大直徑深孔采場(chǎng)的回采工藝

采場(chǎng)回采時(shí)，先行爆破回采底部中深孔，待中深孔爆破完畢形成回采空區(qū)后，再行施工頂部大直徑深孔。施工完本階段（百米礦房采場(chǎng)下階段）全部大孔后，即時(shí)進(jìn)行大孔爆破準(zhǔn)備工作。第一步就是在槽區(qū)硐室通過VCR 多循環(huán)爆破形成切割槽，最后依序分次完成硐室大孔的爆破。

3 高階段大直徑深孔采場(chǎng)的大孔拉槽方案

為確保整個(gè)采場(chǎng)回采順利，大直徑深孔拉槽爆破是整個(gè)回采環(huán)節(jié)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。在該礦，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多次實(shí)踐，就幾種拉槽方案做以下比較說(shuō)明。

3.1 方案一

500-1301#采場(chǎng)（百米礦房采場(chǎng)）。該采場(chǎng)大孔拉槽采用整體爆破的方案，即每次爆破時(shí)，槽區(qū)所有大孔均裝藥，每次裝藥爆破1.5m 至1.8m 左右，經(jīng)多次爆破循環(huán)，直至剩余巖體厚度7m 左右時(shí)，一次性裝藥爆破，最后破頂形成切割槽。

該方案在實(shí)際操作中容易出現(xiàn)石塊卡塞大孔的現(xiàn)象，造成卡塞位置以下的孔深不能被有效利用，同時(shí)堵孔、裝藥、封口等作業(yè)量大，容易使作業(yè)人員疲勞，進(jìn)而出現(xiàn)工序作業(yè)質(zhì)量問題，同時(shí)也不利于成本控制，且該方案在最后破頂貫通時(shí)，存在較大不能順利貫通的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 方案二

500-1302#采場(chǎng)（百米礦房采場(chǎng)），該采場(chǎng)大孔拉槽采用先整體爆破，至有效孔深剩約15m左右時(shí)，停止對(duì)槽區(qū)2/3 大孔的爆破，只對(duì)槽區(qū)靠采幅邊1/3 的大孔進(jìn)行爆破，直至拉通形成切割天井，最后再以切割天井為自由面對(duì)剩余2/3 槽區(qū)大孔進(jìn)行一次性間隔裝藥爆破。

該方案相較于方案一，破頂成功率高，同時(shí)在一定程度上節(jié)約了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，并在后期降低了作業(yè)強(qiáng)度，同時(shí)該方案依然存在石塊卡塞大孔的現(xiàn)象，前期的爆破作業(yè)強(qiáng)度依然未改變。

3.3 方案三

500-1501#采場(chǎng)（百米礦房采場(chǎng)），該采場(chǎng)大孔拉槽借鑒中深孔回采工藝，先以1/3 槽區(qū)作為天井區(qū)，直接對(duì)天井區(qū)大孔進(jìn)行VCR爆破，考慮隨著天井高度的提高，夾制作用會(huì)影響到天井爆破，待天井高度達(dá)到20m左右時(shí)，對(duì)臨天井的1/3槽區(qū)大孔進(jìn)行一次爆破，有效爆破高度控制在15m 左右。此次爆破采用耦合間隔裝藥，待爆破完畢后，繼續(xù)對(duì)天井區(qū)大孔進(jìn)行爆破，直至天井破巖貫通，最后，對(duì)剩余2/3槽區(qū)大孔進(jìn)行一次爆破，爆破方式依然是耦合間隔裝藥。

該方案相較于前兩種，優(yōu)化效果明顯，首先降低了單次作業(yè)強(qiáng)度，同時(shí)增加了對(duì)非爆區(qū)大孔的保護(hù)，降低了堵孔的風(fēng)險(xiǎn)，并有效的控制了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，更加便于爆破質(zhì)量的控制。

4 方案比較

經(jīng)過實(shí)踐，針對(duì)大孔拉槽方案的逐步優(yōu)化，經(jīng)對(duì)比確認(rèn)，優(yōu)化后的方案在安全性、經(jīng)濟(jì)性和可操作性上更具優(yōu)勢(shì)，同時(shí)拉槽可靠性也更高，如表1。

表1

從對(duì)比結(jié)果看，方案優(yōu)化的意義有以下幾點(diǎn)：

（1）安全性。雖然方案一至爆破貫通，均沒有暴露的空區(qū)，但隨著爆破次數(shù)的疊加，槽區(qū)整體巖體厚度在減小，在最后一次裝藥作業(yè)時(shí)，其槽區(qū)巖體厚度僅7m 左右，對(duì)比方案二和方案三，均是先確保拉通天井后再組織槽區(qū)最后剩余大孔的爆破，雖然存在天井的空區(qū)，但整體上作業(yè)安全是可控的，且槽區(qū)剩余孔較深，巖體較厚。

（2）經(jīng)濟(jì)性。通過對(duì)比，各方案的經(jīng)濟(jì)性明顯，特別是方案三優(yōu)于方案一，同是確保槽區(qū)正常貫通的情況下，可節(jié)約成本4 萬(wàn)元左右，同時(shí)每次的勞動(dòng)作業(yè)時(shí)間也遠(yuǎn)低于方案一和方案二，雖然方案三的爆破次數(shù)最多，但單次作業(yè)強(qiáng)度最低，可防止作業(yè)人員過疲勞，影響裝藥質(zhì)量，進(jìn)而影響爆破效果。

（3）技術(shù)性，從各方案實(shí)施的結(jié)果看，方案二和方案三的拉槽可靠性最高，成功率最高，同時(shí)方案三的可操作性最強(qiáng)。