周祥云,韋方景,孟中華
(1.華錫集團(tuán)銅坑礦, 廣西南丹縣 547207;2.長(zhǎng)沙礦山研究院, 湖南長(zhǎng)沙 410012)
集束狀深孔爆破技術(shù)在銅坑礦的推廣與應(yīng)用
周祥云1,韋方景1,孟中華2
(1.華錫集團(tuán)銅坑礦, 廣西南丹縣 547207;2.長(zhǎng)沙礦山研究院, 湖南長(zhǎng)沙 410012)
銅坑礦大規(guī)模開(kāi)采細(xì)脈帶、91#礦體、92#礦體的過(guò)程中,留下了大量盤(pán)區(qū)礦柱、間柱。為安全、高效回收這些礦石資源,采用了集束狀孔爆破技術(shù),實(shí)現(xiàn)了高分層水平大量連續(xù)落礦及整體區(qū)域崩落采礦。該爆破技術(shù)在銅坑礦采空區(qū)治理、階段大量連續(xù)開(kāi)采等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
束狀深孔;爆破參數(shù);爆破效果;礦柱回采
銅坑礦自開(kāi)采92#礦體以來(lái),在92#礦體中留下了大量的盤(pán)區(qū)礦柱、采空區(qū),其中盤(pán)區(qū)礦柱占了92#礦體60%以上的礦石資源,這些盤(pán)區(qū)礦柱的兩側(cè)為礦房回采后留下的大量采空區(qū)。大部分92#礦體采空區(qū)采用掘進(jìn)廢石或空區(qū)頂板垮塌的廢石充填。但隨著92#礦體不斷的大規(guī)模開(kāi)采,造成頂部、周邊圍巖移動(dòng),給92#礦體的盤(pán)區(qū)礦柱群的回采帶來(lái)了極大的困難。銅坑礦將細(xì)脈帶成功使用的集束狀大深孔爆破技術(shù)推廣應(yīng)用于92#礦體盤(pán)區(qū)礦柱的回采,根據(jù)礦山回采步驟,首先進(jìn)行了92#礦體盤(pán)區(qū)礦柱群的A區(qū)的回采。
92#礦體盤(pán)區(qū)礦柱的A區(qū)(見(jiàn)圖1)的礦體高為70 m,頂部在455 m中段,底部在386 m中段,東西向長(zhǎng)為100 m,南北向?qū)挒?0 m,北面為91#礦體、92#礦體的采場(chǎng)垮落區(qū),已被垮落的圍巖與細(xì)脈帶垮落的巖石、火燒灰充填。

圖1 A區(qū)范圍
A區(qū)鑿巖硐室布置于430 m水平,在該水平鑿下向Φ165 mm大直徑束狀深孔,并布置上向Φ110 mm中深孔(崩落頂部礦體)。在455 m水平布置斜向孔輔助崩落A區(qū)的頂板礦體。
為了提高礦石回收率,首先回采中間部分礦石,并為下一步回采創(chuàng)造一定的大藥量爆破采礦的補(bǔ)償自由面,形成必要的補(bǔ)償空間,在405 m水平對(duì)應(yīng)位置布置4#受礦塹溝,在386 m水平對(duì)應(yīng)位置布置3#受礦塹溝,并布置相應(yīng)的聯(lián)道和出礦巷道。
根據(jù)430 m水平92#礦體礦柱群A區(qū)的爆破條件,采用集束孔與邊孔單孔、雙孔的布孔設(shè)計(jì)。集束孔由間距為0.825 m的垂直平行孔組成,每束孔4~6個(gè)炮孔,貫通鑿巖硐室頂板和拉底層頂板之間。于430 m水平鑿下向Φ165 mm大直徑束狀深孔,設(shè)計(jì)炮孔深度約44 m。側(cè)幫邊孔為雙密集孔、單孔布置。其中下向垂直深孔按布孔設(shè)計(jì)定位誤差不大于50 cm,偏斜率控制在1% ~2%。
430 m水平92#礦體礦柱群A區(qū)采場(chǎng)共布置集束孔10束,孔數(shù)42個(gè);邊孔4組,孔數(shù)13個(gè)。Φ165 mm大孔孔深總計(jì)1036.6 m(見(jiàn)圖2)。Φ165 mm大孔布孔范圍的礦石量33640 t,每米孔崩礦量31.4 t。

圖2 430 m水平下向炮孔(Φ165 mm大孔)布置
在A1區(qū)3#束孔鑿巖道、3#、9#束孔硐室打上向Φ110 mm深孔放頂,孔深總計(jì)2089.18 m,控礦32940 t,每米孔崩礦量 15.77 t,見(jiàn)圖3。

圖3 430 m水平上向炮孔布置
由于A2區(qū)455 m以上為垮落體,在455 m水平92#礦體礦柱群鑿Φ110 mm斜孔崩落A2區(qū)頂板。孔深總計(jì)341.2 m,控礦量7284 t,每米孔崩礦量21.35 t,見(jiàn)圖4。

圖4 455 m水平下向炮孔布置
共計(jì)用導(dǎo)爆管2120 m,導(dǎo)爆索7371 m,雷管424發(fā),炸藥 27.86 t。崩落礦量7.4 萬(wàn) t,平均炸藥單耗0.37 kg/t。
第一步回采A2區(qū)域,為下一步回采創(chuàng)造一定的爆破條件;第二步回采A1區(qū)域,進(jìn)行整體連續(xù)崩落,大量放礦,減小貧化損失。
爆破起爆順序是:首先起爆采場(chǎng)中部束狀深孔,然后起爆采場(chǎng)兩側(cè)及兩端深孔,最后崩落頂板。束孔內(nèi)各孔同時(shí)起爆。束孔、邊孔間采用孔口微差起爆,微差起爆間隔為1段。孔內(nèi)采用雙導(dǎo)爆索起爆,主起爆網(wǎng)絡(luò)采用導(dǎo)爆索雙回路環(huán)形起爆系統(tǒng)。最大同段藥量 3.52 t。
束孔采用連續(xù)柱狀耦合裝藥,雙導(dǎo)爆索孔內(nèi)全長(zhǎng)起爆、孔口微差起爆系統(tǒng)。堵孔前,清水沖洗炮孔,清除炮孔壁的巖粉。然后用水泥塞堵孔。下充填段的上部4 m和上充填段下部的3 m應(yīng)采用細(xì)河沙充填。其余部分可用細(xì)河沙或鉆屑充填。炮孔上下充填堵塞長(zhǎng)度4.0 m,如圖5所示。

圖5 束狀孔裝藥結(jié)構(gòu)
中深孔采用銨油混合炸藥。每個(gè)孔均采用連續(xù)柱狀耦合裝藥。采用導(dǎo)爆索孔內(nèi)全長(zhǎng)起爆、分區(qū)微差起爆系統(tǒng)。
起爆網(wǎng)絡(luò)分430 m水平與455 m水平2個(gè)部分,在455 m水平打1個(gè)大孔通到430 m水平,以便把2個(gè)起爆部分聯(lián)系起來(lái)。
(1)由于集束孔向北相鄰采場(chǎng)擠壓爆破,向南采場(chǎng)中部空區(qū)不完全擠壓爆破,鑿巖硐室布置成巷道式,鑿巖工作相對(duì)比較集中,鑿巖效率高。
(2)采用集束孔布置,抵抗線(xiàn)較大,比相同孔數(shù)的單孔擔(dān)負(fù)的體積大,其每米孔崩礦量較大。
(3)由于集束孔能有效地利用爆破能量,在擠壓爆破時(shí)可以改善破碎質(zhì)量,在不提高炸藥消耗的條件下,可以實(shí)現(xiàn)更好的破碎效果(大塊率低)和較高的崩礦效率。
(4)92#礦體礦柱群A區(qū)集束狀深孔爆破后,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和出礦標(biāo)定,該次爆破效果良好,塊度比較適中。
[1] 楊承祥,羅周全,等.束狀孔爆破新技術(shù)在深井高應(yīng)力礦床的應(yīng)用[J].中國(guó)礦業(yè),2006,15(11):66 -70.
[2] 孫忠銘,張友寶,陳 何,等.束狀孔等效直徑當(dāng)量球形藥包大量落礦技術(shù)[A].采礦科學(xué)技術(shù)前沿論壇論文集[C].長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社,2006,11:56 -58.
[3] 孫忠銘,張友寶,陳 何,等.銅坑礦火區(qū)下不規(guī)則礦柱群集束孔大參數(shù)整體崩落[J].有色金屬(礦山部分),2007,(4).
2010-12-23)
周祥云(1974-),男,廣西桂林人,工程師,主要從事礦山開(kāi)采設(shè)計(jì)、爆破技術(shù)及安全管理工作,Email:dctkzxy@163.com。