大直徑深孔嗣后充填采礦法的應用

李衛強 ，苗　丁

(河南金源黃金礦業有限責任公司，　河南 嵩縣　471401)

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大直徑深孔嗣后充填采礦法的應用

李衛強1，苗丁2

(河南金源黃金礦業有限責任公司，河南 嵩縣471401)

摘要：介紹了大直徑深孔嗣后充填法在金源公司在開采J5角礫巖體中的應用。根據礦體的性質，設置該采礦方法的結構參數，并在試驗采場進行了試驗，確定了爆破、充填、通風等參數，得到了礦塊生產能力300～500 t/d，深孔鑿巖臺數45 m/臺班，崩礦量15.9 t/m，炸藥單耗0.35 kg/t，直接采礦成本34.03元/t的技術經濟指標。

關鍵詞：充填采礦法；大直徑深孔；爆破參數

0前言

河南金源黃金礦業有限責任公司始建于1976年9月，1977年12月建成投產，經多次改擴建，現礦山采、選生產能力為3000 t/d ，實現了年采礦量155 萬t，選廠處理礦量128 萬t；主要的采礦對象為J4、J5角礫巖體，J5角礫巖體采用大直徑深孔嗣后充填法，開采范圍為340～400 m中段，分段高度60 m，礦房寬20 m，長40～50 m。

1大直徑深孔嗣后充填采礦簡介

大直徑深孔嗣后充填采礦法如圖1所示，其結構參數如下。

(1) 采場參數結構。采場垂直礦體走向布置，采場寬為20 m，長為礦體厚度，中段高度60 m，頂柱為8 m。

(2) 采準與切割。鑿巖硐室聯絡巷道和鑿巖硐室布置在采場頂部，與上中段運輸巷道之間留8 m頂柱，鑿巖硐室聯絡巷道通過斜坡道與上中段運輸巷道連通。在聯絡巷道內每隔4 m垂直礦體走向掘進鑿巖硐室，鑿巖硐室規格為4 m×3.5 m，硐室之間留2 m間柱。

2大直徑深孔嗣后充填采礦法的應用

2.1試驗采場概況

J5-340-2(1)試驗采場采用大直徑深孔一步驟回采，采場垂直礦體走向布置，寬20 m，長為礦體寬度，高60 m。340 m底部結構由出礦進路、塹溝、切割橫巷組成。上部400 m中段施工鑿巖硐室，硐室寬4～6.5 m，高4 m，采用T-150型鉆機施工下向垂直平行孔。拉底高15 m，回采高度45 m，切割天井規格2 m×2 m。

根據《金源3000 t/d可行性研究報告》，J5角礫巖體為礦區目前開采的主要含礦地質體之一，出露標高670 m，460 m中段以上基本采空。礦體厚11～85 m，長80～190 m，夾石厚4～5 m。礦體傾向350°，傾角18°～20°。礦體形態為似層狀，平均品位約2.8 g/t，主要蝕變為團塊狀黃鐵礦化，黃鐵礦含量較高，礦、巖界線不清。

本區角礫巖間內的礦體與圍巖巖性一致，礦巖邊界不清。礦體與圍巖主要由角礫和膠結物構成，角礫的膠結程度較高，膠結物主要為礦化物以及熱液沉淀物，并有不同程度的蝕變，礦巖石比較致密堅硬，穩固性較好，后期斷裂不發育，坑道掘進時，一般無需支護。

2.2鑿巖爆破

2.2.1鑿巖

采用T150深孔鉆機施工大直徑深孔，孔徑120 mm，采用正交試驗方式進行布孔，孔底距3，4，5 m，排距2，2.2，3 m。

2.2.2裝藥

炮孔每米裝藥量：q=π×r2×l×ρ裝藥密度取0.734 g/cm3，根據公式計算每米炮孔裝藥量為8.3 kg/m。裝藥之前應將炮孔上面的礦石清除，并檢查是否有積水和堵塞，如有積水和堵塞應及時處理。裝藥結構分為以下2種情況。

(1) 穿透的炮孔。先用10#鐵絲綁定炮孔堵塞頭，并放入炮孔設計位置(孔內45 m處)，然后用木條或鋼條將鐵絲固定在孔口。放入2 m長的沙子，再向孔內裝2袋炸藥，放入2發同段位導爆管雷管，再向孔內裝藥，裝藥至離孔口3 m處停止裝藥，再用沙子填滿炮孔，如圖2所示。

圖1大直徑深孔嗣后充填采礦法

圖2　與底部塹溝貫通炮孔裝藥結構

(2) 未穿透的炮孔。向孔內放入2 m長的沙子，再向孔內裝2袋炸藥，放入2發同段位導爆管雷管，裝藥至離孔口3 m處停止裝藥，再用沙子填滿炮孔。炮孔裝藥采用全孔裝藥，如圖3所示。

2.2.3回采爆破

采場爆破采用側向崩礦工藝，每次爆破一排炮孔，采用同排分段進行微差爆破。其主要工藝過程為：在采場端部布置切割橫巷和切割井，切割槽分上下兩部分分別形成，上部的大直徑回采切割槽采用平行大直徑深孔分段側向爆破形成，而下部的拉底塹溝切割槽則通過布置于切割橫巷的上向平行中深孔爆破形成，先將底部切割槽形成，之后采用中深孔進行拉底，排距1.4 m，孔底距2.1 m，采用孔底起爆，拉底完成后再進行上部大直徑深孔拉槽，之后再進行側向崩礦進行正式回采，崩落礦石采用2 m3柴油鏟運機從裝礦進路出礦，將礦石倒入礦石溜井，再進行集中運輸。回采完后進行充填。

圖3　未與底部塹溝貫通炮孔裝藥結構

2.3出礦

崩落礦石采用2 m3柴油鏟運機從裝礦進路出礦，將礦石倒入礦石溜井，再進行集中運輸。

2.4充填

采場回采完畢后，將采空區的各通道口采用混凝土墻進行封閉，并采用分級尾砂進行多次充填。每次充填高度2～3 m，待充填體養護至一定強度后進行下一次充填，直至與空區頂板接頂。

考慮到今后充填體要滿足自立并要求一定強度，因此一步驟礦房底部10 m采用1∶4灰砂比，上部采用1∶8灰砂比進行充填，二步驟礦房采用灰砂比一般為1∶15～1∶20。

2.5通風

采場利用主風流通風。風流→340 m中段巷道→出礦平巷→出礦聯絡巷→采場→上中段巷道。

2.6試驗主要技術經濟指標

根據回采數據，試驗主要技術經濟指標為：

礦塊生產能力：300～500 t/d；

深孔鑿巖臺數：5 m/臺班；

每米崩礦量：15.9 t/m；

炸藥單耗：0.35 kg/t；

采礦作業直接成本：34.03 元/t。

一步驟采場采用大直徑階段空場法開采，具有回采強度大、勞動生產率高、采礦成本低、機械強度高、勞動強度小、回采安全等優點。

3結論

通過對金源金礦J5角礫巖礦體的采礦方法研究，得出如下結論：

(1) 針對J5礦體開采，采用二步驟大直徑深孔階段空場嗣后充填采礦法有效解決了生產能力、貧損指標和采場結構尺寸的矛盾，實現了高效、安全開采。工業試驗期間，采場生產能力穩定在450 t/d，取得了很好的經濟技術指標。

(2) 采用單側出礦底部塹溝結構，滿足了采礦出礦要求，同時采用噴錨網對裝礦進路以及采用中深孔孔底起爆進行拉底，對裝礦進路起到了很好的保護作用，避免了后期深孔爆破對裝礦進路的破壞。

參考文獻：

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