白象山鐵礦小分段空場嗣后充填開采中深孔爆破工藝的應用

2018-04-12 08:31:16陳五九

現代礦業 2018年3期

陳五九

(安徽馬鋼張莊礦業公司)

白象山鐵礦是馬鋼姑山礦區內的一個大型礦床，總儲量達到1.5億t，主礦體賦存于閃長巖與砂頁巖的接觸帶部位，其形態主要受礦區背斜構造控制，呈平緩拱形[1-2]。礦體走向長1 780 m，總體以13°左右呈波狀向北傾伏，礦體賦存標高為-200～-600 m，平均厚34.41 m，最大厚度可達 121.72 m[3-6]。礦區水文地質條件復雜，屬于典型的大(富)水礦山，因此主要采用上向進路充填法開采[7]。為提高生產效率，對于穩固性較好、涌水量較小的地段試驗采用小分段空場嗣后充填法生產，對爆破質量提出了較高要求。

1　小分段空場嗣后充填法原理

采用小分段空場嗣后充填法開采[8-10]時，礦房寬6 m，高12 m，可以分2個步驟開采。首先對鑿巖巷道首采礦房上部高度為3.5 m的預控頂進行錨噴支護，形成頂部空間，為進一步向下開采形成安全可靠的頂部結構和作業空間，也可以為礦房爆破提供自由面；然后在該空間內打下向中深孔，開采高度為8.5 m，寬度為6 m的礦房，鏟運機在底部出礦巷道出礦，開采完畢后對該礦房整體進行充填，而后繼續開采下一個礦房。

2　切割槽爆破工藝

在井下小分段空場嗣后充填開采爆破作業中最為重要的是切割槽的形成，一般在采場端部開鑿切割槽，切割槽厚度為2.5 m，高度為8 m，寬度為 6 m。若采用以切割天井為自由面的一次中深孔拉槽工藝，將增加采切工程，故本研究設計一種類似于巷道掘進爆破的拉槽方法，經過多次試驗總結出的爆破參數見表1。

表1　切割槽爆破參數

注：導爆索97 m、φ32 mm，藥卷38.2 kg，銨油炸藥123.5 kg，炸藥單耗0.72 kg/t。

使用鑿巖臺車在預控頂空間內打下向炮孔，炮孔布置方式如圖1所示。孔徑均為70 mm，共31個炮孔，其中14個光爆孔a，5個掏槽孔b、c，4個空孔d，4個輔助孔e，4個主爆孔f，光爆孔口距邊幫0.3 m，且在同一平面內，外傾87°。爆破裝藥結構如圖2所示，光爆孔裝藥總長4.5 m，每米裝2只φ32 mm藥卷，全孔裝藥9只，使用導爆索將每只藥卷串聯。其他炮孔(空孔除外)孔深4 m，分別在距孔口2，3 m 處安放1只由導爆管雷管與藥卷組成的起爆藥包，在孔底安放3只藥卷，其余空間填滿銨油炸藥，孔口堵塞長度為1 m。采用毫秒微差起爆，起爆順序為掏槽孔b(一段)、掏槽孔c(三段)、輔助孔e(五段)、主爆孔f(七段)、光爆孔a(九段)，1段雷管2發，起爆網絡如圖3所示。

圖1　切割槽炮孔布置示意(單位：m)

3　采場中深孔爆破參數設計

由于小分段空場采場規格限制，孔距方向僅有6 m寬，鑿巖臺車鉆鑿的炮孔直徑為70 mm時，每排布置3個炮孔較為適宜，同時為確保兩幫礦體的完整性，并為二步回采提供良好的爆破條件，在靠近兩幫位置各布置1排預裂孔(外傾88°，前傾87°)，預裂孔距采場邊界0.3 m，距主爆孔0.7 m，預裂孔間距為0.8 m，故主爆孔的孔距為2 m(前傾87°)，排距取1.8 m(圖4、表2)。