無切割井拉槽法在新疆阿舍勒銅礦中深孔采場的成功應用

姜福允 陶有超

(①浙江建輝礦建有限公司 哈巴河836700 ②浙江鑫旺礦建有限公司 哈巴河 836700)

1 引言

阿舍勒銅礦位于新疆北部，生產能力為6000t/d，主要的采礦方法為中孔分段空場法嗣后充填和大直徑深孔空場嗣后充填采礦法，采場底部結構采用“切割平巷+切割天井聯合拉槽法”來形成切割槽，為正排炮孔爆破提供補償空間。但隨著開采深度下降，巖石破碎的采場越來越多，施工切割天井時，幫頂極易冒落，安全隱患大；本文闡述了采用中間直孔爆破，兩側傾斜炮孔交替爆破逐步抬高的無切割井扇形中孔拉槽方法成功回采礦巖破碎的中孔采場，并將無切割井拉槽方法逐步應用到大直徑深孔采場的底部結構拉槽中，取得了較好的效果。

2 采場概況及以往經驗

破碎地段采場礦石為硫化物銅鋅礦，無水害影響，礦體上盤與凝灰巖接觸，下盤為玄武巖，較易破碎，且易變形，普氏硬度f≤8,采場鑿巖巷道采用錨網噴漿或者工字鋼支護，底部結構出礦巷道用鋼筋砼澆筑。

分段空場法采場高度50m，采幅12m，分層高度16m，用YGZ-90鉆機施工上向60mm中孔回采；大直徑深孔采場階段高度為50m,采幅12m,在采場上部鑿巖硐室內用T-150鉆機施工下向165mm大孔，孔深33m，塹溝型底部結構采用YGZ-90鉆機施工上向60mm中孔，拉底高度13m，回采時先進行中孔切割、拉底爆破，形成底部塹溝型放礦結構，之后進行上部大孔VCR法拉槽爆破，形成貫穿采場全高的切割槽，為正排炮孔側崩提供補償空間。

采場以往采用施工切割巷道和切割井施工切割槽的方法，在切割巷道內施工垂直上向炮孔，以天井為自由面逐排爆破，形成設計高度的切割槽。但隨著采場巖石變化，在掘進切割天井的過程中，因為巖石破碎而安全性很差，難以正常施工，導致采場不能順利回采；若采用天井鉆機施工切井，為滿足設備尺寸，分段巷道斷面增大，采準工程量將大大增加，不利于掘進安全，且中孔采場三個分層施工切割井，需頻繁搬運切割井鉆機，耗時耗力，降低了采礦的效率。采用一種安全、經濟的方式回采破碎采場勢在必行。

3 無切割井拉槽方案

無切割井拉槽法又稱炮孔拉槽法，特點是不施工切割天井，僅在切割巷道中施工不同角度的扇形中孔，采用微差起爆，一次或者分次爆破形成切割槽。

該方法利用施工的切割巷道作為爆破自由面，使用微差起爆，先起爆中間孔，再起爆兩側斜孔，先起爆的鉆孔形成的空間作為后續爆破的補償空間，拉槽高度交替上升，最終形成設計高度的切割槽。

3.1 拉槽炮孔布置及施工

采用YGZ-90鉆機在切割巷道內施工4-5排鉆孔60mm中孔，排間距0.75～0.8m，爆破后形成2～3m寬的切割槽；切割槽長度比采場采幅寬0.5m，為12.5m。拉槽炮孔采用楔形非對稱布置，每排20個鉆孔，角度見圖1。每排有6個直孔，深度為4～6m，由中間往兩側變淺；切割槽兩側邊界為斜孔支機點，左側斜孔傾角為69°～90°，孔深8～13m，孔底距小于1.7m；右側炮孔傾角為50°～90°，孔深12～15m，孔底距小于2m；在直孔和右側緩傾斜鉆孔之間施工12#斜孔，用于擴大直孔爆破后右側傾斜炮孔的爆破補償空間。

圖1 無井切割拉槽用于大直徑深孔采場底部結構示意圖

圖2 無井切割拉槽放大示意圖

采用不對稱方式布置斜孔，在爆破時使右側鉆孔可以有更緩的傾角，左右兩側斜孔能交叉起爆，減小爆破時的巖石夾制作用，利于形成更高的切割槽。

3.2 爆破方案

所有鉆孔一次性裝藥爆破，孔間微差間隔起爆，先起爆中間孔，再交替起爆兩側斜孔。爆破采用粉狀硝銨炸藥加粘合劑攪拌，用氣動裝藥器連續裝藥，雙雷管孔底起爆，每孔雷管處連接3m長的導爆索，以增大起爆能量，鉆孔裝藥系數為0.75。孔間每段間隔25mm，四排相同編號的鉆孔段位相同。

中間區域采用直孔施工，偏斜率很低，孔底距易于控制，更能滿足爆破要求。直孔區爆破后，形成一定高度的空場或裂隙區，后續兩側炮孔交替爆破，使空區高度、寬度逐漸上升，形成設計要求的切割槽。

4 安全措施及處理措施

在巖石較為破碎采場的切割巷道內施工中孔，頂板安全非常重要，該礦山一般采用錨噴支護，局部巖石非常破碎處采用工字鋼+超前錨桿支護，鑿巖位于穩固支護下，安全得以保證。

無切割井拉槽對于孔位、角度偏斜率、孔底距要求較高，施工前由測量技術人員將各支機點及孔位穩固設置于切割巷道頂板上，中孔鑿巖時由支機點垂線施工。底板必須清理平整，保證鉆機放平擺正，鉆孔傾角偏差控制在±1.5°以內，孔深不允許小于設計，大于設計深度不超過0.6m，否則重新穿孔。采場巖石破碎，應盡量減少待孔時間，連續施工切割中孔，施工完成后立即組織驗孔、爆破；裝藥前要認真通孔，確保裝藥深度和裝藥質量。

5 擴展應用

大直徑深孔嗣后充填采礦法是該礦一種主要采礦方法，以前采用“切割巷道+切割天井+拉槽中孔”方式形成拉底中孔切割槽，因破碎采場施工切割天井風險較大，改用無切割井拉槽模式，并逐步推廣應用于中等硬度巖石的中孔拉底切割。

我們在450m12#采場、300m14#采場、150m7#采場、150m北3#采場、0m北4#采場等采用無切割井拉槽方式爆破，在較軟巖石采場、中等硬度礦巖的采場中均能形成約13m高的切割槽，效果很好。

假如部分采場切割槽未達到設計拉底高度，可利用中孔切割區上部的165mm大孔切割鉆孔，采用大孔VCR方式將中孔槽區補充拉槽，爆破至設計高度，以滿足后排拉底中孔爆破補償空間的要求。

6 效果評價

經多次進行無切割井拉槽的爆破試驗，拉槽高度均能達到設計要求，滿足采場后續正排炮孔爆破需求。無切割井中孔拉槽與“切割巷道+切割天井+中孔拉槽”對比情況見表1。

表1

由表1可見，無切割井一次爆破拉槽方案在安全方面和工期方面占有優勢，成本方面略有降低。

7 結論

無切割天井一次拉槽解決了在不穩固礦段中施工切割天井的困難，避免了人工施工切割天井的風險，保障了中深孔采場落礦拉槽的安全性。少施工一條切割天井，節約了工期，在一定程度上降低了采礦成本，是安全、順利回采破碎采場的一種有效手段，也可使用到大直徑深孔底部拉底爆破中，有一定的推廣價值。

[1]劉殿中，楊仕春.工程爆破實用手冊[M].2版.北京：冶金工業出版社，1999.

[2]汪旭光.爆破手冊[M].北京：冶金工業出版社，2010.

[3]明世祥.無切井扇形深孔爆破自拉槽新方法［J］.金屬礦山，2010(3):20-22．