無底柱無分層分段崩落法在采礦中的應用

郭永民，伍永慧，趙宏林

（赤峰金都礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350）

1 采礦過程中存在的問題

赤峰金都礦業(yè)有限公司十地銀鉛鋅礦礦體特征多為傾斜-急傾斜薄礦脈，礦體傾角40°～85°、厚度0.8m～4m，總體走向320°，傾向230°，礦體以鉛鋅礦、銀鉛鋅礦為主，圍巖為流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r，節(jié)理發(fā)育，屬較穩(wěn)固型，個別礦體局部地段厚度達到4m～15m，礦體傾角70°～85°，屬于急傾斜中厚礦體，巖石堅固性系數(shù)f=10～12。由于礦體多為傾斜-急傾斜薄礦脈，根據(jù)礦體賦存狀態(tài)和礦巖性質(zhì)多采用無底柱淺孔留礦法采礦，但對于個別礦體局部厚度超過4m地段，在采用淺孔留礦法回采過程中暴露面積大，由于構(gòu)造多、節(jié)理裂隙發(fā)育，易發(fā)生片幫冒頂事故，現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境危險，支護工作量大，回采難度增大。

2 提出解決方案

為了解決上述難題，減少人員出入采礦場的頻次，降低采礦風險和成本，確保回采過程中的安全，公司工程技術(shù)人員結(jié)合十地礦區(qū)礦體的特征進行反復研究，決定采用分段崩落法回采，但是該采礦方法采準工程量較大，采礦成本偏高，經(jīng)過反復論證，通過改變采礦工藝來解決采礦過程中出現(xiàn)的難題，最后提出了采準工程量較少的“無底柱無分層分段崩落法”方案進行采礦實驗，實驗成功后，可在以后采礦中推廣應用。

3 實驗地點選擇

實驗地點選擇在十地礦區(qū)十線斜井1120m中段7#礦體X2702采場，該采場位于十線斜井1120m中段SE端，頂部1160m中段，階段高度40m，采場平均長度66.28m，礦體平均厚度10.2m，礦體傾角80°，回采高度37.9m，在采場中間位置（10勘探線）有一條1120m～1160m中段沿脈探礦天井可以利用，非常適合“無底柱無分層分段崩落法”采礦實驗，預計回采礦石量：76560t。

4 采準

根據(jù)X2702采場礦體的實際情況，底部結(jié)構(gòu)采用平底式結(jié)構(gòu)，在礦體上、下盤布置脈外運輸巷和出礦穿環(huán)形運輸，裝巖機裝礦，由于X2702采場在1120m中段礦體局部水平最大厚度達到14.4m，為保證底部礦石全部采出和后期爆破時有足夠的補償空間，決定將采場底部礦石全部進行切采，切采高度為2.8m，利用1120m～1160m中段沿脈探礦天井作為自由面，采用深孔將探礦天井擴幫形成切割井，將1160m中段沿脈探礦天井透點處擴幫改造成切割槽，為后續(xù)穿孔、拉槽做好準備。（見圖1）。

圖1 無底柱無分層分段崩落法采準、炮孔布置圖

5 穿孔爆破

根據(jù)礦體賦存狀態(tài)及礦巖的物理性質(zhì)，穿孔設(shè)備采用QZJ-100B型潛孔鉆機，孔徑∮=90mm，由于巖石堅固性系數(shù)f=10-12，根據(jù)經(jīng)驗公式堅硬的巖石w=（23-30）d計算選定最小抵抗線為2m(w為最小抵抗線，d為炮孔直徑)，因此平行炮孔間距、排距均設(shè)計2m；在1120m中段穿上向平行孔，孔深設(shè)計20m，在1160中段穿下向扇形孔，由于下向穿孔過深返渣困難，且后期吹孔裝藥時返水、返渣難，因此向下垂直最深孔設(shè)計17m，孔底距設(shè)計2m。為控制損失、貧化，每間隔一孔在穿到設(shè)計孔底2米時，根據(jù)穿孔時噴出的碎渣取樣化驗進行礦巖界定，圈定礦巖界限。

爆破時，下向孔采用連續(xù)不耦合裝藥和上向孔采用連續(xù)耦合裝藥兩種裝藥方式，下向孔采取人工裝卷藥（規(guī)格：∮70mm×500mm），上向孔利用裝藥器裝散裝面藥，為了防止拒爆現(xiàn)象的發(fā)生，加大爆破保險系數(shù)，爆破時孔內(nèi)加裝1根導爆索和2發(fā)毫秒導爆管（雙保險），采取孔內(nèi)微差導爆管與導爆索輔爆復式起爆法爆破。聯(lián)炮方式：導爆索雙向環(huán)形聯(lián)接；起爆順序：導爆管激發(fā)器→傳爆電纜線→導爆管雷管→主導爆索→支導爆索→孔內(nèi)導爆管雷管和輔爆導爆索→起爆。為保證爆破效果和有足夠的補償空間，采取了先爆破底部，再爆破頂部，初期一次爆破2排～3排，待補償空間足夠后可一次多爆破幾排。（見圖2）。

圖2 導爆管與導爆索輔爆復式起爆法布置圖

6 優(yōu)、缺點

（1）優(yōu)點。①采準工程量非常少，回采工藝簡單，成本低；②安全性好，減少人員出入采礦場頻次，有利于安全管理；③支護工程量大大減少，降低了采礦成本。

（2）缺點。①下向孔較深，穿孔時返渣困難，裝藥前吹孔返水困難；②向上孔深19m～20m，裝藥相對困難。

7 經(jīng)濟效益分析

采用無底柱無分層分段崩落法采礦，可以將一個階段分為兩個分段爆破回采，但不施工分層鑿巖巷道、行人順路井、順路進路和分段切割槽，該采礦方法有異于常規(guī)分段崩落法采礦，采準工程量非常少，通過在X2702采場實驗，比常規(guī)分段崩落法采礦少施工采準工程量：1590.33m3，節(jié)約資金68.25萬元，折合降低采礦成本8.9元/t。

8 結(jié)論

通過改進和創(chuàng)新，既解決了采礦安全難題，又節(jié)約了采礦成本，達到預期目的和效果，通過現(xiàn)場實驗，無底柱無分層分段崩落法采礦在我公司采礦中取得了圓滿成功，為今后開采類似礦房推廣應用提供了寶貴經(jīng)驗。