利用冒落區(qū)爆破形成回采切槽工作面的技術(shù)探索

于曉鋒 張廣軍

（新疆哈巴河阿舍勒銅業(yè)股份有限公司 哈巴河 836700）

1 引言

隨著國(guó)家對(duì)綠色礦山理念的全面推廣與根植，安全作為礦山生產(chǎn)的重要抓手和紅線，積極而持續(xù)地推進(jìn)著采礦方法的改進(jìn)和更新，特別是隨著科技技術(shù)的進(jìn)步與創(chuàng)新，許多傳統(tǒng)的采礦施工工藝逐漸被取締或取代。現(xiàn)有新疆西北部某地下大型銅礦，因其礦山巖石結(jié)構(gòu)和礦體賦存條件復(fù)雜，有以中深孔分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法、大直徑深孔嗣后充填采礦法為主，并輔有下向進(jìn)路采礦法、中深孔分段分條采礦法和中深孔無(wú)底柱分段采礦法的諸多采礦方法，圍繞著諸多采礦方法，該礦在推進(jìn)新技術(shù)、探索新方法方面積極著力，且成果顯著。

2 采場(chǎng)情況

現(xiàn)有633m 水平21#采場(chǎng)位于2 號(hào)和4 號(hào)勘探線之間，礦石儲(chǔ)量19695t。其采場(chǎng)地質(zhì)條件為：礦體上盤近礦圍巖為凝灰?guī)r和條帶浸染狀黃鐵礦，下盤近礦圍巖為凝灰?guī)r和玄武巖，礦體上下盤圍巖節(jié)理、劈理均很發(fā)育、巖石穩(wěn)定性較差。根據(jù)采準(zhǔn)方案，在穿脈正常掘進(jìn)完成后，下盤靠近圍巖的礦體出現(xiàn)了沿軸向長(zhǎng)約7.9m、寬4.5m、高3.6m 左右的冒落區(qū)，增加了原回采方案的實(shí)施難度。為了確保該采場(chǎng)的順利回采，降低后續(xù)工序施工的安全風(fēng)險(xiǎn)，排除安全隱患，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，利用該空區(qū)爆破形成正排中孔所需的切槽空間和自由面成為最優(yōu)選擇。同時(shí)受上中段采場(chǎng)垮塌的影響，為避免該采場(chǎng)在回采過(guò)程中出現(xiàn)垮塌，根據(jù)回采要求，采場(chǎng)頂板預(yù)留5m巖頂。

3 方案確定

3.1 方案要求

該采場(chǎng)采用分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法進(jìn)行回采，設(shè)計(jì)采幅寬度10m，礦石厚度15.2m，除頂板預(yù)留5m巖頂外，采場(chǎng)實(shí)際采高為10.2m。因此，所采取的方案在爆破后，必須形成10m寬、10.2m高的采空區(qū)，以確保后排中深孔爆破及礦石回收率。

3.2 鑿巖方案及參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)及下盤礦體傾斜角度情況，方案確定如下：

（1）下盤距冒落區(qū)邊緣1.6m 處設(shè)鑿巖機(jī)（YGZ-90）施工機(jī)位，該機(jī)位處施工排編號(hào)為Q1和Q2，排面角分別為65°、69°的兩排中深孔。每排設(shè)計(jì)施工11個(gè)炮孔，共計(jì)施工183.2m。

（2）上盤距冒落區(qū)邊緣2.5m 處設(shè)鑿巖機(jī)施工機(jī)位，分別施工排編號(hào)為Q3、Q4、Q5、Q6、Q7 和Q8，排面角分別為65°、69°、75°、80°、85°、90°的六排中深孔。每排設(shè)計(jì)施工9 個(gè)炮孔，共計(jì)施工515.2m。根據(jù)方案，該六排中深孔孔底排面抵抗線在施工完成后控制在0.84m至1.1m內(nèi)。

（3）為確保爆破效果，Q1、Q3排中深孔孔底距控制在1.4m至1.8m內(nèi)，其余六排中深孔孔底距控制在1.6m 至2.1m 內(nèi)。如圖所示，Q1、Q3 和Q2、Q4 排中深孔在施工后會(huì)在冒落區(qū)中上部形成對(duì)稱雙三角區(qū)，三角區(qū)頂點(diǎn)距空區(qū)頂最小厚度約4.6m，同時(shí)，為降低爆破夾制作用，確保空區(qū)高度，Q2、Q4排中深孔3#至7#炮孔向上超深0.5m。

3.3 爆破方案

（1）本次爆破采用毫秒間隔分段微差爆破的方式，共分9個(gè)段別一次起爆Q1至Q8排共76個(gè)炮孔，其中起爆順序?yàn)椋篞1、Q3 排頂部的4#至8#炮孔（共10 個(gè)）作為同段最先起爆，緊接著Q2、Q4 排頂部的3#至7#炮孔（共10個(gè)）作為同段起爆，然后Q1、Q3排的3#、9#炮孔（共2 個(gè)）作為同段起爆，Q1、Q3 排的2#、10#炮孔和Q2、Q4 排的2#、8#炮孔（共4 個(gè)）作為同段起爆，Q1、Q3排的1#、11#炮孔和Q2、Q4排的1#、9#炮孔（共4 個(gè)）作為同段起爆，最后依次間隔起爆Q5、Q6、Q7、Q8排炮孔（一排一段）。

（2）本次爆破采用孔底起爆的方式，裝藥方式為線性連續(xù)耦合裝藥，總裝藥量為1497.4kg，其中最大單響藥量366.1kg。

3.4 方案質(zhì)量控制

由于此方案為技術(shù)探索性方案，為確保方案的成功實(shí)施，針對(duì)方案，從現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)、鑿巖施工、裝藥爆破的全程進(jìn)行專人負(fù)責(zé)，認(rèn)真落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底，嚴(yán)格把握施工質(zhì)量，確保了各環(huán)節(jié)的施工符合設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量要求。

4 效果及評(píng)價(jià)

作為一次采礦技術(shù)方面的實(shí)踐探索，其爆破效果達(dá)到了預(yù)期，為正排中深孔爆破成功構(gòu)造出了自由面和爆破空間，確保了采場(chǎng)礦石的正常回采。從結(jié)果看，此次探索的意義有以下幾點(diǎn)：

（1）安全性。該方案利用圍繞已冒落的空區(qū)施工中深孔，其鑿巖施工、爆破裝藥等作業(yè)全部在一支護(hù)的巷道內(nèi)，作業(yè)安全性好。同時(shí)利用有限的冒落區(qū)實(shí)施一次爆破便達(dá)到切割槽的效果，工序簡(jiǎn)單，作業(yè)循環(huán)少，方便了現(xiàn)場(chǎng)管理，且成功規(guī)避了原方案切割井和切割槽施工以及冒落區(qū)重新支護(hù)回填等作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）經(jīng)濟(jì)性。本方案，減少了工程投入，只在一定范圍內(nèi)增加了少量炮孔，達(dá)到了與施工切割天井、切割槽的同等效果和高于正常施工的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了拉槽效率，加快了生產(chǎn)準(zhǔn)備，在一定程度上，節(jié)省了生產(chǎn)資源，縮短了礦石回收周期。

（3）技術(shù)性。從方案實(shí)施的結(jié)果看，此例是一次成功的技術(shù)探索實(shí)例，為以后遇到的此類問(wèn)題積累了方案選擇和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)為進(jìn)一步探索切槽施工鋪下了基石。