中深孔多排爆破工藝在李樓鐵礦的應用

余良

(安徽開發礦業有限公司，安徽 六安市 237400)

1 礦山開采現狀

李樓鐵礦開采范圍內共有FeⅠ、FeⅡ1、FeⅡ、FeⅢ1、FeⅢ5 條礦體，其中FeⅠ號礦體為主礦體，占開采范圍內儲量的85.35 %，其次為FeⅡ和FeⅢ號礦體。礦床走向長3.4 km，FeⅠ號礦體平均厚度約50 m、傾角約75°，FeⅡ和FeⅢ號礦體平均厚度約12 m、傾角約75°。地質資源儲量27 624.82 萬t，平均地質品位TFe 34.29%。礦體的品位分布比較均勻，礦體內基本沒有夾層。李樓鐵礦礦體主要含水層透水性、富水性較強，水壓較高。水文地質邊界條件復雜，地表村落和農田不允許移動和陷落。

李樓鐵礦采用階段空場嗣后充填采礦法，分兩步驟回采礦房和礦柱，一步驟采場回采，嗣后全尾砂膠結充填，當充填體的強度達到或超過設計強度后，進行二步驟礦柱回采，礦柱回采原則上采用隔三采一的原則，充填體兩側禁止同時進行爆破作業。

當礦體厚度大于30 m 時采場垂直礦體走向布置，厚度小于30 m 時采場沿礦體走向布置。采場結構參數為：鑿巖分段高度25 m，階段高100 m，采場寬20 m，一步驟礦房和礦柱寬度基本一致，?400 m 分段為出礦水平，?275 m 分段為充填和回風水平，其余分段為鑿巖爆破水平。風溜井經聯絡道與各水平連通，各水平下盤沿脈巷經首采部位往南北兩翼延伸，逐步延伸風溜井，滿足安全生產要求。

李樓鐵礦采用中深孔分段鑿巖階段出礦，?400 m 水平集中出礦。采用中深孔爆破形成出礦塹溝，鑿巖設計選用Simba1354 型液壓采礦鑿巖臺車鑿上向扇形中深孔，炮孔直徑Φ76 mm，炮孔排距1.5～2 m，孔底距2.5～3.2 m，鑿巖臺車效率8 萬m/臺年，炮孔延米爆破量10 t/m，人工裝藥采用BQF-100裝藥器進行裝藥。李樓鐵礦引用了1 臺諾曼特裝藥臺車提高裝藥效率，降低井下工人的勞動強度。采用非電起爆系統雙路起爆，一次爆破1～2 排孔，回采炸藥單耗0.45 kg/t（乳化炸藥或銨油炸藥）。

采用斗容6 m3的LE1400E 型電鏟出礦，每2個礦塊采用1 臺電鏟，將采場礦石運往礦石溜井，在裝礦進路中再對塊度不合格的大塊進行二次爆破處理。

為了提高爆破效率，提高礦塊的生產能力，縮短回采時間，開展了中深孔多排爆破研究。

2 多排孔爆破實施方案

2.1 四排中深孔一次起爆方案

根據實踐經驗，采用四排中深孔一次性起爆，為保護周邊“二步采”采場的穩定性，保證爆破效果，本方案選擇“V”型掏槽爆破網絡起爆。具體分段方案見圖1，李樓采礦場部分中深孔為13～14個孔交錯布置，按照每個雷管段別控制藥量低于300 kg 的原則進行分段設計。因為現在采場基本為“二步采”采場，為保護采場兩側充填體的穩定性，前3 排采用“V”型掏槽設計，后1 排采用正常的微差起爆法起爆，同時為保證后排有足夠的爆破沖擊力推動前排，各分段設計控制藥量均接近300 kg。

圖1 四排中深孔一次起爆方案雷管分段網絡

2.2 六排中深孔一次起爆方案

六排中深孔一次起爆藥量設計最大值約7.2 t，起爆藥量較大，在本礦山尚無先例，爆破產生的地震波影響情況以實測為準，本實驗方案按照各分段藥量控制在300 kg 以內的原則設計。采用“雙V”型爆破的方案設計，后三排各分段控制藥量在接近于300 kg 的范圍，使后排有足夠能量推動前排渣堆，形成足夠的自由空間。雷管分段情況見圖2。

圖2 六排中深孔一次起爆方案雷管分段網絡

2.3 爆破振動的控制

多排孔起爆采用多段微差爆破法，每段雷管起爆單段藥量確保在300 kg 以下，以控制爆破振動對地表的影響。按照單耗0.36 kg/t 計算，四排中深孔一次性起爆最大藥量為4770 kg，每段雷管控制藥量為250～300 kg，則需雷管段別為16～20 個；六排中深孔一次性起爆最大藥量為7160 kg，每段雷管控制藥量為250～300 kg，則需要雷管段別為24～29 個（本方案以?375 m 水平中深孔為基礎進行設計，?350 m 水平中深孔較淺，藥量約為5100 kg，可以適當減段，其他水平類似）。目前炸藥庫雷管段別數為20 個，故一次性起爆六排需增加一部分雷管段別以滿足實驗要求。

3 中深孔多排爆破工藝的優點

李樓鐵礦采用中深孔多排爆破工藝，將一次性起爆的排數提高至4～6 排，相較原爆破方案，總爆破次數減少一半以上。

（1）引進了1 臺諾曼特裝藥臺車，增加了2～3 排的裝藥工作量，在李樓鐵礦已經成功應用，大約50 min 可以裝完1 排正排中孔。采用裝藥臺車當班可以完成4～6 排的裝藥工作量；

（2）采用裝藥臺車進行裝藥，有效發揮臺車的效率，降低了人員勞動強度；

（3）減少油鏟準備采場次數及油鏟出礦量，降低出礦成本；

（4）裝藥次數減少，大幅度降低裝藥時對電鏟出礦的影響時間，提高生產效率；

（5）增加起爆排數使爆破能量在炮排之間充分釋放，排與排之間形成擠壓，效果等同于擠壓爆破，減少大塊的產生；

（6）減少起爆次數，降低爆破沖擊波對井下構筑物的重復傷害，便于采場的現場管理；

（7）縮短采礦工序時間，優化回采工藝。

4 結語

中深孔多排爆破在李樓鐵礦廣泛應用，大幅度提升了礦塊的生產能力，以及裝藥臺車效率，減輕了工人的勞動強度。未來需要繼續深入研究多排爆破理論，結合實驗效果，逐步增加裝藥排數進行實驗，以實現最大規模的多排爆破的目標。