草樓鐵礦深部采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化

王 昭

（中國華冶科工集團(tuán)有限公司安徽杜達(dá)分公司）

草樓鐵礦采用下向分期開拓回采方式，深部礦體賦存條件較好，屬于極厚礦體，傾角為50°，普氏系數(shù)為10～12，裂隙發(fā)育中等，巖體穩(wěn)固性較好。采礦設(shè)計(jì)較前期工程進(jìn)行了調(diào)整，礦房回采寬度由15 m增加到18 m，回采高度由60 m增加到120 m，采用垂直大直徑深孔采礦方法。深部礦體巖性較前期工程發(fā)生改變，且礦房參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，使用原采礦參數(shù)時(shí)，回采礦石塊度不均勻，采場時(shí)常發(fā)生片幫現(xiàn)象，并且由于鑿巖硐室點(diǎn)柱位于硐室中心，兩側(cè)孔間距較大，需要布置多個(gè)斜孔，不利于穿孔作業(yè)和采礦。因此，需要對深部鑿巖硐室點(diǎn)柱和采礦參數(shù)進(jìn)行調(diào)整［1-6］。

1 爆破參數(shù)優(yōu)化

1.1 總體方案

草樓鐵礦深部礦房高度為120 m，寬度為18 m，頂部為深孔鑿巖硐室，內(nèi)部均勻布置點(diǎn)柱。計(jì)劃通過現(xiàn)場試驗(yàn)來優(yōu)選最優(yōu)爆破參數(shù)。本次試驗(yàn)以一期采礦參數(shù)為基礎(chǔ)，原深孔排距為2.8 m，孔間距為3 m，重新優(yōu)化邊孔孔距和深孔排距，根據(jù)爆破效果，確定新的爆破參數(shù)。

1.2 硐室參數(shù)優(yōu)化

因鑿巖硐室較為寬大，內(nèi)部需要預(yù)留點(diǎn)柱，點(diǎn)柱寬度為2.5 m，連續(xù)間隔布置。原點(diǎn)柱布置在鑿巖硐室中部，硐室兩側(cè)距離為7.75 m，每排深孔布置難度大，孔間距不均等，輔助孔較多。因此將點(diǎn)柱偏中布置，點(diǎn)柱中心距一側(cè)邊幫7.75 m，將兩側(cè)硐室分割為6.5和9 m，可以均勻布置深孔。

1.3 孔間距調(diào)整

根據(jù)鑿巖硐室及其點(diǎn)柱位置，將深孔均勻布置，正常深孔間距為3 m，邊孔孔距優(yōu)化為2.5 m，將原邊孔傾斜孔優(yōu)化為垂直深孔，并且為防止片幫，在邊孔相鄰排中間施工預(yù)裂空孔，空孔直徑與正?？滓恢?。點(diǎn)柱位置孔距為3.5 m，相鄰排距間交叉增設(shè)輔助深孔，降低爆破大塊率。

1.4 深孔排距試驗(yàn)

1.4.1 試驗(yàn)思路

原深孔排距為2.8 m，爆破后塊度均勻、偏小，炸藥單耗較高。深孔排距優(yōu)化以實(shí)際爆破效果進(jìn)行確定，以2.8 m排距為基礎(chǔ)，遵循由小到大的原則，依次調(diào)整為2.9，3.0和3.1 m，每級排距布置2排，共爆破試驗(yàn)6排。

另外考慮到排距為3或3.1 m時(shí)夾制作用較大，若爆破不成功，后期處理困難，在其試驗(yàn)排后1.0 m處增加一排備用炮孔。本次試驗(yàn)炮排孔深45 m，孔徑為165 mm，每排7個(gè)孔，分層爆破高度為10 m。

1.4.2 試驗(yàn)分析

試驗(yàn)過程中，采用單排同段一次起爆，每次爆破一排，使用乳化銨油炸藥進(jìn)行爆破。對爆破過程及爆破后出礦效果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，不同排距技術(shù)參數(shù)和爆破效果見表1和表2。

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經(jīng)過現(xiàn)場爆破試驗(yàn)，不同排間距的深孔爆破效果良好，基本達(dá)到了本次爆破試驗(yàn)的目的。爆破試驗(yàn)過程中隨著排距的增加，炸藥單耗波動(dòng)不大，基本控制在0.33～0.37 kg/t；出礦塊度隨著排距的增加而有所增大，但基本都控制在600 mm以下，大塊率較低，通過以上分析可以看出，生產(chǎn)時(shí)深孔排距控制在3 m較為合適。

2 深孔爆破施工

2.1 采場孔網(wǎng)參數(shù)

深部采場垂直于礦體走向布置，頂部為深孔鑿巖爆破硐室，底部為塹溝出礦結(jié)構(gòu)。為便于控制深孔施工偏斜率和爆破作業(yè)，將采場在垂直方向上分為2個(gè)分段，中間增設(shè)輔助鑿巖爆破硐室。鑿巖爆破硐室高3.6 m、寬18 m，長度一般比礦體水平厚度增加20 m，內(nèi)部點(diǎn)柱寬2.5 m、長6 m，間隔7 m，偏中1.25 m布置。深孔每排布置7個(gè)，當(dāng)有點(diǎn)柱影響時(shí)，點(diǎn)柱一側(cè)深孔間距調(diào)整為2.5 m，另一側(cè)增設(shè)輔助爆破深孔。切井布置在硐室較寬一側(cè)，位于2個(gè)點(diǎn)柱中央。為提高上盤深孔利用率，采場上盤深孔布置為傾斜孔，往上盤方向傾斜，同時(shí)可以提高回采率，斜孔孔口排距為2.0 m，孔底距為3.5 m，避免孔底距過大，需滿足爆破體塊度要求。鑿巖硐室內(nèi)深孔布置見圖1，深孔設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。

2.2 裝藥爆破要點(diǎn)

根據(jù)球狀藥包爆破理論，藥包長徑比≤6，深孔直徑為165 mm，孔內(nèi)裝藥長度≤990 mm。選擇藥卷直徑為140 mm，采用間隔裝藥方式時(shí)，裝藥高度控制在990 mm以內(nèi)，因此單層裝藥量為2卷。

（1）切井和切槽。考慮礦房破頂后上盤清孔和裝藥路線較長，切井和切槽布置在靠上盤位置，切井采用大直徑深孔分層爆破成井方式，布置13個(gè)孔，采用連續(xù)裝藥，爆破高度為2 m。切井爆破8 m高度后可進(jìn)行擴(kuò)槽爆破，切槽裝藥采用間隔方式，單層裝藥量為18 kg，間隔1 m，爆破高度為9 m。

（2）破頂。為減少切槽破頂爆破反碴和控制爆破震動(dòng)，采用切井先貫通、后擴(kuò)槽破頂?shù)姆绞健楸苊獗拼┛祝谪炌ㄆ祈敃r(shí)，正常裝藥作業(yè)后，在上部增加控頂藥包。

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（3）礦石回采。經(jīng)過試驗(yàn)對比，單排全孔徑爆破雖然可以節(jié)省起爆器材，但易損毀相鄰炮孔，形成鄰幫垮塌現(xiàn)象，且大塊率增高。因此，選擇分階段多排爆破方式，每次爆破高度控制在15 m以內(nèi)，爆破2排以上。回采作業(yè)使用間隔裝藥，預(yù)裂孔不裝藥。

（4）回采作業(yè)流程為測孔、堵孔、裝藥、聯(lián)線、起爆?；夭晒ば?yàn)榍芯?、擴(kuò)槽作業(yè)、側(cè)崩回采。正?；夭蛇^程中，起爆方式采用采場中間孔先爆，呈V形向兩側(cè)對稱起爆，邊排孔滯后；單側(cè)3～4個(gè)孔為1段次，呈一字形起爆；段間微差間隔為25～50 ms。

3 結(jié)論

（1）鑿巖爆破硐室內(nèi)點(diǎn)柱偏中布置，將兩側(cè)硐室分割為6.5和9 m，在點(diǎn)柱一側(cè)增加輔助孔形式，可以將深孔均勻布置，避免深孔孔距局部過大，造成部分孔距減小，爆破塊度不均的問題。

（2）將邊孔優(yōu)化為垂直深孔，且減少孔距至2.5 m，在邊孔相鄰排中間施工預(yù)裂空孔，可以很好地控制采場邊幫，提高采場的穩(wěn)定性。

（3）通過試驗(yàn)將深孔排距由2.8 m增加到3 m，礦石塊度均勻，炸藥單耗相對較少，爆破效果優(yōu)良。