賴 偉，吳英杰，張大偉

（1.長沙礦山研究院， 湖南長沙 410012；2.會理鉛鋅股份有限公司， 四川西昌市 615104）

有底柱分段崩落法的應(yīng)用研究

賴 偉1，吳英杰2，張大偉2

（1.長沙礦山研究院， 湖南長沙 410012；2.會理鉛鋅股份有限公司， 四川西昌市 615104）

針對四川天寶山礦兩采場聯(lián)合落礦，補(bǔ)償空間小，且礦巖穩(wěn)固性差、巷道維護(hù)困難、已爆采場大塊多、卡斗懸頂多、底部機(jī)構(gòu)維護(hù)工程量大等狀況，應(yīng)用小抵抗線大孔距自拉槽側(cè)向擠壓分段崩落法，詳細(xì)介紹了其采礦工藝，效果良好。另外，采用多打孔少裝藥的方法有效避免了爆破后漏斗破損嚴(yán)重及后期維護(hù)困難等問題。

聯(lián)合落礦；分段崩落法；采礦工藝；小補(bǔ)償空間；支護(hù)方式

1 天寶山礦礦區(qū)概況

四川會理鉛鋅股份有限公司天寶山II號礦體東部礦塊屬于交代型鉛鋅礦床，礦體圍巖主要是硅質(zhì)白云巖、條帶狀白云巖、輝綠巖，圍巖中等穩(wěn)固，局部不穩(wěn)固。礦體穩(wěn)固性系數(shù)f＝8～10，礦體節(jié)理裂隙極其發(fā)育，采場滲透水較大，而輝綠巖遇水易崩解，巖體從中等穩(wěn)固到不穩(wěn)固。E807采場北部為垮落區(qū)，工程地質(zhì)極為復(fù)雜，而且礦體老坑覆槽多，單獨(dú)布置1個采場采準(zhǔn)工程難于完成，必須借助E806采場采準(zhǔn)工程進(jìn)行施工。該礦一直采用側(cè)向擠壓分段崩落法落礦，E807為該礦體的第一個采場，雖然其北部為垮區(qū)，但是側(cè)向擠壓爆破補(bǔ)償空間小，所以考慮采用自拉槽側(cè)向擠壓的爆破方法進(jìn)行采場爆破落礦。

Ⅱ號礦體東西走向長285m，平均水平厚69.36 m，礦體垂直延深372m以上。礦體呈斜長條形，南西大、北東小，在F33與F30斷層相交之后，礦體向下收縮較快，延至1940m左右有尖滅的可能，整體呈楔形尖滅。礦體總體走向東西，在傾向方向上產(chǎn)狀變化較大，2064m以下產(chǎn)狀傾向南西，傾角大于75°。E807、E806為該采區(qū)端部第一、第二個采場，E806采場地質(zhì)儲量為88719.75t，礦石自然安息角分別為硫化礦40°、氧化礦39°，礦巖含鋅15.86%、鉛3.48%、銀179.07g／t，氧化率18.66%；E807采場地質(zhì)儲量為42771.65t，礦石自然安息角分別為硫化礦40°、氧化礦39°，礦石平均品位為鋅16.02%、鉛3.45%、銀215.35g／t，氧化率17.0%。如圖1所示，E807以北為垮落區(qū)和E809采場，以南為E805采場，上部2078m為以前的探礦巷道，工程地質(zhì)條件極為復(fù)雜。

圖1 Ⅱ號礦體采場分布示意

2 采礦工藝

2.1 采場結(jié)構(gòu)參數(shù)

設(shè)計采用自拉槽側(cè)向擠壓爆破的漏斗式底部分段崩落法采礦。E807采場范圍包含原2024m探礦工程垮塌段（垮塌范圍寬約5m以上，平均長50m以上，高約50m以上），故E807采場西側(cè)無法形成端部溜井，現(xiàn)利用E808、E809原有措施井作為此采場端部溜井。E807采場長為37.6m，E806采場長為49.6m。兩采場寬均為13m，采高為48m；分段高度為8～12m，采用漏斗底部結(jié)構(gòu)，斗間距6.0 m，電耙出礦，電耙道設(shè)計坡度為2.5%，電耙底部結(jié)構(gòu)如圖2所示。采場階段運(yùn)輸水平標(biāo)高2024m，出礦水平標(biāo)高2036m。2054m水平采準(zhǔn)工程布置如圖2所示，首先在各分段沿采場邊界掘進(jìn)分段聯(lián)道，每10～12m垂直分段聯(lián)道掘進(jìn)鑿巖平巷，在兩鑿巖平巷之間的聯(lián)道上方掘進(jìn)切割天井，間距為10 m左右，切割天井的斷面大小為6.76m2，高度為6m。

2.2 采準(zhǔn)切割工程施工順序

由于E807采場比較破碎，施工難度大，必須合理安排采掘工程的順序。E807、E806采場在施工順序按先上后下，先E806后E807的原則進(jìn)行。首先，進(jìn)行2064、2074m兩個分層的采切工程與中深孔施工以及第一次大爆破作業(yè)，E806、E807采場電耙道的掘進(jìn)支護(hù)可與2064、2074m分層同時施工，E806采場電耙道由西向東掘進(jìn)施工，E807采場電耙道由東向西掘進(jìn)施工，E807采場電耙道一旦揭露到垮塌區(qū)應(yīng)立即停止施工。第一次大爆破后，繼續(xù)進(jìn)行E806、E807采場電耙道掘進(jìn)支護(hù)作業(yè)，同樣，若E807采場電耙道揭露到垮塌區(qū)應(yīng)立即停止施工。與此同時，進(jìn)行E806和E807采場2044、2054 m兩個分層的采切工程施工，以及E806采場漏斗斗穿及斗井和E807采場電耙道非垮塌段漏斗斗穿及斗井施工，采切工程完成后，進(jìn)行中深孔施工及第二次大爆破作業(yè)。最后，進(jìn)行E807采場電耙道剩余垮塌段正巷和斗穿掘進(jìn)支護(hù)工程施工。

圖2 2054m水平采準(zhǔn)工程布置示意

2064、2074m兩個分層的采切工程施工從采場西頭開始掘進(jìn)，由E804采場措施井出渣；2044、2054m兩個分層的采切工程施工可以分別從2個采場的東頭和西頭同時施工，由E806措施井以及采場東頭E807采場措施井出渣。2個采場各分層的中間那條鑿巖聯(lián)道待各自分層鑿巖平巷掘進(jìn)完成后再決定開口位置。

2.3 采場支護(hù)

由于E807采場破碎，而且?guī)r石中含有輝綠巖遇水會崩解，所以采場必須及時支護(hù)、防止冒頂偏幫，以免影響工程質(zhì)量和中深孔的鉆鑿，根據(jù)現(xiàn)場情況分別設(shè)計采用以下方式進(jìn)行支護(hù)。

（1）噴漿支護(hù)。在較穩(wěn)固的地方可以只采用噴漿支護(hù)，揭露后必須馬上進(jìn)行噴漿支護(hù)，混凝土噴射分2次進(jìn)行，巷道開挖后首先及時噴射2cm，待金屬網(wǎng)掛好后再噴3cm將之覆蓋。施工前清理浮石、清洗浮塵，一般巖石可用水清洗，對破碎性、膨脹性巖石必須用高壓風(fēng)清洗。

（2）錨桿支護(hù)。錨桿眼施工要求方向應(yīng)盡量與巖層面或主要裂隙面垂直或者與巷道周邊輪廓垂直，錨桿眼的直徑、深度、間距必須符合設(shè)計要求，間距偏差不得超過±0.1m。錨桿安裝前必須用壓縮空氣清孔。安裝管縫式錨桿時，托板應(yīng)緊貼巖面，接觸不嚴(yán)實(shí)時必須用水泥砂漿填實(shí)，不得墊木材、石塊等。

（3）金屬網(wǎng)施工。掛錨桿的同時掛金屬網(wǎng)，且金屬網(wǎng)必須用扎絲捆扎。為施工方便，可以先將錨桿打入一定深度，然后在錨桿根部捆扎縱向鋼筋，并將之壓成弧形，然后按網(wǎng)格密度編織捆扎橫向鋼筋，在錨桿之間加一條縱向鋼筋并捆扎。待鋼筋網(wǎng)捆扎完成后，用風(fēng)機(jī)將錨桿頂入并使鋼筋網(wǎng)密貼巖面。

（4）混凝土支護(hù)?；炷僚浜媳龋ㄖ亓勘龋樗唷蒙啊檬樱?∶1.74∶3.55，水灰比為0.55，即混凝土水泥用量為350kg／m3。運(yùn)灰平板灰車容積約0.32m3，恰好為小攪拌機(jī)攪拌一次的灰量，攪拌一次應(yīng)加入水泥量112kg（滿算），考慮到誤差，故每攪拌一灰車混凝土至少加2包水泥。本著先墻后拱的澆灌順序，澆灌厚度300mm，鋼筋網(wǎng)度為300 mm×200mm，拱筋為Φ12mm鋼筋，拉筋為Φ8 mm鋼筋，采用扎絲扎緊，斗穿采用雙層鋼筋。為防止出現(xiàn)蜂窩孔及麻面，應(yīng)在鋼模板上刷油，并充分振動搗實(shí)，2次澆灌的混凝土之間要噴水充分濕潤，便于緊密結(jié)合。拱頂盡量不留空隙，不易接頂?shù)牟课粦?yīng)采取人工絞棚的辦法來接頂。混凝土澆好后，必須養(yǎng)護(hù)不少于28d時間。

（5）鋼軌超前支護(hù)。掘進(jìn)中若遇巖層破碎斷面，要求采用短掘短支的施工方式，一次掘進(jìn)長度縮減為1m左右，若還比較容易垮塌，則一次掘進(jìn)長度應(yīng)縮減為0.6m，支護(hù)好后再向前掘進(jìn)。如果掘進(jìn)巷道一暴露就垮塌，則需采用鋼軌超前支護(hù)。

2.4 回采落礦及拉底擴(kuò)漏

由于采場工程地質(zhì)條件復(fù)雜、巖體破碎，使得中深孔成孔或者成孔后易塌孔，所以采場分為2次爆破，先爆破上部2個分段，再爆破下部2個分段及拉底擴(kuò)漏分段。

采用自拉槽小補(bǔ)償空間與側(cè)向擠壓爆破的聯(lián)合落礦方式，E807采場部分利用垮塌破碎區(qū)作為爆破補(bǔ)償空間側(cè)向擠壓，部分采用自拉槽。E806采場主要采用自拉槽小補(bǔ)償空間，并向爆后E807采場部分側(cè)向微差擠壓爆破的落礦方式。每層設(shè)計爆破補(bǔ)償空間15%左右（側(cè)向擠壓空間未計算在內(nèi)）。

根據(jù)礦山大塊多，二次破碎成本高；拉槽質(zhì)量差，造成落礦中深孔拒爆，采場懸頂事故多；裝藥管與孔徑不匹配導(dǎo)致裝藥困難，擴(kuò)漏時底部結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重等情況，采取相應(yīng)措施進(jìn)行解決。

（1）拉槽孔設(shè)計。拉槽質(zhì)量差主要是該礦過去采用兩孔拉槽，裝藥量不夠、爆破質(zhì)量不好引起的。所以本次設(shè)計采用3孔，排距為1.5m左右，孔底距為1.5m左右，炮孔總長20.5m。大大改善了拉槽質(zhì)量，為落礦中深孔爆破創(chuàng)造了足夠的補(bǔ)償空間和自由面，保證了落礦質(zhì)量。

（2）落礦中深孔設(shè)計。大塊主要是在兩孔孔底之間產(chǎn)生的，所以本次爆破設(shè)計采用小抵抗線、大孔底距，排間交錯布置，以及相鄰巷道間交錯布置，從根本上解決問題。由于＞60°的90mm炮孔裝藥時返粉率特別高，所以設(shè)計時＞60°的采用60mm鉆，鉆鑿70mm孔，孔底距1.7m左右。＜60°的孔采用80mm鉆，鉆鑿90mm孔，孔底距為2.4m。

（3）擴(kuò)漏中深孔設(shè)計。擴(kuò)漏中深孔采用兩圈炮孔，采取多打孔少裝藥的思路，盡量少破壞桃形礦柱。設(shè)計外圈炮孔傾角50°，內(nèi)圈炮孔傾角59°，孔數(shù)共計20個。

2.5 放礦方案和制度

（1）放礦方案。該采場采用崩落法管理頂板，所以出礦是在崩落廢石下進(jìn)行，礦石與廢石直接接觸。為了降低礦石損失貧化，所以放礦應(yīng)保持礦巖接觸面均勻下降，盡量減少廢石混入礦石中。而保證接觸面均勻下降有2種方式：水平下降和傾斜下降。由于本采場礦體大致成立方體，礦巖接觸面成水平，所以采用水平下降方式。

（2）放礦制度。有底柱階段崩落法礦石上部為覆蓋巖石。漏斗設(shè)計時相鄰兩個放出的橢球體相交，其放出順序和一次放礦量相互影響、密切相關(guān)，所以放礦制度必須根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行合理選擇。常用的放礦制度有等量均勻順序放礦、不等量均勻順序放礦、依次順序放礦、簡易放礦等放礦制度。合理的放礦制度是放礦方案的保障，根據(jù)采場實(shí)際情況，放礦要求礦巖接觸面均勻下降，并且各漏斗負(fù)責(zé)的放礦量基本相等，所以采用等量均勻順序的放礦制度。

3 存在的問題及解決辦法

由于采取2個采場聯(lián)合落礦的方法進(jìn)行回采，采準(zhǔn)工作延續(xù)時間長，但是礦體較破碎，加之巷道支護(hù)不及時，鑿巖巷道難于維護(hù)，產(chǎn)生巷道變形及中深孔變形或塌孔，無法進(jìn)行裝藥爆破，或者裝藥效果不好，從而使局部礦體炮孔得不到控制，造成大塊多、懸頂?shù)葐栴}。所以在施工中要求破碎區(qū)掘進(jìn)要短掘短支，同時要求要快掘快支，縮短爆破準(zhǔn)備時間，同時加強(qiáng)對采場的管理，及時驗(yàn)收，及時改進(jìn)設(shè)計。

4 總 結(jié)

采用2個采場聯(lián)合落礦，解決了E807采場回采難的問題，最大限度地回收了資源。采取自拉槽側(cè)向擠壓爆破的方法解決了爆破補(bǔ)償空間小的問題；選用小抵抗線大孔距的中深孔設(shè)計方法有效的解決了大塊多的問題，爆破后懸頂事故減少、放礦效果良好。多打孔少裝藥的方法基本沒有破壞漏斗底部結(jié)構(gòu)，同時由于大塊的減少，二次爆破工程量大大降低，減少了底部結(jié)構(gòu)的維護(hù)工程量，給礦山帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

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2011－10－18）

賴 偉（1985－），男，四川德陽人，研究生，從事采礦工程及通風(fēng)技術(shù)研究，Email：915673059＠qq.com。