王 偉

(巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司)

獲各琦銅礦1 690 m中段礦柱回收方案

王 偉

(巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司)

為了安全回采獲各琦銅礦1 690 m中段各采場(chǎng)間、頂柱，縮短1 630 m中段對(duì)應(yīng)采場(chǎng)頂柱回收滯壓時(shí)間，選定1 690 m中段1502采場(chǎng)作為試驗(yàn)采場(chǎng)，采用中深孔爆破落礦。實(shí)踐證明，能夠安全、有效地回采間、頂柱，并且各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可為其他采場(chǎng)間、頂柱回收提供借鑒。

頂、間柱回采 采空區(qū) 中深孔 爆破

獲各琦銅礦礦區(qū)位于華北地臺(tái)北緣狼山—白云鄂博臺(tái)緣坳陷帶中狼山—渣爾太山褶段束狼山復(fù)式背斜北翼。礦區(qū)出露底層主要為元古界狼山群，由條帶狀炭質(zhì)千枚巖、二云母石英片巖、炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)石英巖、透閃石、透輝石、黑云母石英片巖、夾娟云母石英片巖等組成。礦區(qū)構(gòu)造總體走向?yàn)?0°，傾向南，傾角為65°～80°。礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造控制褶皺、后期構(gòu)造繼承并疊加改造早期構(gòu)造，褶皺由一系列NE、NEE向的背、向斜組成。

礦體頂板圍巖為二云母石英片巖，底板圍巖為黑云母石英片巖，巖石較堅(jiān)硬，抗風(fēng)化作用強(qiáng)。上部巖體中構(gòu)造裂隙及片理較發(fā)育，深部巖體的裂隙及片理不太發(fā)育，巖體穩(wěn)固性中等。

1 690 m中段頂柱設(shè)計(jì)為8～12 m，間柱設(shè)計(jì)為6～8 m，底柱設(shè)計(jì)8～12 m (底柱作為下一中段頂柱回采)。在前期使用無(wú)底柱分段崩落法和嗣后充填法試驗(yàn)時(shí)，有螺旋式采區(qū)斜坡道直通各回采分層，最終分層巷為1 742 m。分層巷道已布置到各采場(chǎng)下盤，采場(chǎng)進(jìn)路已和空區(qū)相通。前面的采準(zhǔn)、切割工程布置為頂、間柱回采提供有利條件。

1 頂、間柱回采方案

由于頂、間柱回采受到采空區(qū)影響，為確?；夭晒ぷ靼踩⒄?、高效進(jìn)行，必須先將采空區(qū)進(jìn)行回填，穩(wěn)固采空區(qū)上下盤圍巖。首先利用臨近采場(chǎng)的礦石由鏟運(yùn)機(jī)回填至采空區(qū)，待空區(qū)填至一定高度后，頂柱鉆鑿水平中深孔。間柱鉆鑿立孔，立孔未涉及到的下部采用淺采方式由下到上進(jìn)行回采，先鉆孔，后回采，爆破前將間柱淺采礦石出空，最終間柱回采至離立孔孔底2～4 m停止回采。待鉆孔完成后，將采空區(qū)內(nèi)回填礦石放出2/3，留少部分礦石在空區(qū)內(nèi)作為緩沖層，避免爆破震動(dòng)、沖擊波、落礦等對(duì)耙道造成破壞，影響后期出礦工作。頂、間柱爆破順序是整個(gè)回采過(guò)程中的重中之重，從安全角度和礦石損貧指標(biāo)出發(fā)，有以下2種方案可選。

(1)先回采頂柱，再回采間柱。該方案首先考慮采場(chǎng)頂、間柱回采是有空間并且底部有墊層，其次對(duì)應(yīng)上部中段采場(chǎng)，已回采完，底柱結(jié)構(gòu)完好。頂柱爆破后，上部中段采場(chǎng)底柱和采空區(qū)部分礦石及采空區(qū)塌落圍巖同時(shí)落入下部采空區(qū)，造成大面積的貧化，隨后間柱爆破，礦石和廢石會(huì)混合在爆堆上，造成再次貧化，直接影響各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

(2)頂、間柱同時(shí)回采。采用微差爆破的方式來(lái)控制頂、間柱的起爆時(shí)間，間柱爆破稍超前于頂柱爆破，利用微差爆破的瞬間阻止上部中段廢石和本采場(chǎng)上下盤廢石覆蓋在頂柱礦石爆堆上[1]。

經(jīng)分析以上2種方案，認(rèn)為第二種方案的回采順序比較合適，技術(shù)可行，安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。

2 頂、間柱回采工藝

2.1 鑿 巖

頂柱采用YGZ-90型鑿巖機(jī)配置60 mm鉆頭鉆鑿水平上向小傾角炮孔(見圖1)，最小抵抗線為1.5～2 m,孔底距為1.8～2.2 m,排距為400 mm，間距為500 mm。

間柱采用100B型潛孔鉆機(jī)配置100 mm鉆頭鉆鑿向下傾斜75 °炮孔(見圖1)，炮孔類型為倒三角形,間距為1.8 m，排距為2 m，最小抵抗線為1.8～2 m。

圖1 頂、間柱回采工程布置

2.2 裝 藥

頂、間柱均采用多孔粒狀銨油炸藥和粉狀乳化炸藥,人工拌藥，使用BQF-100型裝藥器裝藥，將頂柱水平的每?jī)膳排诳讋潪橐欢危?2#巖石乳化炸藥配備18 m導(dǎo)爆管及雷管作為起爆藥包，孔內(nèi)全長(zhǎng)導(dǎo)爆索進(jìn)行傳爆，用裝藥管將起爆藥包送入孔底，孔底起爆。間柱的炸藥類型和起爆藥包與頂柱一致，用木鍬裝入炮孔并填塞。

2.3 爆 破

首先將頂柱水平的每?jī)膳排诳诪镸S1段別的各導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行連接，連接時(shí)每8發(fā)導(dǎo)爆管雷管為一組，如導(dǎo)爆管長(zhǎng)度不夠，可接力連接。頂、間柱導(dǎo)爆管雷管也用MS1段連接。

根據(jù)確定的方案及頂、間柱爆破的順序，本次采用多排同段微差爆破技術(shù)。先爆破間柱，后爆破頂柱，多排分層，毫秒微差一次點(diǎn)火起爆。間柱采用多排同段爆破技術(shù)，以第一排臨近空區(qū)為自由面；頂柱采用2排為一段，以采空區(qū)為自由面。頂、間柱炮孔網(wǎng)路見圖2。

圖2 頂、間柱炮孔網(wǎng)路

2.4 通 風(fēng)

采用自然通風(fēng)，回采工程中各采場(chǎng)及天井已和上部中段聯(lián)通，污風(fēng)排至上中段采空區(qū)，再由運(yùn)輸巷道排出[2]。

2.5 出 礦

出礦采用采場(chǎng)原有結(jié)構(gòu)，即淺孔溜礦電耙出礦。電耙將礦石耙至2 m3礦車內(nèi)，通過(guò)中段運(yùn)輸巷進(jìn)入主溜井，由18 t箕斗提升至地表，或運(yùn)至短溜井，由汽車通過(guò)輔助斜坡道運(yùn)至地表。

3 注意事項(xiàng)

(1)裝藥時(shí)提前檢查各炮孔，發(fā)現(xiàn)堵孔、穿孔,及時(shí)架設(shè)鉆機(jī)進(jìn)行透孔和孔底填塞，避免沖炮。

(2)炮孔內(nèi)裝入導(dǎo)爆管和炸藥后應(yīng)將炮孔外的導(dǎo)爆管扎成圓狀，避免落地，以免裝藥人員用腳踩踏，造成導(dǎo)爆管破損、斷藥，發(fā)生拒爆現(xiàn)象。

(3)連接導(dǎo)爆管網(wǎng)路時(shí)，導(dǎo)爆管簇被雷管激爆的根數(shù)應(yīng)不超過(guò)10根。

(4)宜采用反向起爆，或者正向起爆時(shí)將聚能穴用膠布或炮泥堵上，以減少飛片損傷前方導(dǎo)爆管[3]。

(5)起爆前認(rèn)真檢查各導(dǎo)爆管雷管段別，爆區(qū)太大或者延期較長(zhǎng)時(shí)，防止地面延時(shí)網(wǎng)路被破壞。

4 應(yīng)用效果

1502采場(chǎng)作為中深孔崩落回收頂、間柱的試驗(yàn)采場(chǎng)，沒(méi)有發(fā)生任何的安全事故，頂、間柱設(shè)計(jì)礦量為1.6萬(wàn)t，地質(zhì)品位為0.9%，平均出礦品位為0.55%，回采礦石總量約1.04萬(wàn)t，炸藥單耗為0.29 kg/t,導(dǎo)爆管單耗為0.04發(fā)/t,各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié) 論

經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)組織施工，頂、間柱回采得到了預(yù)期的效果，在資源整合方面回收率高，損失、貧化小。同時(shí)采用崩落頂柱的方法使上部中段的礦巖充滿采空區(qū)，改變圍巖應(yīng)力分布，達(dá)到有效控制地壓的目的，也取得了良好的效果。

[1] 陳 彬，郭廣賢，嚴(yán)成濤.空?qǐng)霾傻V法間柱與頂柱回收方法應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2011(6)：33-36.

[2] 解世俊.金屬礦床地下開采[M].北京：冶金工業(yè)出版社,1986.

[3] 汪旭光.爆破設(shè)計(jì)與施工[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2012.

2014-08-25)

王 偉(1983—)，男，助理工程師，015000 內(nèi)蒙古巴彥淖爾市臨河區(qū)解放街2號(hào)。