韓光照，李 春，馬賀雨

(嵩縣前河礦業(yè)有限責(zé)任公司， 河南 嵩縣 471433)

極破碎礦體采礦工藝與鑿巖爆破參數(shù)優(yōu)化研究

韓光照，李 春，馬賀雨

(嵩縣前河礦業(yè)有限責(zé)任公司， 河南 嵩縣 471433)

針對(duì)前河金礦葚溝礦區(qū)Ⅳ號(hào)帶S礦體賦存條件差、上下盤(pán)圍巖破碎、回采難度大等問(wèn)題，為延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，增加可采礦量，在礦山原有充填系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)充填系統(tǒng)工藝和設(shè)備升級(jí)，將塊石水泥人工充填系統(tǒng)改造為河沙水泥管道充填系統(tǒng)，對(duì)相應(yīng)的下向膠結(jié)充填回采工藝進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)回采鑿巖爆破參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)果表明：改造后的充填系統(tǒng)和下向膠結(jié)采-充工藝能夠滿(mǎn)足礦山安全生產(chǎn)需要，有效控制采場(chǎng)的穩(wěn)定性和回采過(guò)程中的貧損率，為礦山Ⅳ號(hào)破碎礦帶S礦體的安全回采提供了技術(shù)支撐。

破碎巖體；下向膠結(jié)充填；回采工藝；鑿巖爆破

0 引 言

在地下金屬礦山開(kāi)采過(guò)程中，隨著礦產(chǎn)資源賦存情況和開(kāi)采環(huán)境的變化，高成本高風(fēng)險(xiǎn)的采礦方法逐漸被淘汰，充填采礦法應(yīng)用日趨普遍。在過(guò)去的50年間，充填方法不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，從傳統(tǒng)的干式充填等逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樗Τ涮詈湍z結(jié)充填等方法，其中對(duì)于破碎巖體條件下高價(jià)值礦體開(kāi)采而言，下向進(jìn)路膠結(jié)充填采礦法具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

前河金礦作為國(guó)內(nèi)典型的破碎巖型礦山，傳統(tǒng)的塊石水泥充填系統(tǒng)與回采工藝難以滿(mǎn)足礦山安全經(jīng)濟(jì)高效開(kāi)采的需要，2012年礦山開(kāi)始通過(guò)與長(zhǎng)沙礦山研究院聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，逐步改進(jìn)了下向膠結(jié)充填系統(tǒng)與回采工藝，將原有的塊石水泥人工充填系統(tǒng)改造為河沙水泥管道充填系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上改進(jìn)下向進(jìn)路膠結(jié)充填回采爆破等工藝，以達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、低貧損回采礦石的目的。

1 IV號(hào)礦帶S礦體開(kāi)采技術(shù)條件

葚溝礦區(qū)金礦體賦存于F4斷裂構(gòu)造帶中，F(xiàn)4斷裂對(duì)金礦體的空間分布、形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模具有明顯控制作用。

Ⅳ號(hào)礦帶在葚溝礦區(qū)西起75線，東至99線東30 m，橫貫礦區(qū)中部，區(qū)內(nèi)控制長(zhǎng)度1060 m；礦帶寬度6～52 m，平均24 m，總體呈現(xiàn)西寬東窄之勢(shì)。IV礦帶走向70°～100°，傾角平均68°。根據(jù)斷裂結(jié)構(gòu)面特征，構(gòu)造巖組合及蝕變礦化不同，Ⅳ號(hào)礦帶還可進(jìn)一步劃分為南、北兩個(gè)次級(jí)礦帶，其中IVS礦體分布于73～84線，礦體長(zhǎng)480 m，礦體探明標(biāo)高-160～+556 m；礦體呈不規(guī)則脈狀、透鏡狀產(chǎn)于Ⅳ礦帶最下盤(pán)，走向55°～85°，傾向北西，傾角45°～80°，平均68°。礦體在79～80勘探線處走向55°左右，延伸至83～84勘探線處與IV3礦體復(fù)合；礦體頂部界面不規(guī)則，與圍巖界線基本清晰；底部界呈凸凹狀起伏，變化較大。礦體厚度0.2～4.8 m，平均厚度2.1 m，厚度變化系數(shù)55%，屬較穩(wěn)定型；礦體結(jié)構(gòu)松散較破碎，局部穩(wěn)固，但上下盤(pán)圍巖屬于構(gòu)造碎裂巖，糜棱巖，節(jié)理極為發(fā)育，節(jié)理面內(nèi)多充填碳酸鈣，極不穩(wěn)固。

2 下向膠結(jié)充填系統(tǒng)與回采工藝

2.1 充填系統(tǒng)工藝改造及比較

2.1.1 塊石水泥人工充填系統(tǒng)與工藝

前河金礦葚溝礦區(qū)在2012年之前使用塊石水泥下向膠結(jié)充填方法回采礦石。

采用塊石水泥充填方法需要拌料場(chǎng)地和專(zhuān)門(mén)的充填下料井(如圖1所示)，攪拌站2個(gè)，使用機(jī)車(chē)將水泥、沙子和塊石在地表攪拌站混合好，裝進(jìn)礦車(chē)內(nèi)，通過(guò)420 m平硐運(yùn)輸?shù)匠涮钕铝暇蠓辆畠?nèi)，在需要充填采場(chǎng)所在的中段，通過(guò)漏斗將混合料倒運(yùn)到礦車(chē)內(nèi)，運(yùn)輸至需要充填的采場(chǎng)充填眼，在充填眼處人工用水管往混合料內(nèi)注水，注水后通過(guò)充填眼倒入采場(chǎng)。在采場(chǎng)內(nèi)，由工人將充填料翻運(yùn)、平整，達(dá)到一定高度后繼續(xù)充填下一個(gè)充填眼，直至將采場(chǎng)充填完畢(見(jiàn)圖2)。

圖1 塊石水泥人工充填系統(tǒng)

圖2 塊石水泥人工充填法回采

采礦礦塊走向長(zhǎng)40 m，高40 m。在礦塊所在穿脈施工一條脈內(nèi)行人溜礦井，在底部架設(shè)好漏斗后開(kāi)始施工切割巷。切割巷通常預(yù)留5 m頂柱，也可無(wú)頂柱。切割巷規(guī)格高2.2 m，寬度根據(jù)礦體寬度變化而變化，但不超過(guò)2.0 m寬。以天井為中心沿礦體走向向兩端回采，回采縱深長(zhǎng)20 m。切割巷施工至5，15 m位置時(shí)，需要施工充填下料小井，充填下料小井間距不能超過(guò)10 m，充填下料小井不僅能保證采場(chǎng)下料方便，還兼具通風(fēng)和第二安全出口的作用。切割在施工過(guò)程中，底部需有0.3 m厚的碎礦石墊層。切割施工完畢后，進(jìn)行充填。充填高度1.6 m。充填結(jié)束后開(kāi)始回采下部分礦體。

回采作業(yè)面高度控制在2.2 m，寬度根據(jù)礦體寬度變化而變化，但不超過(guò)2.0 m寬。如果礦體仍有損失，可以在采場(chǎng)回采完畢后，后退式剝離礦體，但是總寬度不得大于3.5 m，而且需要木架臨時(shí)支護(hù)，防止片幫及冒頂?；夭赏戤吅?，需平整采場(chǎng)場(chǎng)地，保留0.3 m碎礦石墊層，然后按照充填標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充填。充填養(yǎng)護(hù)期7天過(guò)后開(kāi)始施工下一分層。

該方法適用于葚溝礦區(qū)Ⅳ號(hào)帶內(nèi)N、N2-1和IV3礦體，這3條礦體上下盤(pán)圍巖都較為穩(wěn)固且礦巖蝕變明顯，采礦過(guò)程中不容易出現(xiàn)崩塌和片幫危害，而且大部分采場(chǎng)不需要支護(hù)。由于IVS礦體上下盤(pán)圍巖破碎，所以回采該礦體時(shí)，行人溜礦井不同于其他礦體可以施工在脈內(nèi)，需要施工在礦體下盤(pán)穩(wěn)固的圍巖內(nèi)，通常行人溜礦井距離礦體在5～10 m，而且IVS礦體通常不能有沿脈充填巷，所以塊石水泥充填方法不適用于該礦體的采礦。另外，采用塊石水泥充填系統(tǒng)時(shí)存在著勞動(dòng)量大、成本高、效率低、粉塵污染嚴(yán)重等問(wèn)題，已經(jīng)不能滿(mǎn)足礦山生產(chǎn)的需要，急需進(jìn)行充填系統(tǒng)升級(jí)改造。

2.1.2 河沙水泥管道充填系統(tǒng)與工藝

礦山自2012年開(kāi)始進(jìn)行了充填工藝的改造，使用河沙水泥管道充填方法。河沙水泥管道充填是在塊石充填的基礎(chǔ)上進(jìn)行了根本性的改變。首先在地表建設(shè)一個(gè)充填站，水泥、細(xì)沙、粗砂和水的比例全部由計(jì)算機(jī)控制，通過(guò)地面攪拌機(jī)攪拌后，由水泥砂漿灌注泵通過(guò)管道泵注至需要充填的采場(chǎng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主管道架設(shè)在原有的充填下料井內(nèi)，通過(guò)三通連接至各個(gè)采場(chǎng)。

采礦過(guò)程中，切割巷施工至10 m位置時(shí)，再施工充填下料小井，東西進(jìn)路各需要一個(gè)充填下料小井。采場(chǎng)回采仍然按照原先的采礦方法各規(guī)格進(jìn)行回采?；夭赏戤吅?，采場(chǎng)進(jìn)行平整，保留0.3 m碎石墊層，然后按照充填標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充填，充填高度要求1.7 m，也可以接頂充填。充填養(yǎng)護(hù)期7 d過(guò)后開(kāi)始施工下一分層，河沙水泥管道充填系統(tǒng)與工藝如圖3所示。

圖3 河沙水泥管道充填法回采

2.1.3 充填系統(tǒng)工藝改造比較

河沙管道充填方法在前河金礦應(yīng)用后，解決了IVS礦體回采的充填難題，直接將管道通過(guò)行人溜礦井送至采場(chǎng)，不設(shè)置充填下料小井，解決了整個(gè)IVS礦體的回采問(wèn)題。改造前塊石水泥人工充填和改造后河沙水泥管道充填的優(yōu)缺點(diǎn)比較為：

(1) 塊石水泥人工充填。其優(yōu)點(diǎn)是塊石取料方便可就地取材和使用采下的廢石塊；粒度分級(jí)大，抗剪強(qiáng)度大。其缺點(diǎn)是勞動(dòng)量大；充填周期長(zhǎng)；充填料運(yùn)輸路線長(zhǎng)，需多次倒運(yùn)；通過(guò)下料井下料過(guò)程中粉塵污染嚴(yán)重；水灰比難以控制主要靠工人經(jīng)驗(yàn)決定；采場(chǎng)需要特定的充填巷和充填下料小井。

(2) 河沙水泥管道充填。其優(yōu)點(diǎn)是勞動(dòng)量?。煌ㄟ^(guò)管道充填，無(wú)污染；水灰比通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，精準(zhǔn)無(wú)誤；充填高度穩(wěn)定，可以達(dá)到技術(shù)要求；充填料通過(guò)管道直達(dá)采場(chǎng)；充填周期短，平均3～4 h。其缺點(diǎn)是充填結(jié)束后，需要大量清水沖洗管道，洗管水被排放到運(yùn)輸巷道，需要二次清理。

2.2 下向膠結(jié)充填采礦法回采工藝及參數(shù)

前河金礦的下向膠結(jié)充填采礦法主要用于礦體傾角大，圍巖不穩(wěn)固的礦體回采中。該方法是對(duì)礦塊自上往下分層回才、逐層充填，每一分層回采都是在上一分層人工假頂?shù)牡谋Ｗo(hù)下進(jìn)行作業(yè)，系統(tǒng)改造優(yōu)化后的下向膠結(jié)充填采礦方案如圖4所示。

(1) 礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)：沿礦體走向每隔40 m劃分為一個(gè)礦塊，礦塊長(zhǎng)40 m，寬為礦體厚度，高為中段高度40 m，預(yù)留5 m頂住。

(2) 采準(zhǔn)與切割：運(yùn)輸巷布置在礦體中間為沿脈運(yùn)輸巷，行人溜礦井也布置在脈內(nèi)，礦體在從上往下分層回采過(guò)程中行人井逐漸被充填體包圍，而溜礦井則逐層消失變短。礦體回采過(guò)程中需先施工切割巷，切割巷頂距離沿脈巷底留5 m頂柱以保證沿脈巷穩(wěn)固安全。切割巷以行人溜礦井為中心沿礦體走向向兩側(cè)經(jīng)行施工，高度2.0～2.2 m，寬度1.5～2.2 m，施工至10 m位置時(shí)，施工充填下料小井與沿脈巷道貫通，規(guī)格1.0 m×1.0 m，充填下料小井不僅能夠方便下料，也為采場(chǎng)解決通風(fēng)問(wèn)題，提供了二個(gè)安全出口。切割巷施工完畢后需保留至少0.3 m碎礦石墊層，為下一分層回采提供松散自由面。

(3) 回采工作：礦體回采沿礦體走向進(jìn)行，回采寬度為礦體寬度，最低不小于1.5 m。前河金礦礦體多為薄礦體，通?？梢砸贿M(jìn)路回采完畢，局部超過(guò)2.0 m的礦體，可以在本進(jìn)路回采完畢后通過(guò)后退式剝離礦體經(jīng)行回采。回采高度控制在2.2～2.5 m，用淺孔落礦，人工出礦。回采過(guò)程中，根據(jù)回采后兩壁穩(wěn)固性和人工假頂?shù)那闆r，巷道采取木架支護(hù)，可采取單架、雙架或密集木架支護(hù)?；夭赏戤吅笮杵秸蓤?chǎng)底部，且保證底部有0.3 m的碎石墊層，為充填做好準(zhǔn)備。

(4) 充填：充填前需要在采場(chǎng)底部鋪設(shè)塑料薄膜、鋼筋網(wǎng)，需要架設(shè)封閉、充填管道和預(yù)留充填下料小井。在采場(chǎng)底部先鋪設(shè)塑料薄膜以防止充填料浸入底部預(yù)留碎石墊層，導(dǎo)致其凝結(jié)成塊，降低下一分層回采爆破效果。鋼筋網(wǎng)采用直徑12 mm的主筋和直徑為6 mm的副筋，網(wǎng)度為200 mm×200 mm，距離采場(chǎng)底部不得小于0.3 m。充填封閉采用木板封閉，在采場(chǎng)開(kāi)口位置的巷道兩壁各施工3個(gè)孔深不小于0.8 m的炮孔，插入直徑為36 mm的螺紋鋼充當(dāng)錨桿。然后用直徑20 cm的木材固定在錨桿上，再自下而上每隔0.5 m固定木材充當(dāng)橫撐，用厚度為5 cm木板緊密地固定在需要充填的一側(cè)，最后使用土工布在木板上覆蓋一層，土工布要大于封閉1～2 m，將所有可能漏漿的位置全部封閉好，土工布的使用可以加快充填料的排水速度，有助于充填體的凝固。充填管道出料口架設(shè)位置不得小于采場(chǎng)長(zhǎng)度的2/3。在充填下料小井的下口需要用木板制作一個(gè)高2.0 m，規(guī)格1.0 m×1.0 m的方框，外部用土工布包裹嚴(yán)實(shí)，以作為預(yù)留充填小井。充填結(jié)束后，下一分層至少經(jīng)7個(gè)晝夜的充填養(yǎng)護(hù)后方可回采。

下向膠結(jié)充填采礦方法通過(guò)管道充填工藝改造后，能夠更好的服務(wù)生產(chǎn)，尤其是成功對(duì)回采IVS礦體起到了決定性的作用。在回采IVS礦體的實(shí)際施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)按照原有的爆破參數(shù)對(duì)該礦體進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，對(duì)采場(chǎng)上下盤(pán)擾動(dòng)大，片幫冒落嚴(yán)重，影響生產(chǎn)。所以想要更加安全高效的回采IVS礦體則需要更進(jìn)一步優(yōu)化爆破參數(shù)。

圖4 系統(tǒng)改造優(yōu)化后的下向膠結(jié)充填采礦方案

3 回采鑿巖爆破參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)

3.1 回采爆破現(xiàn)狀分析

前河金礦IVS礦體礦巖條件十分破碎，且礦巖蝕變嚴(yán)重，一經(jīng)揭露十分容易發(fā)生垮塌破壞等現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)調(diào)查結(jié)果可知，礦巖f系數(shù)小于6～8，礦巖體中均發(fā)育有4～5優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面，結(jié)構(gòu)面線密度超過(guò)23條/m，且遇水容易出現(xiàn)泥化現(xiàn)象，礦巖總體上屬于Ⅳ～Ⅴ，巖體質(zhì)量總體上屬于差～極差，回采作業(yè)環(huán)境惡劣，進(jìn)路式回采時(shí)巷道的自穩(wěn)能力差。

前河金礦葚溝礦區(qū)采場(chǎng)回采進(jìn)路一般為矩形斷面，進(jìn)路巷道底板坡度為0°、寬度2.0 m、高度2.2 m，其斷面積約為4.4 m2，支護(hù)方式為坑木全斷面連續(xù)支護(hù)。設(shè)計(jì)回采一般為矩形斷面，采用YT-28氣腿式鑿巖機(jī)鑿巖，每次爆破進(jìn)尺為2.2 m。當(dāng)前爆破每一個(gè)循環(huán)炮眼數(shù)量，單個(gè)工作面循環(huán)炮眼數(shù)量為9個(gè)，排列方式為3×3網(wǎng)格排列，其中頂眼3個(gè)、輔助眼3個(gè)、底眼3個(gè)；炸藥類(lèi)型為2#巖石乳化炸藥，且為柱狀藥，裝藥系數(shù)為0.8，單孔裝藥量約為1.35 kg。采用秒延期導(dǎo)爆管，反向起爆，按照起爆順序依次起頂眼、輔助眼和底眼，爆破順序簡(jiǎn)單。

在采用上述爆破工藝參數(shù)的情況下，IVS礦體大部分采場(chǎng)爆破后，對(duì)頂板充填體保護(hù)較為完整，但采場(chǎng)上、下盤(pán)出現(xiàn)大面積的垮塌，導(dǎo)致后續(xù)支護(hù)作業(yè)困難、支護(hù)強(qiáng)度大且效果差，支護(hù)結(jié)構(gòu)與上、下盤(pán)圍巖常出現(xiàn)較大的空洞，給實(shí)際安全回采作業(yè)帶來(lái)了較大的困難。

針對(duì)上述采場(chǎng)爆破現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，本次在炮眼布置方式、裝藥結(jié)構(gòu)、起爆順序等方面進(jìn)行一些嘗試性的優(yōu)化，以盡可能的減小爆破作用對(duì)上下盤(pán)圍巖的破壞，為后續(xù)采場(chǎng)支護(hù)創(chuàng)造有利的作用時(shí)間和空間，確保采場(chǎng)的支護(hù)質(zhì)量和回采期間的安全。為此設(shè)計(jì)提出了多個(gè)技術(shù)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，通過(guò)多次對(duì)比，最終選擇矩形斷面多段邊界控制爆破+人工風(fēng)鎬聯(lián)合回采技術(shù)方案進(jìn)行推廣使用。

3.2 回采鑿巖爆破參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)方案

本方案回采作業(yè)是由控制爆破和人工風(fēng)鎬回采兩步組成，其中爆破作業(yè)應(yīng)將斷面控制在1.8 m×2.2 m左右，上下盤(pán)兩側(cè)人工回采厚度均為10～20 cm左右，試驗(yàn)方案的炮眼布置如圖5所示。

本方案具體工藝、參數(shù)如下：

(1) 炮眼布置形式：與礦山目前布置形式一致，總體上為矩形斷面，但爆破斷面形狀調(diào)整為1.8 m×2.2 m。采用YT-28氣腿式鑿巖機(jī)進(jìn)行鑿巖作業(yè)，炮眼深度為2.0～2.2 m，不設(shè)置專(zhuān)門(mén)的掏槽眼，頂眼需比其他眼超深0.2 m左右。

(2) 裝藥參數(shù)：試驗(yàn)過(guò)程中采用不耦合裝藥，各炮孔的裝藥系統(tǒng)控制在0.6左右(即每孔均需裝填6個(gè)藥卷)，根據(jù)計(jì)算可知，工作面單個(gè)循環(huán)裝藥量為0.9 kg。

(3) 連線及起爆：打眼完畢后需采用高壓風(fēng)吹眼，以清除眼內(nèi)的巖粉等雜質(zhì)。按照裝藥參數(shù)和導(dǎo)爆管雷管段別進(jìn)行裝藥作業(yè)，裝藥過(guò)程中須采用木質(zhì)炮棍進(jìn)行填塞，且用力不能過(guò)猛，孔口填堵長(zhǎng)度應(yīng)不小于0.5 m。裝藥完成后，起爆采用秒延期導(dǎo)爆管，采用反向起爆，整個(gè)過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程要求進(jìn)行，確保作業(yè)安全。

(4) 通風(fēng)、出礦、二次人工回采和支護(hù)：爆破完畢后，加強(qiáng)采場(chǎng)通風(fēng)，待工作面空氣指標(biāo)安全達(dá)到要求后，便可進(jìn)行人工出礦作業(yè)，待爆破礦石出至一定程度后，便可采用風(fēng)鎬進(jìn)行兩壁擴(kuò)幫回采作業(yè)，擴(kuò)幫回采的同時(shí)采用木材進(jìn)行采場(chǎng)頂板及上下盤(pán)圍巖的支護(hù)加固作業(yè)，支護(hù)的總體要求是需保證采場(chǎng)上下盤(pán)圍巖能夠與支護(hù)結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，避免較大體積空洞的形成。

圖5 試驗(yàn)方案的炮眼布置

3.3 試驗(yàn)結(jié)果及其分析

按照矩形斷面多段邊界控制爆破+人工風(fēng)鎬聯(lián)合回采技術(shù)方案的炮眼布置、裝藥及起爆順序的設(shè)計(jì)要求，在前河金礦葚溝礦區(qū)S礦體現(xiàn)有采場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)對(duì)比，試驗(yàn)采場(chǎng)選擇240-78采場(chǎng)。

240-78采場(chǎng)回采IVS礦體，該礦塊礦體程不規(guī)則脈狀，寬度在0.5～2.0 m，平均寬度1.5 m，礦體上下盤(pán)圍巖為構(gòu)造碎裂巖，局部呈現(xiàn)糜棱巖化十分破碎，所以采場(chǎng)爆破后需要支護(hù)作業(yè)，每一茬炮回采周期2～3 d。按照矩形斷面多段邊界控制爆破+人工風(fēng)鎬聯(lián)合回采技術(shù)方案施工，爆破后礦體基本爆盡，沒(méi)有殘眼，采場(chǎng)寬度1.2～1.5 m，上下盤(pán)受到擾動(dòng)變形，但未出現(xiàn)塌方，在出礦的過(guò)程中，結(jié)合風(fēng)鎬擴(kuò)幫，將采場(chǎng)擴(kuò)寬至1.8～2.0 m，擴(kuò)寬后使用木架密集支護(hù)，防止片幫，直到支護(hù)到掌子面，為下一次爆破提供出安全的施工場(chǎng)地。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)原有爆破方案和優(yōu)化后的方案進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)的分析：

(1) 原有爆破方案在爆破后對(duì)上下盤(pán)圍巖擾動(dòng)較大，爆破時(shí)礦體上下盤(pán)出現(xiàn)大面積塌落；優(yōu)化后方案周邊孔距離上下盤(pán)圍巖均有一段距離，且裝藥系數(shù)低，對(duì)上下盤(pán)擾動(dòng)較小，爆破后一段時(shí)間內(nèi)上下盤(pán)圍巖不會(huì)塌方，可以供工人及時(shí)出礦和支護(hù)。

(2) 優(yōu)化后的爆破方案比原有爆破方案炮孔數(shù)量和導(dǎo)爆管數(shù)量均少3個(gè)；單孔裝藥量比原方案少0.45 kg；減輕了爆破人員的勞動(dòng)量和爆破成本。

(3) 采用優(yōu)化方案進(jìn)行爆破后出礦人員需要用風(fēng)鎬進(jìn)行兩壁的擴(kuò)幫回采作業(yè)，增加了勞動(dòng)量。

炮孔裝藥需采用不耦合裝藥(即相鄰藥卷之間留有空氣柱或填充有炮泥隔離)，尤其是周邊孔，裝藥量和裝藥系數(shù)根據(jù)巖性變化可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以減小爆破震動(dòng)對(duì)圍巖的破壞影響。采場(chǎng)在回采完畢后必須留有20～30 cm的碎礦石墊層，以便為下層的回采提供一定的擠壓補(bǔ)償空間，同時(shí)可增加對(duì)頂板充填體的保護(hù)作用。鑿巖時(shí)須檢查并處理兩幫和頂板的浮石，檢查鑿巖設(shè)備等是否正常，確保作業(yè)安全。爆破完畢后，加強(qiáng)工作面通風(fēng)。出礦人員在采場(chǎng)空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)后，需要及時(shí)經(jīng)行出礦，對(duì)兩壁風(fēng)鎬擴(kuò)幫和密集木架支護(hù)，每一茬炮出礦和支護(hù)時(shí)間不得超過(guò)3 d。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的情況和優(yōu)化后方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較來(lái)看，優(yōu)化后的技術(shù)方案雖然增加了出礦人員的勞動(dòng)量，但是降低了其他成本，關(guān)鍵是爆破擾動(dòng)更小，給支護(hù)提供了充裕的時(shí)間，所以更加適用于前河金礦S礦體的回采。

4 結(jié) 論

在充分認(rèn)識(shí)IV號(hào)礦帶S礦體開(kāi)采技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)充填系統(tǒng)工藝和設(shè)備升級(jí)，將原塊石水泥人工充填系統(tǒng)改造為河沙水泥管道充填系統(tǒng)，同時(shí)優(yōu)化確定了相應(yīng)的下向膠結(jié)充填具體工藝、參數(shù)，并在礦山進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)踐與應(yīng)用。實(shí)踐表明采用改造后的充填系統(tǒng)和優(yōu)化后的回采爆破工藝與參數(shù)等，能夠有效解決IV號(hào)礦帶S礦體回采過(guò)程中所面臨的開(kāi)采條件差、礦巖破碎等各種問(wèn)題，增加了礦山的備采礦量，延長(zhǎng)了礦山服務(wù)年限，有效控制了地下回采過(guò)程中的穩(wěn)定性和礦石的貧損率，其成果可在礦區(qū)范圍內(nèi)類(lèi)似條件礦體回采進(jìn)行推廣應(yīng)用，同時(shí)可為類(lèi)似條件下充填法回采提供借鑒。

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韓光照(1976-)，男，河南嵩縣人，主要從事金屬礦山采礦工程、地質(zhì)勘探的工作，Email：1946530832@qq.com。