陳五九

(安徽馬鋼張莊礦業(yè)公司)

白象山鐵礦是馬鋼姑山礦區(qū)內(nèi)的一個大型礦床，總儲量達到1.5億t，主礦體賦存于閃長巖與砂頁巖的接觸帶部位，其形態(tài)主要受礦區(qū)背斜構(gòu)造控制，呈平緩拱形[1-2]。礦體走向長1 780 m，總體以13°左右呈波狀向北傾伏，礦體賦存標高為-200～-600 m，平均厚34.41 m，最大厚度可達 121.72 m[3-6]。礦區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，屬于典型的大(富)水礦山，因此主要采用上向進路充填法開采[7]。為提高生產(chǎn)效率，對于穩(wěn)固性較好、涌水量較小的地段試驗采用小分段空場嗣后充填法生產(chǎn)，對爆破質(zhì)量提出了較高要求。

1　小分段空場嗣后充填法原理

采用小分段空場嗣后充填法開采[8-10]時，礦房寬6 m，高12 m，可以分2個步驟開采。首先對鑿巖巷道首采礦房上部高度為3.5 m的預(yù)控頂進行錨噴支護，形成頂部空間，為進一步向下開采形成安全可靠的頂部結(jié)構(gòu)和作業(yè)空間，也可以為礦房爆破提供自由面；然后在該空間內(nèi)打下向中深孔，開采高度為8.5 m，寬度為6 m的礦房，鏟運機在底部出礦巷道出礦，開采完畢后對該礦房整體進行充填，而后繼續(xù)開采下一個礦房。

2　切割槽爆破工藝

在井下小分段空場嗣后充填開采爆破作業(yè)中最為重要的是切割槽的形成，一般在采場端部開鑿切割槽，切割槽厚度為2.5 m，高度為8 m，寬度為 6 m。若采用以切割天井為自由面的一次中深孔拉槽工藝，將增加采切工程，故本研究設(shè)計一種類似于巷道掘進爆破的拉槽方法，經(jīng)過多次試驗總結(jié)出的爆破參數(shù)見表1。

表1　切割槽爆破參數(shù)

注：導(dǎo)爆索97 m、φ32 mm，藥卷38.2 kg，銨油炸藥123.5 kg，炸藥單耗0.72 kg/t。

使用鑿巖臺車在預(yù)控頂空間內(nèi)打下向炮孔，炮孔布置方式如圖1所示?？讖骄鶠?0 mm，共31個炮孔，其中14個光爆孔a，5個掏槽孔b、c，4個空孔d，4個輔助孔e，4個主爆孔f，光爆孔口距邊幫0.3 m，且在同一平面內(nèi)，外傾87°。爆破裝藥結(jié)構(gòu)如圖2所示，光爆孔裝藥總長4.5 m，每米裝2只φ32 mm藥卷，全孔裝藥9只，使用導(dǎo)爆索將每只藥卷串聯(lián)。其他炮孔(空孔除外)孔深4 m，分別在距孔口2，3 m 處安放1只由導(dǎo)爆管雷管與藥卷組成的起爆藥包，在孔底安放3只藥卷，其余空間填滿銨油炸藥，孔口堵塞長度為1 m。采用毫秒微差起爆，起爆順序為掏槽孔b(一段)、掏槽孔c(三段)、輔助孔e(五段)、主爆孔f(七段)、光爆孔a(九段)，1段雷管2發(fā)，起爆網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。

圖1　切割槽炮孔布置示意(單位：m)

3　采場中深孔爆破參數(shù)設(shè)計

由于小分段空場采場規(guī)格限制，孔距方向僅有6 m寬，鑿巖臺車鉆鑿的炮孔直徑為70 mm時，每排布置3個炮孔較為適宜，同時為確保兩幫礦體的完整性，并為二步回采提供良好的爆破條件，在靠近兩幫位置各布置1排預(yù)裂孔(外傾88°，前傾87°)，預(yù)裂孔距采場邊界0.3 m，距主爆孔0.7 m，預(yù)裂孔間距為0.8 m，故主爆孔的孔距為2 m(前傾87°)，排距取1.8 m(圖4、表2)。

圖2　切割槽炮孔裝藥結(jié)構(gòu)示意

圖3　切割槽炮孔起爆網(wǎng)絡(luò)

圖4　采場中深孔布孔方式(單位：m)

預(yù)裂孔裝藥總長8.5 m，每米裝2只φ32 mm藥卷，孔底1 m裝4只φ32 mm藥卷，全孔裝藥19只，

表2　采場爆破參數(shù)

注：導(dǎo)爆索190 m、φ32 mm，藥卷80.4 kg，銨油炸藥282 kg，炸藥單耗0.297 kg/t。

使用導(dǎo)爆索將每只藥卷進行串聯(lián)。主爆孔孔深8.5 m，分別在距孔口3，7.5 m處安放1只由導(dǎo)爆管雷管與藥卷組成的起爆藥包，在孔底安放3只藥卷，其余空間填滿銨油炸藥，孔口堵塞長度為1.5 m(圖5)。

圖5　中深孔裝藥結(jié)構(gòu)

由于采場規(guī)格較小，預(yù)裂孔與主爆孔間距也較小，為避免預(yù)裂爆破破壞主爆孔，整體采用一次點火毫秒微差起爆方式起爆預(yù)裂孔和主爆孔，起爆順序為預(yù)裂孔g(一段)、主爆孔h(三段)、主爆孔i(五段)、主爆孔j(七段)、主爆孔k(九段)(圖6)。

圖6　礦房中深孔起爆網(wǎng)絡(luò)

4　結(jié)　語

白象山鐵礦采用小分段空場嗣后充填法進行生產(chǎn)，為確保巷道兩幫巖石的完整性，為二步回采創(chuàng)造安全環(huán)境，通過進行中深孔爆破試驗，設(shè)計出了一種適合于小分段空場法開采的中深孔爆破工藝，并對相應(yīng)的爆破技術(shù)參數(shù)進行了取值，對于確保該礦山安全開采有一定的參考意義。

[1]陳五九，劉發(fā)平，張欽禮，等.預(yù)控頂上向進路充填法在白象山鐵礦的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016(9)：59-62.

[2]張發(fā)亮.白象山鐵礦避災(zāi)硐室設(shè)計與應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016(9)：233-235.

[3]武飛.白象山鐵礦巖體工程穩(wěn)定性分析[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013(8)：109-111.

[4]晉文，賀可強，唐文洋，等.白象山鐵礦巖體質(zhì)量等級和力學(xué)參數(shù)的確定[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2011(12)：77-79.

[5]唐鐵軍，陳五九，劉發(fā)平，等.白象山鐵礦礦房爆破技術(shù)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016(10)：222-224.

[6]郝爽.白象山鐵礦充填鉆孔施工工藝[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2017(11)：243-244.

[7]劉發(fā)平，陳憲龍.上向進路充填采礦法最佳充填接頂率研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(8)：23-25.

[8]王龍，葉義成，姚囝，等.大直徑深孔階段空場嗣后充填法隔離礦柱合理間距研究[J].金屬礦山，2016(10)：26-30.

[9]李安平，劉洋樹，皇甫風(fēng)成，等.破碎圍巖礦體預(yù)控頂分段空場嗣后充填法的研究與實踐[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2014(1):1-3.

[10]于世波，董凱程，蘇逢彬，等.空場嗣后充填法充填體力學(xué)作用過程及控制效果分析[J].有色金屬：礦山部分，2013,65(3):13-16.