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        無底柱無分層分段崩落法在采礦中的應(yīng)用

        2019-03-05 03:08:10郭永民伍永慧趙宏林
        世界有色金屬 2019年23期
        關(guān)鍵詞:導(dǎo)爆索底柱導(dǎo)爆管

        郭永民,伍永慧,趙宏林

        (赤峰金都礦業(yè)有限公司,內(nèi)蒙古 赤峰 025350)

        1 采礦過程中存在的問題

        赤峰金都礦業(yè)有限公司十地銀鉛鋅礦礦體特征多為傾斜-急傾斜薄礦脈,礦體傾角40°~85°、厚度0.8m~4m,總體走向320°,傾向230°,礦體以鉛鋅礦、銀鉛鋅礦為主,圍巖為流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r,節(jié)理發(fā)育,屬較穩(wěn)固型,個(gè)別礦體局部地段厚度達(dá)到4m~15m,礦體傾角70°~85°,屬于急傾斜中厚礦體,巖石堅(jiān)固性系數(shù)f=10~12。由于礦體多為傾斜-急傾斜薄礦脈,根據(jù)礦體賦存狀態(tài)和礦巖性質(zhì)多采用無底柱淺孔留礦法采礦,但對于個(gè)別礦體局部厚度超過4m地段,在采用淺孔留礦法回采過程中暴露面積大,由于構(gòu)造多、節(jié)理裂隙發(fā)育,易發(fā)生片幫冒頂事故,現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn),支護(hù)工作量大,回采難度增大。

        2 提出解決方案

        為了解決上述難題,減少人員出入采礦場的頻次,降低采礦風(fēng)險(xiǎn)和成本,確?;夭蛇^程中的安全,公司工程技術(shù)人員結(jié)合十地礦區(qū)礦體的特征進(jìn)行反復(fù)研究,決定采用分段崩落法回采,但是該采礦方法采準(zhǔn)工程量較大,采礦成本偏高,經(jīng)過反復(fù)論證,通過改變采礦工藝來解決采礦過程中出現(xiàn)的難題,最后提出了采準(zhǔn)工程量較少的“無底柱無分層分段崩落法”方案進(jìn)行采礦實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)成功后,可在以后采礦中推廣應(yīng)用。

        3 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)選擇

        實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)選擇在十地礦區(qū)十線斜井1120m中段7#礦體X2702采場,該采場位于十線斜井1120m中段SE端,頂部1160m中段,階段高度40m,采場平均長度66.28m,礦體平均厚度10.2m,礦體傾角80°,回采高度37.9m,在采場中間位置(10勘探線)有一條1120m~1160m中段沿脈探礦天井可以利用,非常適合“無底柱無分層分段崩落法”采礦實(shí)驗(yàn),預(yù)計(jì)回采礦石量:76560t。

        4 采準(zhǔn)

        根據(jù)X2702采場礦體的實(shí)際情況,底部結(jié)構(gòu)采用平底式結(jié)構(gòu),在礦體上、下盤布置脈外運(yùn)輸巷和出礦穿環(huán)形運(yùn)輸,裝巖機(jī)裝礦,由于X2702采場在1120m中段礦體局部水平最大厚度達(dá)到14.4m,為保證底部礦石全部采出和后期爆破時(shí)有足夠的補(bǔ)償空間,決定將采場底部礦石全部進(jìn)行切采,切采高度為2.8m,利用1120m~1160m中段沿脈探礦天井作為自由面,采用深孔將探礦天井?dāng)U幫形成切割井,將1160m中段沿脈探礦天井透點(diǎn)處擴(kuò)幫改造成切割槽,為后續(xù)穿孔、拉槽做好準(zhǔn)備。(見圖1)。

        圖1 無底柱無分層分段崩落法采準(zhǔn)、炮孔布置圖

        5 穿孔爆破

        根據(jù)礦體賦存狀態(tài)及礦巖的物理性質(zhì),穿孔設(shè)備采用QZJ-100B型潛孔鉆機(jī),孔徑∮=90mm,由于巖石堅(jiān)固性系數(shù)f=10-12,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式堅(jiān)硬的巖石w=(23-30)d計(jì)算選定最小抵抗線為2m(w為最小抵抗線,d為炮孔直徑),因此平行炮孔間距、排距均設(shè)計(jì)2m;在1120m中段穿上向平行孔,孔深設(shè)計(jì)20m,在1160中段穿下向扇形孔,由于下向穿孔過深返渣困難,且后期吹孔裝藥時(shí)返水、返渣難,因此向下垂直最深孔設(shè)計(jì)17m,孔底距設(shè)計(jì)2m。為控制損失、貧化,每間隔一孔在穿到設(shè)計(jì)孔底2米時(shí),根據(jù)穿孔時(shí)噴出的碎渣取樣化驗(yàn)進(jìn)行礦巖界定,圈定礦巖界限。

        爆破時(shí),下向孔采用連續(xù)不耦合裝藥和上向孔采用連續(xù)耦合裝藥兩種裝藥方式,下向孔采取人工裝卷藥(規(guī)格:∮70mm×500mm),上向孔利用裝藥器裝散裝面藥,為了防止拒爆現(xiàn)象的發(fā)生,加大爆破保險(xiǎn)系數(shù),爆破時(shí)孔內(nèi)加裝1根導(dǎo)爆索和2發(fā)毫秒導(dǎo)爆管(雙保險(xiǎn)),采取孔內(nèi)微差導(dǎo)爆管與導(dǎo)爆索輔爆復(fù)式起爆法爆破。聯(lián)炮方式:導(dǎo)爆索雙向環(huán)形聯(lián)接;起爆順序:導(dǎo)爆管激發(fā)器→傳爆電纜線→導(dǎo)爆管雷管→主導(dǎo)爆索→支導(dǎo)爆索→孔內(nèi)導(dǎo)爆管雷管和輔爆導(dǎo)爆索→起爆。為保證爆破效果和有足夠的補(bǔ)償空間,采取了先爆破底部,再爆破頂部,初期一次爆破2排~3排,待補(bǔ)償空間足夠后可一次多爆破幾排。(見圖2)。

        圖2 導(dǎo)爆管與導(dǎo)爆索輔爆復(fù)式起爆法布置圖

        6 優(yōu)、缺點(diǎn)

        (1)優(yōu)點(diǎn)。①采準(zhǔn)工程量非常少,回采工藝簡單,成本低;②安全性好,減少人員出入采礦場頻次,有利于安全管理;③支護(hù)工程量大大減少,降低了采礦成本。

        (2)缺點(diǎn)。①下向孔較深,穿孔時(shí)返渣困難,裝藥前吹孔返水困難;②向上孔深19m~20m,裝藥相對困難。

        7 經(jīng)濟(jì)效益分析

        采用無底柱無分層分段崩落法采礦,可以將一個(gè)階段分為兩個(gè)分段爆破回采,但不施工分層鑿巖巷道、行人順路井、順路進(jìn)路和分段切割槽,該采礦方法有異于常規(guī)分段崩落法采礦,采準(zhǔn)工程量非常少,通過在X2702采場實(shí)驗(yàn),比常規(guī)分段崩落法采礦少施工采準(zhǔn)工程量:1590.33m3,節(jié)約資金68.25萬元,折合降低采礦成本8.9元/t。

        8 結(jié)論

        通過改進(jìn)和創(chuàng)新,既解決了采礦安全難題,又節(jié)約了采礦成本,達(dá)到預(yù)期目的和效果,通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn),無底柱無分層分段崩落法采礦在我公司采礦中取得了圓滿成功,為今后開采類似礦房推廣應(yīng)用提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

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