肖 鵬

(中國(guó)華冶科工集團(tuán)有限公司安徽杜達(dá)分公司)

切割天井在采切工程中是一個(gè)相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)，主要是為中深孔爆破提供一個(gè)自由面和補(bǔ)償空間，而深孔槽區(qū)則是為后期大規(guī)模深孔采礦提供一個(gè)自由面[1]。以往是分開(kāi)工序進(jìn)行施工，采用人工返掘法進(jìn)行切割井的施工，然后深孔槽區(qū)則采用深孔進(jìn)行分層分段爆破，而且上下位置也不對(duì)應(yīng)[2-3]；同時(shí)以往采用反掘法進(jìn)行切割天井，需要施工作業(yè)人員進(jìn)入切割天井內(nèi)，經(jīng)過(guò)多道繁瑣而辛苦的工序，工作環(huán)境惡劣，安全性差，成本高，效率低等；與深孔槽區(qū)分開(kāi)進(jìn)行施工，就無(wú)形地拖延了施工進(jìn)度，中間工序也會(huì)增多，伴隨著工序的增多，危險(xiǎn)因素也會(huì)增多。針對(duì)上述問(wèn)題，草樓鐵礦在回采時(shí)候，提出了在設(shè)計(jì)時(shí)，就將上下中段2個(gè)槽區(qū)對(duì)應(yīng)起來(lái)，采用T-150潛孔鉆機(jī)一次性施工深孔，然后采用深孔一次性爆破成井[4-5]。

1 采礦方法

草樓鐵礦深部礦房回采(-350～-395 m)階段高度為45 m，盤區(qū)長(zhǎng)度為1 200 m；礦體傾向西，傾角為45°～50°，礦石堅(jiān)固系數(shù)f=8～10，礦石密度3.3 t/m3，松散系數(shù)為1.5；屬低硫低磷單磁鐵礦，可選性好。

礦體所在地層地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，地下涌水量小，礦體附存在黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖。

根據(jù)實(shí)際情況，在-395 m水平沿走向方向布置脈外出礦水平，并沿礦體走向每36 m為1個(gè)礦塊，每個(gè)礦塊按照18 m又分為一房一柱[6]，上盤脈外布置回風(fēng)巷，前期已將礦房開(kāi)采完畢并封閉充填，在前期采礦過(guò)程中，在礦柱內(nèi)布置出礦巷，在礦房下布置受礦巷，利用出礦進(jìn)路將二者連通進(jìn)路出礦，在受礦巷內(nèi)布置切割天井和中深孔爆破區(qū)。

在-350 m水平布置與礦房對(duì)應(yīng)的鑿巖硐室，并在下盤脈外布置運(yùn)輸巷，在上盤布置回風(fēng)巷，鑿巖硐室與上下盤采用聯(lián)巷貫通，在鑿巖硐室內(nèi)施工深孔。

本次只針對(duì)深孔一次性爆破切割天井與深孔槽區(qū)進(jìn)行研究。

具體施工步驟及參數(shù)如下。

(1)布孔與鑿巖。根據(jù)設(shè)計(jì)，共布置13個(gè)孔，1個(gè)中心孔，1圈4個(gè)孔，2圈4個(gè)孔，3圈4個(gè)孔。鑿巖采用T-150型環(huán)形潛孔鉆機(jī)垂直向下施工，施工深度42 m，成孔φ160 mm，傾斜率不得超過(guò)1%。根據(jù)具體施工參數(shù)布置如圖1～圖4所示。

圖1 礦房深孔孔位平面布置

圖2 中深孔及切割井與深孔槽區(qū)剖面

圖3 底部結(jié)構(gòu)及切割井平面布置

(2)爆破。炸藥采用膏狀巖石乳化炸藥，藥卷規(guī)格φ140 mm×500 mm，單卷質(zhì)量為9 kg；雷管選用半秒非電導(dǎo)爆管雷管，爆破網(wǎng)絡(luò)連接采用2#塑料導(dǎo)爆索、塑料導(dǎo)爆管以及四通。裝藥采用人工裝藥，首先人員進(jìn)入工作面進(jìn)行清孔，清孔完畢后利用5#鐵絲下放水泥塞進(jìn)行掉塞堵孔，掉塞完畢后向孔內(nèi)裝入0.5 m的渣土進(jìn)行填孔。填孔完畢后將膏狀巖石乳化炸藥利用2#塑料導(dǎo)爆索綁扎后下放至孔底，然后再裝入5卷膏狀巖石乳化炸藥，最后再向炮孔內(nèi)利用鐵鍬填入約1 m左右的沙土堵孔，再在孔口將半秒非電導(dǎo)爆管雷管與2#塑料導(dǎo)爆索連接；依次剩余其他孔依次裝藥，注意中心孔內(nèi)不裝藥。拉網(wǎng)主線采用2#塑料導(dǎo)爆索，然后將雷管腳線與主線采用膠帶連接，主線上連接2發(fā)起爆雷管，雷管腳線與塑料導(dǎo)爆管采用四通進(jìn)行連接，然后將塑料導(dǎo)爆管拉至安全抵達(dá)后連接起爆器進(jìn)行起爆。每次爆破高度約為3.5 m。一次分層進(jìn)行爆破，預(yù)計(jì)4個(gè)班可以成井。

(3)通風(fēng)。利用原有通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)，局部可采用增加局扇進(jìn)行通風(fēng)。

(4)支護(hù)。根據(jù)草樓鐵礦地質(zhì)條件及巖石的硬度系數(shù)，局部破碎地點(diǎn)可采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)。

(5)出碴。采用Atlas鏟運(yùn)機(jī)平底出碴，根據(jù)具體情況將礦石導(dǎo)入脈外礦石溜井；廢石倒入脈外廢石溜井，然后利用電機(jī)車將礦石拉至主溜破系統(tǒng)，廢石拉至附近車場(chǎng)，提升至地表。

2 現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)

根據(jù)回采情況，選取-350～-395 m水平7P采場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)階段高度45 m，巷道高度3.6 m。

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)可知以往切割天井采用反掘法進(jìn)行施工，高度為15 m高的切割天井，2名工人施工需要8個(gè)作業(yè)班，深孔槽區(qū)施工鑿巖每個(gè)孔30 m×13個(gè)孔，合計(jì)390 m；每個(gè)臺(tái)班施工120 m，共需3.25個(gè)臺(tái)班。爆破需要3個(gè)班。

采用現(xiàn)有方法進(jìn)行施工后，省略了人工反掘天井，深孔鑿巖增加了195 m，鑿巖增加了1.3個(gè)臺(tái)班；深孔爆破增加了1個(gè)臺(tái)班。根據(jù)施工過(guò)程收集的主要材料的消耗，人工反掘消耗見(jiàn)表1；并將人工反掘與深孔一次成井對(duì)比見(jiàn)表2。

圖4 槽區(qū)深孔平面、裝藥結(jié)構(gòu)及橫剖面

表1 人工反掘一循環(huán)主材消耗

表2 成井后有反掘與無(wú)反掘?qū)Ρ?/p>

3 結(jié) 論

草樓鐵礦采用此方法進(jìn)行切割天井與深孔槽區(qū)施工，試驗(yàn)表明：該方法具有施工速度快，安全性高，施工工序減少，施工成本降低，施工作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度降低，回采效率提高，有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。