余良

(安徽開(kāi)發(fā)礦業(yè)有限公司，安徽 六安市 237400)

1 礦山開(kāi)采現(xiàn)狀

李樓鐵礦開(kāi)采范圍內(nèi)共有FeⅠ、FeⅡ1、FeⅡ、FeⅢ1、FeⅢ5 條礦體，其中FeⅠ號(hào)礦體為主礦體，占開(kāi)采范圍內(nèi)儲(chǔ)量的85.35 %，其次為FeⅡ和FeⅢ號(hào)礦體。礦床走向長(zhǎng)3.4 km，F(xiàn)eⅠ號(hào)礦體平均厚度約50 m、傾角約75°，F(xiàn)eⅡ和FeⅢ號(hào)礦體平均厚度約12 m、傾角約75°。地質(zhì)資源儲(chǔ)量27 624.82 萬(wàn)t，平均地質(zhì)品位TFe 34.29%。礦體的品位分布比較均勻，礦體內(nèi)基本沒(méi)有夾層。李樓鐵礦礦體主要含水層透水性、富水性較強(qiáng)，水壓較高。水文地質(zhì)邊界條件復(fù)雜，地表村落和農(nóng)田不允許移動(dòng)和陷落。

李樓鐵礦采用階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法，分兩步驟回采礦房和礦柱，一步驟采場(chǎng)回采，嗣后全尾砂膠結(jié)充填，當(dāng)充填體的強(qiáng)度達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行二步驟礦柱回采，礦柱回采原則上采用隔三采一的原則，充填體兩側(cè)禁止同時(shí)進(jìn)行爆破作業(yè)。

當(dāng)?shù)V體厚度大于30 m 時(shí)采場(chǎng)垂直礦體走向布置，厚度小于30 m 時(shí)采場(chǎng)沿礦體走向布置。采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)為：鑿巖分段高度25 m，階段高100 m，采場(chǎng)寬20 m，一步驟礦房和礦柱寬度基本一致，?400 m 分段為出礦水平，?275 m 分段為充填和回風(fēng)水平，其余分段為鑿巖爆破水平。風(fēng)溜井經(jīng)聯(lián)絡(luò)道與各水平連通，各水平下盤(pán)沿脈巷經(jīng)首采部位往南北兩翼延伸，逐步延伸風(fēng)溜井，滿足安全生產(chǎn)要求。

李樓鐵礦采用中深孔分段鑿巖階段出礦，?400 m 水平集中出礦。采用中深孔爆破形成出礦塹溝，鑿巖設(shè)計(jì)選用Simba1354 型液壓采礦鑿巖臺(tái)車(chē)鑿上向扇形中深孔，炮孔直徑Φ76 mm，炮孔排距1.5～2 m，孔底距2.5～3.2 m，鑿巖臺(tái)車(chē)效率8 萬(wàn)m/臺(tái)年，炮孔延米爆破量10 t/m，人工裝藥采用BQF-100裝藥器進(jìn)行裝藥。李樓鐵礦引用了1 臺(tái)諾曼特裝藥臺(tái)車(chē)提高裝藥效率，降低井下工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用非電起爆系統(tǒng)雙路起爆，一次爆破1～2 排孔，回采炸藥單耗0.45 kg/t（乳化炸藥或銨油炸藥）。

采用斗容6 m3的LE1400E 型電鏟出礦，每2個(gè)礦塊采用1 臺(tái)電鏟，將采場(chǎng)礦石運(yùn)往礦石溜井，在裝礦進(jìn)路中再對(duì)塊度不合格的大塊進(jìn)行二次爆破處理。

為了提高爆破效率，提高礦塊的生產(chǎn)能力，縮短回采時(shí)間，開(kāi)展了中深孔多排爆破研究。

2 多排孔爆破實(shí)施方案

2.1 四排中深孔一次起爆方案

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用四排中深孔一次性起爆，為保護(hù)周邊“二步采”采場(chǎng)的穩(wěn)定性，保證爆破效果，本方案選擇“V”型掏槽爆破網(wǎng)絡(luò)起爆。具體分段方案見(jiàn)圖1，李樓采礦場(chǎng)部分中深孔為13～14個(gè)孔交錯(cuò)布置，按照每個(gè)雷管段別控制藥量低于300 kg 的原則進(jìn)行分段設(shè)計(jì)。因?yàn)楝F(xiàn)在采場(chǎng)基本為“二步采”采場(chǎng)，為保護(hù)采場(chǎng)兩側(cè)充填體的穩(wěn)定性，前3 排采用“V”型掏槽設(shè)計(jì)，后1 排采用正常的微差起爆法起爆，同時(shí)為保證后排有足夠的爆破沖擊力推動(dòng)前排，各分段設(shè)計(jì)控制藥量均接近300 kg。

圖1 四排中深孔一次起爆方案雷管分段網(wǎng)絡(luò)

2.2 六排中深孔一次起爆方案

六排中深孔一次起爆藥量設(shè)計(jì)最大值約7.2 t，起爆藥量較大，在本礦山尚無(wú)先例，爆破產(chǎn)生的地震波影響情況以實(shí)測(cè)為準(zhǔn)，本實(shí)驗(yàn)方案按照各分段藥量控制在300 kg 以內(nèi)的原則設(shè)計(jì)。采用“雙V”型爆破的方案設(shè)計(jì)，后三排各分段控制藥量在接近于300 kg 的范圍，使后排有足夠能量推動(dòng)前排渣堆，形成足夠的自由空間。雷管分段情況見(jiàn)圖2。

圖2 六排中深孔一次起爆方案雷管分段網(wǎng)絡(luò)

2.3 爆破振動(dòng)的控制

多排孔起爆采用多段微差爆破法，每段雷管起爆單段藥量確保在300 kg 以下，以控制爆破振動(dòng)對(duì)地表的影響。按照單耗0.36 kg/t 計(jì)算，四排中深孔一次性起爆最大藥量為4770 kg，每段雷管控制藥量為250～300 kg，則需雷管段別為16～20 個(gè)；六排中深孔一次性起爆最大藥量為7160 kg，每段雷管控制藥量為250～300 kg，則需要雷管段別為24～29 個(gè)（本方案以?375 m 水平中深孔為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，?350 m 水平中深孔較淺，藥量約為5100 kg，可以適當(dāng)減段，其他水平類似）。目前炸藥庫(kù)雷管段別數(shù)為20 個(gè)，故一次性起爆六排需增加一部分雷管段別以滿足實(shí)驗(yàn)要求。

3 中深孔多排爆破工藝的優(yōu)點(diǎn)

李樓鐵礦采用中深孔多排爆破工藝，將一次性起爆的排數(shù)提高至4～6 排，相較原爆破方案，總爆破次數(shù)減少一半以上。

（1）引進(jìn)了1 臺(tái)諾曼特裝藥臺(tái)車(chē)，增加了2～3 排的裝藥工作量，在李樓鐵礦已經(jīng)成功應(yīng)用，大約50 min 可以裝完1 排正排中孔。采用裝藥臺(tái)車(chē)當(dāng)班可以完成4～6 排的裝藥工作量；

（2）采用裝藥臺(tái)車(chē)進(jìn)行裝藥，有效發(fā)揮臺(tái)車(chē)的效率，降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度；

（3）減少油鏟準(zhǔn)備采場(chǎng)次數(shù)及油鏟出礦量，降低出礦成本；

（4）裝藥次數(shù)減少，大幅度降低裝藥時(shí)對(duì)電鏟出礦的影響時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；

（5）增加起爆排數(shù)使爆破能量在炮排之間充分釋放，排與排之間形成擠壓，效果等同于擠壓爆破，減少大塊的產(chǎn)生；

（6）減少起爆次數(shù)，降低爆破沖擊波對(duì)井下構(gòu)筑物的重復(fù)傷害，便于采場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)管理；

（7）縮短采礦工序時(shí)間，優(yōu)化回采工藝。

4 結(jié)語(yǔ)

中深孔多排爆破在李樓鐵礦廣泛應(yīng)用，大幅度提升了礦塊的生產(chǎn)能力，以及裝藥臺(tái)車(chē)效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。未來(lái)需要繼續(xù)深入研究多排爆破理論，結(jié)合實(shí)驗(yàn)效果，逐步增加裝藥排數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)最大規(guī)模的多排爆破的目標(biāo)。