楊國永

（景洪市龍鑫礦業(yè)有限責(zé)任公司，云南 景洪 666100）

景洪市龍鑫礦業(yè)有限責(zé)任公司疆鋒鐵礦200萬t／a采礦工程Ⅱ號(hào)礦段460 m采區(qū)采礦工程開采主要對象為疆鋒鐵礦22～28＃勘探線460～520 m標(biāo)高之間的礦體，分布于北東-南西走向的F4和F10斷裂間，沿215°～220°方向呈“一”字形展開；礦體產(chǎn)于大勐龍群下段第三層（Ptdm1-3）變質(zhì)巖系中部、下部的透輝石矽卡巖中，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，呈似層狀、透鏡狀，傾向129°～140°，局部反傾，傾角82°～89°，平均傾角84°，走向長約300 m，厚度3～43 m［1-4］。地質(zhì)資源儲(chǔ)量70萬t，品位TFe23.72%，因此需要一種經(jīng)濟(jì)、高效的采礦方法來進(jìn)行開采。

1 采礦方法優(yōu)選

460～520 m之間礦體的礦石價(jià)值較低，為了節(jié)約成本，保證高效、安全地進(jìn)行回采作業(yè)，同時(shí)適應(yīng)周邊圍巖的穩(wěn)定性，增大礦柱、減小采場尺寸，保證出礦的安全和上中段的回采，可適用于疆鋒鐵礦的采礦方法有大直徑深孔側(cè)向崩落分段空場嗣后充填法、機(jī)械化點(diǎn)柱式上向水平分層充填法、進(jìn)路式上向水平分層充填法三種充填工藝進(jìn)行作業(yè)。

通過對比分析發(fā)現(xiàn)，進(jìn)路式上向水平分層充填法有效降低了貧化損失，改善了分層沿脈干線開口多，靠近破碎帶施工和維護(hù)困難的問題，但是投資大，成本高。機(jī)械化點(diǎn)柱式上向水平分層充填法在開采關(guān)系中對采區(qū)的銜接有利。利于鋪設(shè)假底，能較好地回收中部的礦柱子，且基建工程量小，但同樣存在礦石損失率大、投資大、成本高的問題。大直徑深孔側(cè)向崩落分段空場嗣后充填法在投資和成本方面較其余兩種方法有著比較大的優(yōu)勢，但是貧化損失大、基建工程大，且有著炮孔排灰及堵孔問題。最終，通過采礦工藝分析，最終選擇大直徑深孔側(cè)向崩落分段空場嗣后充填法工藝進(jìn)行采礦作業(yè)［5］。

2 大直徑深孔側(cè)向崩落分段空場嗣后充填法工藝

2.1 采準(zhǔn)、切割工程布置

由于礦體下盤存在一條與礦體平行的F4斷層，為確保坑道施工安全，減少工程投入，結(jié)合礦體傾角較大等因素，沿脈干線布置在礦體上盤，沿礦體走向布置脈外沿脈干線，沿脈干線距離礦體邊界約20 m，中段高60 m，共分為兩個(gè)分段，每分段高30 m，礦塊長21～35 m不等，礦塊寬為礦體水平厚度。礦塊與礦塊間留設(shè)6 m間柱，每個(gè)礦塊布置兩條垂直走向布置的出礦進(jìn)路，進(jìn)路間距16～18 m不等，每個(gè)礦塊其中一條進(jìn)路端部布置切割井，切割井高26.2 m，沿礦體走向設(shè)置鑿巖平巷，如圖1所示。

圖1 460 m分段采準(zhǔn)工程布置圖

490 m分段布置脈外沿脈干線，垂直礦體走向布置下出礦聯(lián)道，沿礦體走向布置切頂硐室，為確保安全，減小暴露面積，切頂硐室沿走向方向布置保安條柱，條柱寬3 m。Ⅱ-490 m分段因礦體厚度不同，每礦塊設(shè)計(jì)有1～2個(gè)切頂硐室，切頂硐室平均長寬高約為：28 m×9 m×3.8 m共計(jì)12個(gè)，如圖2所示。

圖2 490 m分段采準(zhǔn)工程布置圖

每一分段分上下兩部分鑿巖，下部460 m分段采用H1354鑿巖臺(tái)車鑿巖，扇形布孔，鑿巖控制高度12 m。上部在490 m分段設(shè)置切頂硐室采用T-150潛孔鉆機(jī)向下鑿近似平行的中孔。460 m中段出礦在460 m分段，采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，采礦完成后在490 m分段采用全尾砂充填，面層采用灰配比1∶4的尾砂膠結(jié)充填。膠結(jié)充填要求14 d能達(dá)到2～3 MPa，能保證490～520 m標(biāo)高礦體回采時(shí)，保證安全要求。

2.2 切割井分段爆破的應(yīng)用

2.2.1 切割井炮孔布置設(shè)計(jì)

此采礦方法切割井高度26.2 m，高度相對較高，按照國家相關(guān)規(guī)定超過20 m禁止采用普通法施工天溜井。疆鋒鐵礦根據(jù)現(xiàn)有的中深孔施工設(shè)備，同時(shí)借鑒其他礦山相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，切割天井施工采用分段爆破成井法施工。炮孔采用T-150潛孔鉆機(jī)施工，切割井為3 m×3 m矩形井，9個(gè)炮孔螺旋布置，第一次爆破5 m，最后一次7～8 m，如圖3所示。

圖3 切割天井一次爆破成井炮孔布置圖

2.2.2 切割井裝藥、爆破

1.采用分段分次爆破，第一次爆破4 m，根據(jù)第一次爆破結(jié)果調(diào)整后續(xù)爆破高度及爆破參數(shù)。

2.裝藥前先采用鋼絲綁扎編織袋利用裝藥管穿至炮孔下口，拉緊鋼絲，利用編織袋堵塞炮孔下口，再充填300 mm左右的細(xì)沙作為炮泥，然后裝填炸藥及起爆雷管，最后充填500 mm左右的細(xì)沙充當(dāng)炮泥，一個(gè)炮孔裝藥完畢，其他炮孔按此順序裝藥。

3.當(dāng)爆破至最后7～8 m時(shí)，此時(shí)切割天井具有上、下口兩個(gè)自由面，因此，必須一次裝藥爆破。

4.爆破參數(shù)見表1，按每次爆破4 m計(jì)算裝藥量，聯(lián)線方式為并聯(lián)。

表1 爆破參數(shù)表

2.3 礦石回采

2.3.1 采礦方法

大直徑深孔側(cè)向崩落分段空場嗣后充填法。

2.3.2 中深孔設(shè)計(jì)及爆破

礦房落礦中深孔施工：采用H1354鑿巖臺(tái)車在460 m分段鑿巖巷道鉆鑿Φ76 mm上向扇形中深孔，排面間距W為1.8 m，孔底距a為2～2.5 m，爆破后形成10 m高的扇形集礦塹溝。

采用T-150潛孔鉆在490 m分段切頂硐室內(nèi)向下鉆鑿Φ140 mm平行深孔，排距W為2.8 m，孔距a為2～2.5 m，孔深15～20 m。

切割拉槽及礦房回采采用粒狀硝銨炸藥逐孔爆破，炸藥單耗0.5 kg／t，用非電微差雷管及導(dǎo)爆索復(fù)式起爆，為避免爆破后上下出現(xiàn)隔層，上、下孔設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)施工時(shí)錯(cuò)開1 m，爆破先460 m分段向上扇形炮孔，在爆破向下平行炮孔，爆破下向炮孔時(shí)需在490 m分段用鐵絲吊Φ135 mm的圓形水泥預(yù)制托盤做為下口底部封堵進(jìn)行填塞裝藥。

為解決爆破時(shí)地震波動(dòng)過大的問題，爆破采用半秒導(dǎo)爆管進(jìn)行起爆，采用逐孔起爆，部分短孔藥量較少的，相鄰2個(gè)孔為一段。起爆順序?yàn)橐贿呄蛄硪贿呏饌€(gè)起爆。

2.3.3 裝藥技術(shù)參數(shù)

1.上向扇形中深孔主要鑿巖爆破技術(shù)參數(shù)。炮孔直徑：76 m；崩礦步距（最小抵抗線）：1.8 m；孔底距：2～2.5 m設(shè)計(jì)孔深：9 m；裝藥長度：7 m；填塞長度：2 m；裝藥密度：6 kg／m；炸藥單耗：0.45 kg／t。

2.下向扇形中深孔主要鑿巖爆破技術(shù)參數(shù)。炮孔直徑：140 mm；崩礦步距：2.8 m；孔底距：2.8～3 m；設(shè)計(jì)孔深：15 m；裝藥長度：13 m；填塞長度：2 m；裝藥密度：14.4 kg／m；炸藥單耗：0.55 kg／t。

2.4 貧損指標(biāo)

統(tǒng)計(jì)了460～490 m實(shí)際貧損指標(biāo)，見表2。

表2 實(shí)際貧損指標(biāo)表

貧化與損失分析：

1.由于礦塊礦體周圍及切頂硐室頂板節(jié)理裂隙發(fā)育，所以在爆破后有部分圍巖和頂板垮落采空區(qū)混入礦石中，導(dǎo)致礦石品位降低。

2.部分礦塊礦體薄，由于分段較高，下向平行孔布置困難，爆破后部分周邊圍巖崩落，造成貧化。

3.由于出礦設(shè)備不可以進(jìn)入采空區(qū)出礦，采空區(qū)內(nèi)剩余部分礦石，兩礦塊間留有間柱礦石損失，導(dǎo)致回收率偏低。

3 結(jié) 論

460～490 m分段應(yīng)用大直徑深孔側(cè)向崩落分段空場嗣后充填法，此方法在高切割井分段爆破成井爆破效果及質(zhì)量都取得較好的效果，為疆鋒鐵礦及其他類似礦山提供了較好工程實(shí)例。