1、中深孔爆破法回采顶柱的应用论述摘要：爆破技术是采矿工程中的一项重要内容，爆破技术的改进或提高有利于提高矿石的开采效率。文中以实例对中深孔爆破技术的应用进行了说明。这些爆破技术在我国的中深孔爆破工程中有一定的推广应用价值，并有效地降低了顶柱回采生产成本，提高了生产能力，取得了较好的技术经济效果。 关键词：中深孔爆破 中等稳固 回采顶往 爆破参数 中图分类号：TB41 文献标识码： A 文章编号： 前言 采矿业作为我国基础产业之一，对我国落实基础建设无疑有积极的促进作用。如何提高矿产资源利用率、降低采矿的安全风险是每个管理者必须考虑的问题，对老矿区顶柱的回采是提高资源回收率的重要措施之一。且采矿工
2、程中的爆破工作更是专业非常强、危险性极高，一旦发生爆破事故，不但危及作业人员的生命安全，同时也对企业和社会的利益产生了不可估量的损失。 一、当前顶柱回采技术存在问题 矿柱部分脱落而不规整，使小部分中深孔打透，影响了爆破效果。因此，中深孔测量工作要精准，设计工作要细化，检查工作要及时，进一步提高中深孔施工质量。每个中深孔爆破都装有非电毫秒雷管，虽然增加了起爆安全系数，但爆破成本较高。可考虑改为“2 孔 1 装” 。用竹杆装药时，因局部顶板离矿堆面太高，需要使用梯子，影响作业效率。因此，要严格放矿管理，均衡出矿，加强平场。雷管段数少，当排数过多时，只得增加段数，影响爆破效果。因此，要加快矿柱回采的
3、凿岩速度和减小中深孔爆破规模。中深孔爆破回采矿柱大块率较高，贫化损失较大。爆破参数不合理和起爆时间不当是造成爆破落矿中大块率高的两个主要原因，且对工程影响较大； 1 劳动生产率低。耙矿工效低, 大块的二次破碎和处理卡斗时间达到整个班作业时间的三分之一以上。 2 材料消耗大。主要是二次破碎的火工材料和爆破器材。 3 贫化损失大。 4 耙矿成本高。由于大块多, 耙矿效率低, 出矿周期长,材料消耗大, 设备利用率低。 5 安全事故多。大块多二次破碎频繁, 相应地增加了爆破事故, 恶化了作业条件。 若能采用中间拉槽，两侧向中间挤压爆破，则效果会更好。同时应根据设计施工，严格控制中深孔的深度与角度。 二
4、、地质简况及开采技术条件 1 地质简况 某矿区位于华北地台南缘, 出露地层主要为中元古界熊耳群焦园组上段, 主要岩性为英安岩。区内断裂构造较少, 只有一条断裂带, 矿体赋存于该构造蚀变带中段。矿体产状与构造蚀变带基本相同, 走向 17 , 倾向 282295, 倾角 4760, 厚度 3.1616.32 m, 平均厚度为7.56 m 。矿体形态呈宽脉状或大透镜状, 沿走向向两端具有分支尖灭特点。矿岩坚固系数 f= 1012 , 属中等以上稳固。 2 开采技术条件 4 0 9 中段矿块沿走向布置 , 长 40 m , 垂高 40m。矿块南北两侧分别为 0 、矿块, 矿体较薄, 均已采完。I 矿块
5、遗留顶柱垂高 12 m, 矿体水平厚 16m , 倾角 50, 总矿量 19500 t , 平均品位 6.1g/t , 上下矿房皆已采(放)空。(见图 l) 3 采矿方法 （1） 方案选择 由于顶柱上下皆为高位空区, 在顶柱中布置采准工程进行回收比较危险。考虑矿体地质条件和现场实际情况等因素, 综合权衡, 决定在矿体下盘布置采准工程, 使用中深孔爆破法回收顶柱。顶柱回收完毕, 使用废石或全尾砂及早充填采空区, 防止出现大规模地压活动。 （2） 工程布置从该矿块 2 # 天井进入, 先在矿体下盘 434 m 水平沿矿体走向掘 2.6 x 2.6 m2 的凿岩巷道, 与矿块同长为 4 0 m 。再
6、从该巷道中间向上掘一立井通 449 中段, 以方便工具、炸药等物资的运输(见图 2 )。原底部放矿漏斗全部拆除, 以免被爆下矿石砸坏。为防止大块堵塞, 还应将漏斗喇叭扩大, 喇叭口不小于 2x 2 m 2 。 （3） 回采工艺 沿凿岩巷道每隔 1.5 m , 凿一排垂直扇形炮孔 (见图 2) , 共计 24 排。以该矿块两侧采空区作为最初爆破自由面。爆破时, 两侧炮孔首先起爆, 中间炮孔最后(见图 3 ), 爆下矿石从底部结构人工出矿, 大块可在喇叭口二次破碎。 4 中深孔爆破法及应用效果 （1） 爆破参数确定 依据岩石爆破破碎机理, 结合矿山实际生产状况, 降低矿石大块率, 对爆破参数进行合
7、理选取。 a 单位炸药消耗量 单位炸药消耗量是影响爆破效果和经济技术指标的重要爆破参数之一, 主要同矿石性质、炸药性能、炮眼直径、炮眼深度及采幅宽度等因素有关。一般采用经验公式进行确定。 q = 0.2 6 4 f 1/3 (1 ) 式中 q单位炸药消耗量, kg/t ; F岩石硬度系数, 1012。经计算求得 : q = 0.5 6 90.6 0 4 k g /t。结合矿山实际生产情况, 合理的单位炸药消耗量定为 0.5 kg/t 。 b 最小抵抗线 根据矿岩爆破破碎机理, 爆破应力波和爆轰气体是矿岩破碎的主要动力, 爆破应力波使矿岩生成裂隙, 爆轰气体使已有的裂隙扩展和使破碎的矿岩分离。爆
8、破应力波作用范围主要分为冲击压碎区、拉伸破坏区和弹性震动区, 岩石破坏主要集中在冲击压碎区和拉伸破坏区。 在此范围以外的岩体,只能是爆轰气体准静态膨胀作功和使岩体抛掷、坍塌。因此最小抵抗线一般以冲击压碎区和拉伸破坏区的范围为准, 通常根据经验公式选取。 w = (2 53 5 )d (2 ) 式中 w最小抵抗线, m ;d炮孔直径, m m , 选用 Y G9 0 凿岩机, 孔径为 6 5 m。计算求得: w = 1.62.2 m.根据矿山实际生产情况 , 为控制大块产出率, 选取最小抵抗线为 1.5 m。 c 孔底距 孔底距的确定应遵循“ 小抵抗线, 大孔底距” 的原则, 对扇形炮孔, 孔底
9、距 d 按下式计算： d= 1.11.5w(3 ) 经计算求得:d= 1.7 2.3 m, 选中间值取孔底距为 2m. 2 爆破方案 (1)凿岩 根据测量资料给出各凿岩断面图, 根据有关参数设计各断面扇形炮孔长度、倾角。每凿完一孔, 用测孔仪实测对照, 及时纠正。 (2)装药 选用“岩石粉状乳化炸药”, 利用“搅拌 FZY 一 100 型”,装药器装药, 装药密度 0.91.0 5g / m L 3 。装药时, 装药器将导爆索及炸药一起装入孔中,孔外预留 0.50 m 导爆索,根据各炮孔所需爆破的范围确定装药长度 (3)堵塞与联线 装药完毕后, 各孔分别再塞二卷捆绑干药, 其中一卷插有带导爆管
10、的非电毫秒雷管, 然后用湿粘土与砂混合料堵孔。为确保起爆万无一失, 联线采用了二项双保险措施: 一是同段导爆管平均分成二束,分别与二条主导爆索连接; 二是同段位炮孔所有预留的导爆索采用三角复式连接为一体, 这样, 只要一孔起爆, 同段别所有炮孔都能起爆。二条主导爆索分别与各分段非电毫秒雷管, 由非电毫秒雷管控制各排孔爆破顺序。 3 应用效果 中深孔爆破法回采顶柱取得了理想的效果。对于中厚、中等以上稳固顶柱, 在矿体下盘布置采准工程, 使用中深孔爆破法回收极为安全。该方法采准工程量小, 千吨采掘比仅为 3.85 m / kt。通过此次爆破, 共回收矿石 19900 t , 矿石损失率为 12 .
11、5 % ,矿石贫化率为 14 ,2 % , 吨矿回收成本为 22.5 元/t 。此次回收, 提高了矿产资源利用率, 为企业创造了可观地经济效益和社会效益。 5 存在间题及改进方面. ( l) 每孔都装有非电毫秒雷管, 虽增加了起爆安全系数, 但成本过高。可考虑改为每二孔一装之办法。 (2) 凿岩透孔率达 4 %, 一定程度上影响了爆破效果。减少透孔办法是: 一要测量、设计准确。二是严格按设计方位、倾角、长度施工。 (3) 装药时, 粉药太干, 不但装孔不实, 还会漏出; 太湿会堵塞装药管, 此情况可以使用乳化炸药。 (4) 大块率较高, 若能采用中间拉槽, 两侧向中间挤压爆破, 则效果会更好。
12、 结束语 对于中厚、中等以上稳固的矿柱, 通过现场调研、采矿技术论证、爆破参数合理确定, 最终在矿体下盘布置采准工程, 使用中深孔爆破法回收顶柱, 取得了理想的效果。该法不但安全可靠, 采准工程量低, 而且最大限度地提高了矿产资源利用率, 为矿山创造了可观地经济效益和社会效益, 也为顶板中等稳固的同类矿山提供了参考价值。该法必须从测量、设计、施工上严格把关, 以确保爆破效果, 同时要采取预防措施, 防止大爆破对周围采场巷道造成损害。 参考文献 1 周源. 中深孔爆破在生产中效果的改善J. 凿岩机械气动工具. 2009(01) 2 李过生,苏齐松,张文智,陈震. 中深孔爆破法回采顶柱的应用实践J. 有色矿冶. 2006(05) 3 赵德伟,崔栋梁,陈琪. 中深孔爆破在五道岭钼矿矿柱回采中的应用J. 山西建筑. 2006(19) 4 牛化龙. 改进软岩扇形中深孔爆破的实践J. 有色金属(矿山部分). 1990(05)
