中深孔落矿在广西大新锰矿的应用

2010-12-31吴沅声

中国锰业 2010年4期

吴沅声

(广西锡山矿业有限公司,广西南宁 530022)

近年来,大孔径中深孔爆破采矿方法[1]在地下矿山应用越来越多；回采规模大,劳动生产率高,经济效益好等优点使其成为地下中厚稳固矿体的主要采矿方法。

1 中深孔落矿概述

广西大新锰矿340～380 m 13线～26线之间的矿体属急倾斜、倾斜矿体,矿体平均厚度为10 m,矿体围岩均属中等稳固以上的岩层。采用浅孔留矿法采到约360 m高,放矿平场出约3 m高的空间,作为中深孔的凿岩空间,采用 YGZ-90型钻机打垂直向上炮孔,炮孔直径φ65 mm,孔深4～18 m不等；在矿房东侧沿Ⅲ矿掘进切割天井,在其周围掘进炮孔,分多次爆出切割槽,作为中深孔爆破的自由面和补偿空间。

2 采场布孔及爆破参数

采场的布孔参数依据爆破漏斗试验结果而定,矿房分排布孔,排距2.0 m,孔距垂直孔取1.4 m,扇形孔孔底距取2.0 m,矿房凿岩空间大,一般为8～13 m,布孔以垂直孔为主,边界辅以扇形孔；切割槽沿切割天井布孔,排距1.2 m,孔距垂直孔1.2 m,扇形孔孔底距1.8 m[2]。图1为采场炮孔图,图2为切割槽布孔图。

图2 切割槽炮孔

3 凿岩

采用YGZ-90型钻机钻凿φ65mm的中深孔,凿岩空间大,在褶皱断层发育时安全性差,需要做一定的安全防护措施。

4 采场爆破[3]

4.1 天井—切割槽爆破

以切割天井为自由面,其他孔柱状药包全孔一次侧向微差爆破；分3～4次爆破出切割槽。特点：

1)要求中深孔凿岩准确,爆破可靠性高,施工组织管理复杂；

2)天井掘进效率低,施工条件及安全性较差；

3)初期拉槽效率低,影响矿山生产能力的提高；

4)出现故障后难以处理,340-10号矿房切割槽爆破因钻孔偏差,爆破后出现悬顶,严重影响了回采计划。

4.2 全孔侧向爆破[4]

以切割槽为自由面,柱状药包全孔一次侧向爆破。炸药为普通岩石乳化炸药,规格φ35 mm×200 mm,在现场将两个药卷用胶布加工成φ60 mm×200 mm的药卷,人工装药,垂直孔孔口堵孔2 m,扇形孔堵孔2.5 m,1～12段20 m毫秒导爆管双起爆药包起爆。爆破特点如下：

1)矿体可爆性好,爆破能量利用充分,爆破效果好,同时爆破排数越多大块率越小,在确保爆破可靠性的情况下,尽量多排爆破；

2)由于考虑到爆破可靠性,且加工炸药时间长,药卷加工成型较差容易造成卡孔等原因,每次只爆破2～3排；

3)采场爆破作业量较大,规模小,频率高,最大单响药量可以控制,炮孔部分为挤压爆破；

4)爆破对Ⅰ矿围岩的稳定破坏性较大。

图3为爆破顺序图。

图3 起爆顺序

5 爆破效果

爆破自由面大,主要是垂直孔落矿,扇形孔辅助落矿,炮孔利用率高,矿体边界控制好,大块率低,大块产生主要是后排矿石被震下及围岩滑落。爆破效果分矿体产状不同而有所不同：

1)急倾斜稳固矿体爆破后顶板平整,回采率高,废石混入率底,Ⅰ、Ⅲ矿边界基本没有围岩沿层面滑落,围岩规整,基本稳定,在出矿期间不会自然崩落,如340-12号、340-11号、340-10号矿房；

2)倾斜矿体爆破后Ⅲ矿切顶不到位,Ⅰ矿围岩冒落,损失率、贫化率较高,如340-7号矿房；

3)断层及褶皱发育,矿体边界变化复杂,爆破后Ⅰ、Ⅲ围岩都有冒落,贫化率、大块率较高。

6 矿柱回采

回采矿柱的1/2,采用 YGZ-90型钻机在凿岩中段联络道处打向上扇形炮孔,与矿房最后2排炮孔同时装药爆破。

7 340-13号试验矿房总结

设计院提供的采矿方法为垂直扇形中深孔落矿留矿法矿块的回采顺序自上而下,从中央向两侧推进,上分段超前下分段1～2个爆破步距。采用YGZ-90凿岩机在分段凿岩平巷内钻凿垂直扇形中深孔,孔径65 mm,最小抵抗线1.5 m,孔距1.5～1.8 m,乳化炸药装药,导爆管及微差继爆管起爆,每次上下各爆2～3排孔。根据设计院的方法在340-13号矿房进行了试验,试验结果如下：

1)采准切割工程量大；

2)矿体产状多变,地质条件不十分明确,对矿体边界圈定不准确,Ⅰ矿没有炮孔控制,造成很大的损失；

3)都是扇形孔落矿,炮孔利用率低；

4)自由空间小,对控制爆破有很高的要求,爆破过程中出现了两次锁口现象,处理起来危险性大；

5)施工条件好及安全性较高,回采强度大。

图4为340-13号矿房炮孔布置图。