无底柱无分层分段崩落法在采矿中的应用

2019-03-05郭永民伍永慧赵宏林

世界有色金属 2019年23期

郭永民，伍永慧，赵宏林

（赤峰金都矿业有限公司，内蒙古赤峰 025350）

1 采矿过程中存在的问题

赤峰金都矿业有限公司十地银铅锌矿矿体特征多为倾斜-急倾斜薄矿脉，矿体倾角40°～85°、厚度0.8m～4m，总体走向320°，倾向230°，矿体以铅锌矿、银铅锌矿为主，围岩为流纹质岩屑晶屑凝灰岩，节理发育，属较稳固型，个别矿体局部地段厚度达到4m～15m，矿体倾角70°～85°，属于急倾斜中厚矿体，岩石坚固性系数f=10～12。由于矿体多为倾斜-急倾斜薄矿脉，根据矿体赋存状态和矿岩性质多采用无底柱浅孔留矿法采矿，但对于个别矿体局部厚度超过4m地段，在采用浅孔留矿法回采过程中暴露面积大，由于构造多、节理裂隙发育，易发生片帮冒顶事故，现场作业环境危险，支护工作量大，回采难度增大。

2 提出解决方案

为了解决上述难题，减少人员出入采矿场的频次，降低采矿风险和成本，确保回采过程中的安全，公司工程技术人员结合十地矿区矿体的特征进行反复研究，决定采用分段崩落法回采，但是该采矿方法采准工程量较大，采矿成本偏高，经过反复论证，通过改变采矿工艺来解决采矿过程中出现的难题，最后提出了采准工程量较少的“无底柱无分层分段崩落法”方案进行采矿实验，实验成功后，可在以后采矿中推广应用。

3 实验地点选择

实验地点选择在十地矿区十线斜井1120m中段7#矿体X2702采场，该采场位于十线斜井1120m中段SE端，顶部1160m中段，阶段高度40m，采场平均长度66.28m，矿体平均厚度10.2m，矿体倾角80°，回采高度37.9m，在采场中间位置（10勘探线）有一条1120m～1160m中段沿脉探矿天井可以利用，非常适合“无底柱无分层分段崩落法”采矿实验，预计回采矿石量：76560t。

4 采准

根据X2702采场矿体的实际情况，底部结构采用平底式结构，在矿体上、下盘布置脉外运输巷和出矿穿环形运输，装岩机装矿，由于X2702采场在1120m中段矿体局部水平最大厚度达到14.4m，为保证底部矿石全部采出和后期爆破时有足够的补偿空间，决定将采场底部矿石全部进行切采，切采高度为2.8m，利用1120m～1160m中段沿脉探矿天井作为自由面，采用深孔将探矿天井扩帮形成切割井，将1160m中段沿脉探矿天井透点处扩帮改造成切割槽，为后续穿孔、拉槽做好准备。（见图1）。

图1 无底柱无分层分段崩落法采准、炮孔布置图

5 穿孔爆破

根据矿体赋存状态及矿岩的物理性质，穿孔设备采用QZJ-100B型潜孔钻机，孔径∮=90mm，由于岩石坚固性系数f=10-12，根据经验公式坚硬的岩石w=（23-30）d计算选定最小抵抗线为2m(w为最小抵抗线，d为炮孔直径)，因此平行炮孔间距、排距均设计2m；在1120m中段穿上向平行孔，孔深设计20m，在1160中段穿下向扇形孔，由于下向穿孔过深返渣困难，且后期吹孔装药时返水、返渣难，因此向下垂直最深孔设计17m，孔底距设计2m。为控制损失、贫化，每间隔一孔在穿到设计孔底2米时，根据穿孔时喷出的碎渣取样化验进行矿岩界定，圈定矿岩界限。

爆破时，下向孔采用连续不耦合装药和上向孔采用连续耦合装药两种装药方式，下向孔采取人工装卷药（规格：∮70mm×500mm），上向孔利用装药器装散装面药，为了防止拒爆现象的发生，加大爆破保险系数，爆破时孔内加装1根导爆索和2发毫秒导爆管（双保险），采取孔内微差导爆管与导爆索辅爆复式起爆法爆破。联炮方式：导爆索双向环形联接；起爆顺序：导爆管激发器→传爆电缆线→导爆管雷管→主导爆索→支导爆索→孔内导爆管雷管和辅爆导爆索→起爆。为保证爆破效果和有足够的补偿空间，采取了先爆破底部，再爆破顶部，初期一次爆破2排～3排，待补偿空间足够后可一次多爆破几排。（见图2）。

图2 导爆管与导爆索辅爆复式起爆法布置图

6 优、缺点

（1）优点。①采准工程量非常少，回采工艺简单，成本低；②安全性好，减少人员出入采矿场频次，有利于安全管理；③支护工程量大大减少，降低了采矿成本。

（2）缺点。①下向孔较深，穿孔时返渣困难，装药前吹孔返水困难；②向上孔深19m～20m，装药相对困难。

7 经济效益分析

采用无底柱无分层分段崩落法采矿，可以将一个阶段分为两个分段爆破回采，但不施工分层凿岩巷道、行人顺路井、顺路进路和分段切割槽，该采矿方法有异于常规分段崩落法采矿，采准工程量非常少，通过在X2702采场实验，比常规分段崩落法采矿少施工采准工程量：1590.33m³，节约资金68.25万元，折合降低采矿成本8.9元/t。