草楼铁矿深部采场结构参数优化

2021-11-18王昭

现代矿业 2021年10期

王昭

（中国华冶科工集团有限公司安徽杜达分公司）

草楼铁矿采用下向分期开拓回采方式，深部矿体赋存条件较好，属于极厚矿体，倾角为50°，普氏系数为10～12，裂隙发育中等，岩体稳固性较好。采矿设计较前期工程进行了调整，矿房回采宽度由15 m增加到18 m，回采高度由60 m增加到120 m，采用垂直大直径深孔采矿方法。深部矿体岩性较前期工程发生改变，且矿房参数进行了调整，使用原采矿参数时，回采矿石块度不均匀，采场时常发生片帮现象，并且由于凿岩硐室点柱位于硐室中心，两侧孔间距较大，需要布置多个斜孔，不利于穿孔作业和采矿。因此，需要对深部凿岩硐室点柱和采矿参数进行调整［1-6］。

1 爆破参数优化

1.1 总体方案

草楼铁矿深部矿房高度为120 m，宽度为18 m，顶部为深孔凿岩硐室，内部均匀布置点柱。计划通过现场试验来优选最优爆破参数。本次试验以一期采矿参数为基础，原深孔排距为2.8 m，孔间距为3 m，重新优化边孔孔距和深孔排距，根据爆破效果，确定新的爆破参数。

1.2 硐室参数优化

因凿岩硐室较为宽大，内部需要预留点柱，点柱宽度为2.5 m，连续间隔布置。原点柱布置在凿岩硐室中部，硐室两侧距离为7.75 m，每排深孔布置难度大，孔间距不均等，辅助孔较多。因此将点柱偏中布置，点柱中心距一侧边帮7.75 m，将两侧硐室分割为6.5和9 m，可以均匀布置深孔。

1.3 孔间距调整

根据凿岩硐室及其点柱位置，将深孔均匀布置，正常深孔间距为3 m，边孔孔距优化为2.5 m，将原边孔倾斜孔优化为垂直深孔，并且为防止片帮，在边孔相邻排中间施工预裂空孔，空孔直径与正常孔一致。点柱位置孔距为3.5 m，相邻排距间交叉增设辅助深孔，降低爆破大块率。

1.4 深孔排距试验

1.4.1 试验思路

原深孔排距为2.8 m，爆破后块度均匀、偏小，炸药单耗较高。深孔排距优化以实际爆破效果进行确定，以2.8 m排距为基础，遵循由小到大的原则，依次调整为2.9，3.0和3.1 m，每级排距布置2排，共爆破试验6排。

另外考虑到排距为3或3.1 m时夹制作用较大，若爆破不成功，后期处理困难，在其试验排后1.0 m处增加一排备用炮孔。本次试验炮排孔深45 m，孔径为165 mm，每排7个孔，分层爆破高度为10 m。

1.4.2 试验分析

试验过程中，采用单排同段一次起爆，每次爆破一排，使用乳化铵油炸药进行爆破。对爆破过程及爆破后出矿效果进行统计整理，不同排距技术参数和爆破效果见表1和表2。

经过现场爆破试验，不同排间距的深孔爆破效果良好，基本达到了本次爆破试验的目的。爆破试验过程中随着排距的增加，炸药单耗波动不大，基本控制在0.33～0.37 kg/t；出矿块度随着排距的增加而有所增大，但基本都控制在600 mm以下，大块率较低，通过以上分析可以看出，生产时深孔排距控制在3 m较为合适。

2 深孔爆破施工

2.1 采场孔网参数

深部采场垂直于矿体走向布置，顶部为深孔凿岩爆破硐室，底部为堑沟出矿结构。为便于控制深孔施工偏斜率和爆破作业，将采场在垂直方向上分为2个分段，中间增设辅助凿岩爆破硐室。凿岩爆破硐室高3.6 m、宽18 m，长度一般比矿体水平厚度增加20 m，内部点柱宽2.5 m、长6 m，间隔7 m，偏中1.25 m布置。深孔每排布置7个，当有点柱影响时，点柱一侧深孔间距调整为2.5 m，另一侧增设辅助爆破深孔。切井布置在硐室较宽一侧，位于2个点柱中央。为提高上盘深孔利用率，采场上盘深孔布置为倾斜孔，往上盘方向倾斜，同时可以提高回采率，斜孔孔口排距为2.0 m，孔底距为3.5 m，避免孔底距过大，需满足爆破体块度要求。凿岩硐室内深孔布置见图1，深孔设计参数见表3。