阿舍勒銅礦二步驟采場炮孔測量技術分析與應用

汪超飛

(新疆哈巴河阿舍勒銅業股份有限公司 哈巴河 836700)

1 項目背景

新疆阿舍勒銅業股份有限公司是集采、選為一體的大型礦山企業，阿舍勒銅礦礦體總體特征具有走向長度短、埋藏深、水平厚度大、儲量大、品位高等特點。設計采用地下開采，經過十多年的開采，一期開采可采礦產資源量逐漸減少，目前礦山已轉入二期開采，二期工程（深部）作為一期開采的深部延續，采用大直徑深孔空場嗣后充填法和分段空場嗣后充填法開采，深部一步驟采場正在大規模開采，逐步將進行二步驟采場開采工作。

2 研究目的與意義

2.1 目的

減少充填體采場混入率，降低礦石貧化率和損失率，提高爆破質量，降低爆破綜合成本，建立炮孔模型數據及炮孔數據庫，為礦山生產提供強有力技術支撐。

2.2 意義

阿舍勒銅礦主要采用大直徑深孔空場嗣后充填采礦法，該采礦方法底部通過YGZ-90中孔機施工中孔爆破后形成放礦漏斗，頂部通過T-150 潛孔鉆機施工大直徑深孔爆破落礦。在實際鑿巖時，由于炮孔偏斜，導致采場邊界不易控制，最終影響采場回采造成損失貧化。在礦山精細化采礦發展的要求下，開展炮孔測斜工作尤為重要。深部二步驟采場兩側均為一步驟采場的膠結充填體，而且與上部采場相比較，礦、圍巖條件和開采地應力環境發生了明顯變化，開采技術條件更為復雜，為了有效控制二步驟采場開采邊界，減小爆破對采場兩側充填體的損傷，防止回采過程中出現充填體失穩破壞，大面積垮塌等重大事故，有必要開展深部二步驟采場爆破參數優化及爆破控制技術研究工作。

3 Rodded Boretrak 桿式抗磁炮孔測斜儀的探測原理

測斜儀是用來確定物體在空間中的傾斜角度與方位角度的儀器，廣泛應用于各種工程建設與勘探中[1]。探頭中內置的傳感器主要測量傾角與相對方位角，計算出炮孔的軌跡。

4 炮孔軌跡測量設備

Rodded Boretrak 桿式抗磁炮孔測斜儀，是英國MDL 公司設計的一款用于快速準確進行鉆孔深度、方位角和傾斜度測量的專業系統，在有磁性的礦山也可以正常使用。該系統擁有一個堅固的探頭，其內部包含一個雙軸傾斜傳感器和一個數字羅盤，可以計算出特定時間內鉆孔相對于接箍位置（collar po?sition）的偏差[2]，外接連接探頭的連接桿，數據經由藍牙無線傳至地面并由MDL CDU 記錄器記錄下來。

5 試驗采場炮孔測量

自2019年4月至8月先后共進行了9次測孔，完成了0m中段北1#采場具備測量條件的炮孔49個。

圖1 0m北1#采場大孔平面、正視、側視圖

圖2 0m北1#采場大孔平面圖

圖3 0m北1#采場大孔正視、側視圖

圖4 0m北1#采場大孔偏斜率統計圖

6 炮孔測量結果分析與應用

6.1 0m北1#采場大孔偏斜率統計圖

通過圖4得出：0m北1#采場炮孔偏斜率在1.5%以內的占51%，在2%以內的占63%。多數炮孔在孔深22m后，偏斜率明顯增大，炮孔偏斜與孔相關。部分炮孔的孔口位置偏差也較大，炮孔開口的方位角也存在較大的偏差。

6.2 0m北1#采場布孔設計與實測

試驗采場巖體破碎，節理裂隙發育，且內含凝灰巖，工人在鑿巖開孔時，鑿巖時鉆頭很容易順著節理方向偏斜。未嚴格按照設計放點執行，普遍存在偏差，且方位角和傾角控制不嚴謹。從現場放點記錄發現C8、2-4 和C10 鉆孔未放點，實測發現上述三個鉆孔未施工。鑿巖設備性能原因，T150 鉆機偏斜控制性能比特拉斯Simba-261鉆機差。

7 結語

（1）采用Rodded Boretrak 桿式炮孔測斜儀，精確測量了試驗采場的大孔炮孔軌跡線，為鉆孔驗收、質量評價、補孔設計、采場裝藥結構優化調整提供了科學依據。

（2）開展了采場邊界探測和充填體取芯工作，未能按設計取得充填體試樣（僅在北2采場采場頂部和鑿巖硐室內取得試樣，灰砂比1:4）說明0m中段0#采場充填體強度較差；邊界探測結果表面，0#采場存在明顯超欠采現象，為補孔設計提供了依據。

a.進一步開展采場炮孔測量工作，分析和評價炮孔偏斜規律和參數，總結炮孔偏斜原因，提高炮孔施工質量。

b.利用炮孔測斜儀進行采場大孔驗收，根據測斜結果，對孔底距大于5m 區域進行補孔設計，動態調整單層裝藥量，控制采場大塊率。