分段空場法在大紅山鐵礦的優化調整與應用

陳 浩，孫 衛，程傳釗，陳 平

（玉溪大紅山礦業有限公司，云南 玉溪 653100）

大紅山鐵礦I號銅礦帶淺部I1礦體780m分段采場沿礦體走向連續布置，分段出礦平巷、鑿巖平巷及出礦進路均布置在在同一標高。中深孔打眼采用YGZ-90鑿巖機，孔徑φ60mm，單孔深5m～35m，排距1.7m，最大孔底距1.8m～1.9m，炸藥一次單耗0.45kg/t。在780分段采場的爆破回采過程中，實際礦房回收率為81%，同時存在大塊多、塊度大及廢石混入率較大的現象，導致增大二次解塊工作量與出礦安全風險。

考慮在不改變現有設備并適當提高一次炸藥單耗的前提下，對760m分段I1礦體回采的采切工程布置與鑿巖參數進行優化調整，以減小廢石混入率、爆破大塊率及整體炸藥單耗，提高礦房回收率、生產效率及作業安全性。

1 地質概況

1.1 工程地質條件

礦體頂、底板、夾層巖性由一套火山噴發沉積變質的變鈉質凝灰巖、石榴黑云角閃片巖、石榴黑云白云石大理巖等含鐵銅的巖石組成，該含礦地層成層產出，層位穩定，火山與沉積特征明顯。下與曼崗河組第二巖性段頂部白云石大理巖，上與曼崗河組第四巖性段白云石大理巖均成過渡接觸。根據鐵礦部分開拓工程揭露的巖石情況，該地層完整性較好。巖石多屬堅硬、半堅硬巖類，礦巖抗壓強度較高，穩固性較好。

1.2 礦體特征

I號銅礦帶淺部I1礦體呈層狀似層狀產出，屬中厚緩傾斜礦體，呈東西走向，向南傾斜，礦體傾角5°～30°之間，厚度12m～25m，與巖層產狀基本一致，從走向上看呈東高西低，A41勘探線以東有尖滅現象。該盤區范圍內的每條勘探線已布置鉆孔分別都揭露了礦體，在空間上探明了礦體形態，計算的開采儲量及可行性評價結果的可信度較高。

2 設計相鄰關系

礦塊位于大紅山I號銅礦淺部800分段與760分段間，A39～加A41勘探線間I1礦體。上部為800分段已經回采結束，下部760m以下礦體逐漸尖滅不可采。東邊礦體逐漸尖滅，礦體向西邊有延時但礦體厚度變小，尚未建采場。

3 采礦方法優化調整

（1）采切工程。根據礦體形態、產狀、厚度、礦巖穩固情況及礦巖物理機械性質，結合現有設備技術條件，采用平底結構垂直走向分段空場法作為該塊段礦體的采礦方法。將760m分段I1礦體劃分為一個盤區三個采場。采場垂直礦體走向布置（即沿勘探線方向布置），采場寬27m，長為I1礦體800m～760m間斜長（50m～90m），采場間留6m間柱。

在礦體底部垂直礦體走向布置采場底部結構（出礦平巷、出礦進路、安全聯道等），出礦進路間距11m左右，出礦平巷間距33m，每條出礦平巷兩側分別布置一條拉底鑿巖平巷形成雙鑿巖，在出礦平巷與沿脈運輸聯道交叉口設置裝車平臺，在各分層礦體下盤接觸線沿礦體走向布置下盤鑿巖平巷并垂直它布置相應切割平巷及切割井。工作面自下盤向上盤逐步推進，直至回采結束。

在礦體下盤接觸線上下位置垂直礦體走向布置帶坡度的鑿巖平巷，坡度接近礦體傾角（取6°），有效減少廢石混入。通過提高切割槽標高與布置帶坡度的鑿巖平巷，與采場底部結構自然形成出礦漏斗，爆破后礦石集中在漏斗部位，有效提高礦房回收率，增加出礦量，同時保障出礦過程中的安全，切實有效的做到安全可靠、技術可行、經濟合理的效果，并取得較大的經濟效益。

圖1 采切工程平面布置圖

圖2 采切工程布置縱剖面圖

（2）鑿巖參數。采用YGZ90-Ⅱ型鑿巖機打向上扇形中深孔，孔徑φ60mm，單孔深5m～35m，根據采礦方法的要求，遵循由上而下的順序回采爆破。為降低回采貧化率，采取小孔徑多段毫秒微差起爆方式并在礦體上盤頂板留0.5m礦石做護頂層。主要孔網參數如下：

切割槽孔網參數：切割槽寬3.0m，每排5個孔，支機高度1.6m，W=1.1m，a=0.65m，孔深10m～15m。

正排炮孔排位分組布置，每組4排～6排，組間排距1.6m，組內排距1.2m。最大眼底距組內第一排眼底距1.6m～1.8m，其它排位眼底距2.0m～2.2m，相鄰兩排炮孔交錯布置，采用小抵抗線大孔距落礦技術，爆破作用指數n=1.7～2.0，崩礦步距為4.8m～5.2m。一次炸藥單耗為0.56kg/t。

炮孔布置圖。

圖3 766Ⅲ02L2第29排/30排

（3）主要經濟技術指標。（表1）

4 數據統計分析

生產過程中對實驗盤區爆破參數的相關技術經濟指標進行了統計分析：

（1）調整為帶坡度鑿巖平巷及提高切割槽標高后，炮孔控制范圍內減小了下盤廢石混入。通過設置底部結構形成出礦漏斗，提高了礦房回收率，礦房回收率由原來的81%提高至86%。同時在出礦鏟裝過程中設備在漏斗下進行作業，不直接進入采場，極大的提高了作業安全性。

（2）大塊率分析。

表2

式中：

N－破大塊所用雷管總數，個；

n－破每單位大塊需雷管數，個/m3；

V－爆破巖石總體積，m3。

根據井下現有破碎設備要求，出礦過程中產生的塊度在850mm以上大塊必須鏟到指定地點集中進行二次破碎，統計單個大塊體積約0.9m3，結合現場實際經驗取n=1.2個/m3。前期780m分段大塊率為14.8%，本次設計760m分段實施應用后大塊率下降至8.68%，有效降低了大塊率。

5 結論

經過對采場采切工程布置及爆破參數的優化調整后，并結合在生產過程中跟蹤記錄的礦石回收量、出礦品位、大塊數量及大塊二次破碎消耗的材料等數據綜合進行分析，本次對分段空場法的優化調整與應用獲得成功。采場爆破后廢石混入率及大塊率有效降低，同時在確保安全回采出礦的前提下提高了礦房回收率及生產效率。

表1