利用冒落區爆破形成回采切槽工作面的技術探索

于曉鋒 張廣軍

（新疆哈巴河阿舍勒銅業股份有限公司 哈巴河 836700）

1 引言

隨著國家對綠色礦山理念的全面推廣與根植，安全作為礦山生產的重要抓手和紅線，積極而持續地推進著采礦方法的改進和更新，特別是隨著科技技術的進步與創新，許多傳統的采礦施工工藝逐漸被取締或取代。現有新疆西北部某地下大型銅礦，因其礦山巖石結構和礦體賦存條件復雜，有以中深孔分段空場嗣后充填采礦法、大直徑深孔嗣后充填采礦法為主，并輔有下向進路采礦法、中深孔分段分條采礦法和中深孔無底柱分段采礦法的諸多采礦方法，圍繞著諸多采礦方法，該礦在推進新技術、探索新方法方面積極著力，且成果顯著。

2 采場情況

現有633m 水平21#采場位于2 號和4 號勘探線之間，礦石儲量19695t。其采場地質條件為：礦體上盤近礦圍巖為凝灰巖和條帶浸染狀黃鐵礦，下盤近礦圍巖為凝灰巖和玄武巖，礦體上下盤圍巖節理、劈理均很發育、巖石穩定性較差。根據采準方案，在穿脈正常掘進完成后，下盤靠近圍巖的礦體出現了沿軸向長約7.9m、寬4.5m、高3.6m 左右的冒落區，增加了原回采方案的實施難度。為了確保該采場的順利回采，降低后續工序施工的安全風險，排除安全隱患，根據現場勘測，利用該空區爆破形成正排中孔所需的切槽空間和自由面成為最優選擇。同時受上中段采場垮塌的影響，為避免該采場在回采過程中出現垮塌，根據回采要求，采場頂板預留5m巖頂。

3 方案確定

3.1 方案要求

該采場采用分段空場嗣后充填采礦法進行回采，設計采幅寬度10m，礦石厚度15.2m，除頂板預留5m巖頂外，采場實際采高為10.2m。因此，所采取的方案在爆破后，必須形成10m寬、10.2m高的采空區，以確保后排中深孔爆破及礦石回收率。

3.2 鑿巖方案及參數

根據現場勘測及下盤礦體傾斜角度情況，方案確定如下：

（1）下盤距冒落區邊緣1.6m 處設鑿巖機（YGZ-90）施工機位，該機位處施工排編號為Q1和Q2，排面角分別為65°、69°的兩排中深孔。每排設計施工11個炮孔，共計施工183.2m。

（2）上盤距冒落區邊緣2.5m 處設鑿巖機施工機位，分別施工排編號為Q3、Q4、Q5、Q6、Q7 和Q8，排面角分別為65°、69°、75°、80°、85°、90°的六排中深孔。每排設計施工9 個炮孔，共計施工515.2m。根據方案，該六排中深孔孔底排面抵抗線在施工完成后控制在0.84m至1.1m內。

（3）為確保爆破效果，Q1、Q3排中深孔孔底距控制在1.4m至1.8m內，其余六排中深孔孔底距控制在1.6m 至2.1m 內。如圖所示，Q1、Q3 和Q2、Q4 排中深孔在施工后會在冒落區中上部形成對稱雙三角區，三角區頂點距空區頂最小厚度約4.6m，同時，為降低爆破夾制作用，確保空區高度，Q2、Q4排中深孔3#至7#炮孔向上超深0.5m。

3.3 爆破方案

（1）本次爆破采用毫秒間隔分段微差爆破的方式，共分9個段別一次起爆Q1至Q8排共76個炮孔，其中起爆順序為：Q1、Q3 排頂部的4#至8#炮孔（共10 個）作為同段最先起爆，緊接著Q2、Q4 排頂部的3#至7#炮孔（共10個）作為同段起爆，然后Q1、Q3排的3#、9#炮孔（共2 個）作為同段起爆，Q1、Q3 排的2#、10#炮孔和Q2、Q4 排的2#、8#炮孔（共4 個）作為同段起爆，Q1、Q3排的1#、11#炮孔和Q2、Q4排的1#、9#炮孔（共4 個）作為同段起爆，最后依次間隔起爆Q5、Q6、Q7、Q8排炮孔（一排一段）。

（2）本次爆破采用孔底起爆的方式，裝藥方式為線性連續耦合裝藥，總裝藥量為1497.4kg，其中最大單響藥量366.1kg。

3.4 方案質量控制

由于此方案為技術探索性方案，為確保方案的成功實施，針對方案，從現場勘測、鑿巖施工、裝藥爆破的全程進行專人負責，認真落實現場技術交底，嚴格把握施工質量，確保了各環節的施工符合設計方案的質量要求。

4 效果及評價

作為一次采礦技術方面的實踐探索，其爆破效果達到了預期，為正排中深孔爆破成功構造出了自由面和爆破空間，確保了采場礦石的正常回采。從結果看，此次探索的意義有以下幾點：

（1）安全性。該方案利用圍繞已冒落的空區施工中深孔，其鑿巖施工、爆破裝藥等作業全部在一支護的巷道內，作業安全性好。同時利用有限的冒落區實施一次爆破便達到切割槽的效果，工序簡單，作業循環少，方便了現場管理，且成功規避了原方案切割井和切割槽施工以及冒落區重新支護回填等作業的安全風險。

（2）經濟性。本方案，減少了工程投入，只在一定范圍內增加了少量炮孔，達到了與施工切割天井、切割槽的同等效果和高于正常施工的經濟效益，同時降低了勞動強度，加快了拉槽效率，加快了生產準備，在一定程度上，節省了生產資源，縮短了礦石回收周期。

（3）技術性。從方案實施的結果看，此例是一次成功的技術探索實例，為以后遇到的此類問題積累了方案選擇和經驗數據，同時為進一步探索切槽施工鋪下了基石。