高階段大直徑深孔拉槽爆破方案優(yōu)化研究

于曉鋒

（新疆哈巴河阿舍勒銅業(yè)股份有限公司 哈巴河 836700）

1 引言

大直徑深孔采礦作為一種高效的采礦方法，在大礦體的金屬礦山中被廣泛應(yīng)用，就有位于新疆西北部某地下大型銅礦，采用了以中深孔空場嗣后充填法和高階段大直徑深孔嗣后充填法為主的多種采礦方法。在大直徑深孔采礦方法應(yīng)用方面，該礦主要布置以50m階段高的礦房采場，并在500m至600m中段北線礦體中，布置了以50m 為階段高的百米礦房采場，并最終應(yīng)用成功。

作為高階段大直徑深孔采礦法，為達到順利回采礦石的目的，首先要絕對確保大孔拉槽的成功。目前其切槽均通過VCR 爆破（多次循環(huán)）形成，因是多次循環(huán)爆破，其對生產(chǎn)準備、作業(yè)強度、循環(huán)次數(shù)和生產(chǎn)成本均有較大影響，所以，試驗總結(jié)出最優(yōu)方案是非常必要的。

2 高階段大直徑深孔采礦法的采場布置和回采工藝

2.1 大直徑深孔采場的布置和鑿巖

根據(jù)礦體圍巖情況，該礦高階段大直徑深孔采場布置在450m水平以下的主礦體和600m以下的北線礦體，其采場采幅寬度均為12m，礦房高度分為50m和100m兩種，其中100m礦房以50m為階段高進行分段鑿巖、分段回采。采場鑿巖，分底部中深孔和頂部大直徑深孔，其中底部中深孔回采高度為12m（圖一所示），剩余厚度的礦體均為大直徑深孔。大直徑深孔鑿巖部分又分槽區(qū)大孔硐室鑿巖（圖二所示）和正常排大孔硐室鑿巖，其中槽區(qū)硐室設(shè)計鑿巖大孔數(shù)一般是正常排硐室大孔數(shù)的兩倍以上。

2.2 大直徑深孔采場的回采工藝

采場回采時，先行爆破回采底部中深孔，待中深孔爆破完畢形成回采空區(qū)后，再行施工頂部大直徑深孔。施工完本階段（百米礦房采場下階段）全部大孔后，即時進行大孔爆破準備工作。第一步就是在槽區(qū)硐室通過VCR 多循環(huán)爆破形成切割槽，最后依序分次完成硐室大孔的爆破。

3 高階段大直徑深孔采場的大孔拉槽方案

為確保整個采場回采順利，大直徑深孔拉槽爆破是整個回采環(huán)節(jié)的關(guān)鍵節(jié)點。在該礦，經(jīng)現(xiàn)場多次實踐，就幾種拉槽方案做以下比較說明。

3.1 方案一

500-1301#采場（百米礦房采場）。該采場大孔拉槽采用整體爆破的方案，即每次爆破時，槽區(qū)所有大孔均裝藥，每次裝藥爆破1.5m 至1.8m 左右，經(jīng)多次爆破循環(huán)，直至剩余巖體厚度7m 左右時，一次性裝藥爆破，最后破頂形成切割槽。

該方案在實際操作中容易出現(xiàn)石塊卡塞大孔的現(xiàn)象，造成卡塞位置以下的孔深不能被有效利用，同時堵孔、裝藥、封口等作業(yè)量大，容易使作業(yè)人員疲勞，進而出現(xiàn)工序作業(yè)質(zhì)量問題，同時也不利于成本控制，且該方案在最后破頂貫通時，存在較大不能順利貫通的風險。

3.2 方案二

500-1302#采場（百米礦房采場），該采場大孔拉槽采用先整體爆破，至有效孔深剩約15m左右時，停止對槽區(qū)2/3 大孔的爆破，只對槽區(qū)靠采幅邊1/3 的大孔進行爆破，直至拉通形成切割天井，最后再以切割天井為自由面對剩余2/3 槽區(qū)大孔進行一次性間隔裝藥爆破。

該方案相較于方案一，破頂成功率高，同時在一定程度上節(jié)約了成本，提高了經(jīng)濟效益，并在后期降低了作業(yè)強度，同時該方案依然存在石塊卡塞大孔的現(xiàn)象，前期的爆破作業(yè)強度依然未改變。

3.3 方案三

500-1501#采場（百米礦房采場），該采場大孔拉槽借鑒中深孔回采工藝，先以1/3 槽區(qū)作為天井區(qū)，直接對天井區(qū)大孔進行VCR爆破，考慮隨著天井高度的提高，夾制作用會影響到天井爆破，待天井高度達到20m左右時，對臨天井的1/3槽區(qū)大孔進行一次爆破，有效爆破高度控制在15m 左右。此次爆破采用耦合間隔裝藥，待爆破完畢后，繼續(xù)對天井區(qū)大孔進行爆破，直至天井破巖貫通，最后，對剩余2/3槽區(qū)大孔進行一次爆破，爆破方式依然是耦合間隔裝藥。

該方案相較于前兩種，優(yōu)化效果明顯，首先降低了單次作業(yè)強度，同時增加了對非爆區(qū)大孔的保護，降低了堵孔的風險，并有效的控制了成本，提高了經(jīng)濟效益，更加便于爆破質(zhì)量的控制。

4 方案比較

經(jīng)過實踐，針對大孔拉槽方案的逐步優(yōu)化，經(jīng)對比確認，優(yōu)化后的方案在安全性、經(jīng)濟性和可操作性上更具優(yōu)勢，同時拉槽可靠性也更高，如表1。

表1

從對比結(jié)果看，方案優(yōu)化的意義有以下幾點：

（1）安全性。雖然方案一至爆破貫通，均沒有暴露的空區(qū)，但隨著爆破次數(shù)的疊加，槽區(qū)整體巖體厚度在減小，在最后一次裝藥作業(yè)時，其槽區(qū)巖體厚度僅7m 左右，對比方案二和方案三，均是先確保拉通天井后再組織槽區(qū)最后剩余大孔的爆破，雖然存在天井的空區(qū)，但整體上作業(yè)安全是可控的，且槽區(qū)剩余孔較深，巖體較厚。

（2）經(jīng)濟性。通過對比，各方案的經(jīng)濟性明顯，特別是方案三優(yōu)于方案一，同是確保槽區(qū)正常貫通的情況下，可節(jié)約成本4 萬元左右，同時每次的勞動作業(yè)時間也遠低于方案一和方案二，雖然方案三的爆破次數(shù)最多，但單次作業(yè)強度最低，可防止作業(yè)人員過疲勞，影響裝藥質(zhì)量，進而影響爆破效果。

（3）技術(shù)性，從各方案實施的結(jié)果看，方案二和方案三的拉槽可靠性最高，成功率最高，同時方案三的可操作性最強。