大直徑深孔側(cè)向崩落分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ㄔ诮h鐵礦的實(shí)際應(yīng)用

楊國(guó)永

（景洪市龍?chǎng)蔚V業(yè)有限責(zé)任公司，云南 景洪 666100）

景洪市龍?chǎng)蔚V業(yè)有限責(zé)任公司疆鋒鐵礦200萬(wàn)t／a采礦工程Ⅱ號(hào)礦段460 m采區(qū)采礦工程開(kāi)采主要對(duì)象為疆鋒鐵礦22～28?？碧骄€460～520 m標(biāo)高之間的礦體，分布于北東-南西走向的F4和F10斷裂間，沿215°～220°方向呈“一”字形展開(kāi)；礦體產(chǎn)于大勐龍群下段第三層（Ptdm1-3）變質(zhì)巖系中部、下部的透輝石矽卡巖中，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，呈似層狀、透鏡狀，傾向129°～140°，局部反傾，傾角82°～89°，平均傾角84°，走向長(zhǎng)約300 m，厚度3～43 m［1-4］。地質(zhì)資源儲(chǔ)量70萬(wàn)t，品位TFe23.72%，因此需要一種經(jīng)濟(jì)、高效的采礦方法來(lái)進(jìn)行開(kāi)采。

1 采礦方法優(yōu)選

460～520 m之間礦體的礦石價(jià)值較低，為了節(jié)約成本，保證高效、安全地進(jìn)行回采作業(yè)，同時(shí)適應(yīng)周邊圍巖的穩(wěn)定性，增大礦柱、減小采場(chǎng)尺寸，保證出礦的安全和上中段的回采，可適用于疆鋒鐵礦的采礦方法有大直徑深孔側(cè)向崩落分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘āC(jī)械化點(diǎn)柱式上向水平分層充填法、進(jìn)路式上向水平分層充填法三種充填工藝進(jìn)行作業(yè)。

通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，進(jìn)路式上向水平分層充填法有效降低了貧化損失，改善了分層沿脈干線開(kāi)口多，靠近破碎帶施工和維護(hù)困難的問(wèn)題，但是投資大，成本高。機(jī)械化點(diǎn)柱式上向水平分層充填法在開(kāi)采關(guān)系中對(duì)采區(qū)的銜接有利。利于鋪設(shè)假底，能較好地回收中部的礦柱子，且基建工程量小，但同樣存在礦石損失率大、投資大、成本高的問(wèn)題。大直徑深孔側(cè)向崩落分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ㄔ谕顿Y和成本方面較其余兩種方法有著比較大的優(yōu)勢(shì)，但是貧化損失大、基建工程大，且有著炮孔排灰及堵孔問(wèn)題。最終，通過(guò)采礦工藝分析，最終選擇大直徑深孔側(cè)向崩落分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘üに囘M(jìn)行采礦作業(yè)［5］。

2 大直徑深孔側(cè)向崩落分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘üに?/h2>

2.1 采準(zhǔn)、切割工程布置

由于礦體下盤(pán)存在一條與礦體平行的F4斷層，為確?？拥朗┕ぐ踩?，減少工程投入，結(jié)合礦體傾角較大等因素，沿脈干線布置在礦體上盤(pán)，沿礦體走向布置脈外沿脈干線，沿脈干線距離礦體邊界約20 m，中段高60 m，共分為兩個(gè)分段，每分段高30 m，礦塊長(zhǎng)21～35 m不等，礦塊寬為礦體水平厚度。礦塊與礦塊間留設(shè)6 m間柱，每個(gè)礦塊布置兩條垂直走向布置的出礦進(jìn)路，進(jìn)路間距16～18 m不等，每個(gè)礦塊其中一條進(jìn)路端部布置切割井，切割井高26.2 m，沿礦體走向設(shè)置鑿巖平巷，如圖1所示。

圖1 460 m分段采準(zhǔn)工程布置圖

490 m分段布置脈外沿脈干線，垂直礦體走向布置下出礦聯(lián)道，沿礦體走向布置切頂硐室，為確保安全，減小暴露面積，切頂硐室沿走向方向布置保安條柱，條柱寬3 m。Ⅱ-490 m分段因礦體厚度不同，每礦塊設(shè)計(jì)有1～2個(gè)切頂硐室，切頂硐室平均長(zhǎng)寬高約為：28 m×9 m×3.8 m共計(jì)12個(gè)，如圖2所示。

圖2 490 m分段采準(zhǔn)工程布置圖

每一分段分上下兩部分鑿巖，下部460 m分段采用H1354鑿巖臺(tái)車(chē)鑿巖，扇形布孔，鑿巖控制高度12 m。上部在490 m分段設(shè)置切頂硐室采用T-150潛孔鉆機(jī)向下鑿近似平行的中孔。460 m中段出礦在460 m分段，采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，采礦完成后在490 m分段采用全尾砂充填，面層采用灰配比1∶4的尾砂膠結(jié)充填。膠結(jié)充填要求14 d能達(dá)到2～3 MPa，能保證490～520 m標(biāo)高礦體回采時(shí)，保證安全要求。

2.2 切割井分段爆破的應(yīng)用

2.2.1 切割井炮孔布置設(shè)計(jì)

此采礦方法切割井高度26.2 m，高度相對(duì)較高，按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定超過(guò)20 m禁止采用普通法施工天溜井。疆鋒鐵礦根據(jù)現(xiàn)有的中深孔施工設(shè)備，同時(shí)借鑒其他礦山相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，切割天井施工采用分段爆破成井法施工。炮孔采用T-150潛孔鉆機(jī)施工，切割井為3 m×3 m矩形井，9個(gè)炮孔螺旋布置，第一次爆破5 m，最后一次7～8 m，如圖3所示。

圖3 切割天井一次爆破成井炮孔布置圖

2.2.2 切割井裝藥、爆破

1.采用分段分次爆破，第一次爆破4 m，根據(jù)第一次爆破結(jié)果調(diào)整后續(xù)爆破高度及爆破參數(shù)。

2.裝藥前先采用鋼絲綁扎編織袋利用裝藥管穿至炮孔下口，拉緊鋼絲，利用編織袋堵塞炮孔下口，再充填300 mm左右的細(xì)沙作為炮泥，然后裝填炸藥及起爆雷管，最后充填500 mm左右的細(xì)沙充當(dāng)炮泥，一個(gè)炮孔裝藥完畢，其他炮孔按此順序裝藥。

3.當(dāng)爆破至最后7～8 m時(shí)，此時(shí)切割天井具有上、下口兩個(gè)自由面，因此，必須一次裝藥爆破。

4.爆破參數(shù)見(jiàn)表1，按每次爆破4 m計(jì)算裝藥量，聯(lián)線方式為并聯(lián)。

表1 爆破參數(shù)表

2.3 礦石回采

2.3.1 采礦方法

大直徑深孔側(cè)向崩落分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ā?/p>

2.3.2 中深孔設(shè)計(jì)及爆破

礦房落礦中深孔施工：采用H1354鑿巖臺(tái)車(chē)在460 m分段鑿巖巷道鉆鑿Φ76 mm上向扇形中深孔，排面間距W為1.8 m，孔底距a為2～2.5 m，爆破后形成10 m高的扇形集礦塹溝。

采用T-150潛孔鉆在490 m分段切頂硐室內(nèi)向下鉆鑿Φ140 mm平行深孔，排距W為2.8 m，孔距a為2～2.5 m，孔深15～20 m。

切割拉槽及礦房回采采用粒狀硝銨炸藥逐孔爆破，炸藥單耗0.5 kg／t，用非電微差雷管及導(dǎo)爆索復(fù)式起爆，為避免爆破后上下出現(xiàn)隔層，上、下孔設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)施工時(shí)錯(cuò)開(kāi)1 m，爆破先460 m分段向上扇形炮孔，在爆破向下平行炮孔，爆破下向炮孔時(shí)需在490 m分段用鐵絲吊Φ135 mm的圓形水泥預(yù)制托盤(pán)做為下口底部封堵進(jìn)行填塞裝藥。

為解決爆破時(shí)地震波動(dòng)過(guò)大的問(wèn)題，爆破采用半秒導(dǎo)爆管進(jìn)行起爆，采用逐孔起爆，部分短孔藥量較少的，相鄰2個(gè)孔為一段。起爆順序?yàn)橐贿呄蛄硪贿呏饌€(gè)起爆。

2.3.3 裝藥技術(shù)參數(shù)

1.上向扇形中深孔主要鑿巖爆破技術(shù)參數(shù)。炮孔直徑：76 m；崩礦步距（最小抵抗線）：1.8 m；孔底距：2～2.5 m設(shè)計(jì)孔深：9 m；裝藥長(zhǎng)度：7 m；填塞長(zhǎng)度：2 m；裝藥密度：6 kg／m；炸藥單耗：0.45 kg／t。

2.下向扇形中深孔主要鑿巖爆破技術(shù)參數(shù)。炮孔直徑：140 mm；崩礦步距：2.8 m；孔底距：2.8～3 m；設(shè)計(jì)孔深：15 m；裝藥長(zhǎng)度：13 m；填塞長(zhǎng)度：2 m；裝藥密度：14.4 kg／m；炸藥單耗：0.55 kg／t。

2.4 貧損指標(biāo)

統(tǒng)計(jì)了460～490 m實(shí)際貧損指標(biāo)，見(jiàn)表2。

表2 實(shí)際貧損指標(biāo)表

貧化與損失分析：

1.由于礦塊礦體周?chē)扒许旐鲜翼敯骞?jié)理裂隙發(fā)育，所以在爆破后有部分圍巖和頂板垮落采空區(qū)混入礦石中，導(dǎo)致礦石品位降低。

2.部分礦塊礦體薄，由于分段較高，下向平行孔布置困難，爆破后部分周邊圍巖崩落，造成貧化。

3.由于出礦設(shè)備不可以進(jìn)入采空區(qū)出礦，采空區(qū)內(nèi)剩余部分礦石，兩礦塊間留有間柱礦石損失，導(dǎo)致回收率偏低。

3 結(jié) 論

460～490 m分段應(yīng)用大直徑深孔側(cè)向崩落分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ǎ朔椒ㄔ诟咔懈罹侄伪瞥删菩Ч百|(zhì)量都取得較好的效果，為疆鋒鐵礦及其他類(lèi)似礦山提供了較好工程實(shí)例。