集束状深孔爆破技术在铜坑矿的推广与应用

周祥云，韦方景，孟中华

(1．华锡集团铜坑矿， 广西南丹县 547207;2．长沙矿山研究院， 湖南长沙 410012)

集束状深孔爆破技术在铜坑矿的推广与应用

周祥云1，韦方景1，孟中华2

(1．华锡集团铜坑矿， 广西南丹县 547207;2．长沙矿山研究院， 湖南长沙 410012)

铜坑矿大规模开采细脉带、91#矿体、92#矿体的过程中，留下了大量盘区矿柱、间柱。为安全、高效回收这些矿石资源，采用了集束状孔爆破技术，实现了高分层水平大量连续落矿及整体区域崩落采矿。该爆破技术在铜坑矿采空区治理、阶段大量连续开采等方面具有广泛的应用前景。

束状深孔;爆破参数;爆破效果;矿柱回采

铜坑矿自开采92#矿体以来，在92#矿体中留下了大量的盘区矿柱、采空区，其中盘区矿柱占了92#矿体60%以上的矿石资源，这些盘区矿柱的两侧为矿房回采后留下的大量采空区。大部分92#矿体采空区采用掘进废石或空区顶板垮塌的废石充填。但随着92#矿体不断的大规模开采，造成顶部、周边围岩移动，给92#矿体的盘区矿柱群的回采带来了极大的困难。铜坑矿将细脉带成功使用的集束状大深孔爆破技术推广应用于92#矿体盘区矿柱的回采，根据矿山回采步骤，首先进行了92#矿体盘区矿柱群的A区的回采。

1 A区位置与主要采准工程

92#矿体盘区矿柱的A区(见图1)的矿体高为70 m，顶部在455 m中段，底部在386 m中段，东西向长为100 m，南北向宽为50 m，北面为91#矿体、92#矿体的采场垮落区，已被垮落的围岩与细脉带垮落的岩石、火烧灰充填。

图1 A区范围

A区凿岩硐室布置于430 m水平，在该水平凿下向Φ165 mm大直径束状深孔，并布置上向Φ110 mm中深孔(崩落顶部矿体)。在455 m水平布置斜向孔辅助崩落A区的顶板矿体。

为了提高矿石回收率，首先回采中间部分矿石，并为下一步回采创造一定的大药量爆破采矿的补偿自由面，形成必要的补偿空间，在405 m水平对应位置布置4#受矿堑沟，在386 m水平对应位置布置3#受矿堑沟，并布置相应的联道和出矿巷道。

2 炮孔设计及爆破参数

根据430 m水平92#矿体矿柱群A区的爆破条件，采用集束孔与边孔单孔、双孔的布孔设计。集束孔由间距为0．825 m的垂直平行孔组成，每束孔4～6个炮孔，贯通凿岩硐室顶板和拉底层顶板之间。于430 m水平凿下向Φ165 mm大直径束状深孔，设计炮孔深度约44 m。侧帮边孔为双密集孔、单孔布置。其中下向垂直深孔按布孔设计定位误差不大于50 cm，偏斜率控制在1% ～2%。

430 m水平92#矿体矿柱群A区采场共布置集束孔10束，孔数42个;边孔4组，孔数13个。Φ165 mm大孔孔深总计1036．6 m(见图2)。Φ165 mm大孔布孔范围的矿石量33640 t，每米孔崩矿量31．4 t。

图2 430 m水平下向炮孔(Φ165 mm大孔)布置

在A1区3#束孔凿岩道、3#、9#束孔硐室打上向Φ110 mm深孔放顶，孔深总计2089．18 m，控矿32940 t，每米孔崩矿量 15．77 t，见图3。

图3 430 m水平上向炮孔布置

由于A2区455 m以上为垮落体，在455 m水平92#矿体矿柱群凿Φ110 mm斜孔崩落A2区顶板。孔深总计341．2 m，控矿量7284 t，每米孔崩矿量21．35 t，见图4。

图4 455 m水平下向炮孔布置

共计用导爆管2120 m，导爆索7371 m，雷管424发，炸药 27．86 t。崩落矿量7．4 万 t，平均炸药单耗0．37 kg/t。

3 爆破顺序及装药结构

第一步回采A2区域，为下一步回采创造一定的爆破条件;第二步回采A1区域，进行整体连续崩落，大量放矿，减小贫化损失。

爆破起爆顺序是:首先起爆采场中部束状深孔，然后起爆采场两侧及两端深孔，最后崩落顶板。束孔内各孔同时起爆。束孔、边孔间采用孔口微差起爆，微差起爆间隔为1段。孔内采用双导爆索起爆，主起爆网络采用导爆索双回路环形起爆系统。最大同段药量 3．52 t。

束孔采用连续柱状耦合装药，双导爆索孔内全长起爆、孔口微差起爆系统。堵孔前，清水冲洗炮孔，清除炮孔壁的岩粉。然后用水泥塞堵孔。下充填段的上部4 m和上充填段下部的3 m应采用细河沙充填。其余部分可用细河沙或钻屑充填。炮孔上下充填堵塞长度4．0 m，如图5所示。

图5 束状孔装药结构

中深孔采用铵油混合炸药。每个孔均采用连续柱状耦合装药。采用导爆索孔内全长起爆、分区微差起爆系统。

起爆网络分430 m水平与455 m水平2个部分，在455 m水平打1个大孔通到430 m水平，以便把2个起爆部分联系起来。

4 爆破效果分析

(1)由于集束孔向北相邻采场挤压爆破，向南采场中部空区不完全挤压爆破，凿岩硐室布置成巷道式，凿岩工作相对比较集中，凿岩效率高。

(2)采用集束孔布置，抵抗线较大，比相同孔数的单孔担负的体积大，其每米孔崩矿量较大。

(3)由于集束孔能有效地利用爆破能量，在挤压爆破时可以改善破碎质量，在不提高炸药消耗的条件下，可以实现更好的破碎效果(大块率低)和较高的崩矿效率。

(4)92#矿体矿柱群A区集束状深孔爆破后，经现场观测和出矿标定，该次爆破效果良好，块度比较适中。

［1］ 杨承祥，罗周全，等．束状孔爆破新技术在深井高应力矿床的应用［J］．中国矿业，2006，15(11):66 －70．

［2］ 孙忠铭，张友宝，陈 何，等．束状孔等效直径当量球形药包大量落矿技术［A］．采矿科学技术前沿论坛论文集［C］．长沙:中南大学出版社，2006，11:56 －58．

［3］ 孙忠铭，张友宝，陈 何，等．铜坑矿火区下不规则矿柱群集束孔大参数整体崩落［J］．有色金属(矿山部分)，2007，(4)．

2010－12－23)

周祥云(1974－)，男，广西桂林人，工程师，主要从事矿山开采设计、爆破技术及安全管理工作，Email:dctkzxy@163．com。