获各琦铜矿1 690 m中段矿柱回收方案

王 伟

(巴彦淖尔西部铜业有限公司)

获各琦铜矿1 690 m中段矿柱回收方案

王 伟

(巴彦淖尔西部铜业有限公司)

为了安全回采获各琦铜矿1 690 m中段各采场间、顶柱，缩短1 630 m中段对应采场顶柱回收滞压时间，选定1 690 m中段1502采场作为试验采场，采用中深孔爆破落矿。实践证明，能够安全、有效地回采间、顶柱，并且各项指标均能达到设计要求，可为其他采场间、顶柱回收提供借鉴。

顶、间柱回采 采空区 中深孔 爆破

获各琦铜矿矿区位于华北地台北缘狼山—白云鄂博台缘坳陷带中狼山—渣尔太山褶段束狼山复式背斜北翼。矿区出露底层主要为元古界狼山群，由条带状炭质千枚岩、二云母石英片岩、炭质板岩、炭质石英岩、透闪石、透辉石、黑云母石英片岩、夹娟云母石英片岩等组成。矿区构造总体走向为80°，倾向南，倾角为65°～80°。矿区构造复杂，表现为断裂构造控制褶皱、后期构造继承并叠加改造早期构造，褶皱由一系列NE、NEE向的背、向斜组成。

矿体顶板围岩为二云母石英片岩，底板围岩为黑云母石英片岩，岩石较坚硬，抗风化作用强。上部岩体中构造裂隙及片理较发育，深部岩体的裂隙及片理不太发育，岩体稳固性中等。

1 690 m中段顶柱设计为8～12 m，间柱设计为6～8 m，底柱设计8～12 m (底柱作为下一中段顶柱回采)。在前期使用无底柱分段崩落法和嗣后充填法试验时，有螺旋式采区斜坡道直通各回采分层，最终分层巷为1 742 m。分层巷道已布置到各采场下盘，采场进路已和空区相通。前面的采准、切割工程布置为顶、间柱回采提供有利条件。

1 顶、间柱回采方案

由于顶、间柱回采受到采空区影响，为确保回采工作安全、正常、高效进行，必须先将采空区进行回填，稳固采空区上下盘围岩。首先利用临近采场的矿石由铲运机回填至采空区，待空区填至一定高度后，顶柱钻凿水平中深孔。间柱钻凿立孔，立孔未涉及到的下部采用浅采方式由下到上进行回采，先钻孔，后回采，爆破前将间柱浅采矿石出空，最终间柱回采至离立孔孔底2～4 m停止回采。待钻孔完成后，将采空区内回填矿石放出2/3，留少部分矿石在空区内作为缓冲层，避免爆破震动、冲击波、落矿等对耙道造成破坏，影响后期出矿工作。顶、间柱爆破顺序是整个回采过程中的重中之重，从安全角度和矿石损贫指标出发，有以下2种方案可选。

(1)先回采顶柱，再回采间柱。该方案首先考虑采场顶、间柱回采是有空间并且底部有垫层，其次对应上部中段采场，已回采完，底柱结构完好。顶柱爆破后，上部中段采场底柱和采空区部分矿石及采空区塌落围岩同时落入下部采空区，造成大面积的贫化，随后间柱爆破，矿石和废石会混合在爆堆上，造成再次贫化，直接影响各项经济指标。

(2)顶、间柱同时回采。采用微差爆破的方式来控制顶、间柱的起爆时间，间柱爆破稍超前于顶柱爆破，利用微差爆破的瞬间阻止上部中段废石和本采场上下盘废石覆盖在顶柱矿石爆堆上[1]。

经分析以上2种方案，认为第二种方案的回采顺序比较合适，技术可行，安全可靠，经济合理。

2 顶、间柱回采工艺

2.1 凿 岩

顶柱采用YGZ-90型凿岩机配置60 mm钻头钻凿水平上向小倾角炮孔(见图1)，最小抵抗线为1.5～2 m,孔底距为1.8～2.2 m,排距为400 mm，间距为500 mm。

间柱采用100B型潜孔钻机配置100 mm钻头钻凿向下倾斜75 °炮孔(见图1)，炮孔类型为倒三角形,间距为1.8 m，排距为2 m，最小抵抗线为1.8～2 m。

图1 顶、间柱回采工程布置

2.2 装 药

顶、间柱均采用多孔粒状铵油炸药和粉状乳化炸药,人工拌药，使用BQF-100型装药器装药，将顶柱水平的每两排炮孔划为一段， 2#岩石乳化炸药配备18 m导爆管及雷管作为起爆药包，孔内全长导爆索进行传爆，用装药管将起爆药包送入孔底，孔底起爆。间柱的炸药类型和起爆药包与顶柱一致，用木锹装入炮孔并填塞。

2.3 爆 破

首先将顶柱水平的每两排炮孔为MS1段别的各导爆管雷管进行连接，连接时每8发导爆管雷管为一组，如导爆管长度不够，可接力连接。顶、间柱导爆管雷管也用MS1段连接。

根据确定的方案及顶、间柱爆破的顺序，本次采用多排同段微差爆破技术。先爆破间柱，后爆破顶柱，多排分层，毫秒微差一次点火起爆。间柱采用多排同段爆破技术，以第一排临近空区为自由面；顶柱采用2排为一段，以采空区为自由面。顶、间柱炮孔网路见图2。

图2 顶、间柱炮孔网路

2.4 通 风

采用自然通风，回采工程中各采场及天井已和上部中段联通，污风排至上中段采空区，再由运输巷道排出[2]。

2.5 出 矿

出矿采用采场原有结构，即浅孔溜矿电耙出矿。电耙将矿石耙至2 m3矿车内，通过中段运输巷进入主溜井，由18 t箕斗提升至地表，或运至短溜井，由汽车通过辅助斜坡道运至地表。

3 注意事项

(1)装药时提前检查各炮孔，发现堵孔、穿孔,及时架设钻机进行透孔和孔底填塞，避免冲炮。

(2)炮孔内装入导爆管和炸药后应将炮孔外的导爆管扎成圆状，避免落地，以免装药人员用脚踩踏，造成导爆管破损、断药，发生拒爆现象。

(3)连接导爆管网路时，导爆管簇被雷管激爆的根数应不超过10根。

(4)宜采用反向起爆，或者正向起爆时将聚能穴用胶布或炮泥堵上，以减少飞片损伤前方导爆管[3]。

(5)起爆前认真检查各导爆管雷管段别，爆区太大或者延期较长时，防止地面延时网路被破坏。

4 应用效果

1502采场作为中深孔崩落回收顶、间柱的试验采场，没有发生任何的安全事故，顶、间柱设计矿量为1.6万t，地质品位为0.9%，平均出矿品位为0.55%，回采矿石总量约1.04万t，炸药单耗为0.29 kg/t,导爆管单耗为0.04发/t,各项指标均达到设计要求。

5 结 论

经过精心设计组织施工，顶、间柱回采得到了预期的效果，在资源整合方面回收率高，损失、贫化小。同时采用崩落顶柱的方法使上部中段的矿岩充满采空区，改变围岩应力分布，达到有效控制地压的目的，也取得了良好的效果。

[1] 陈 彬，郭广贤，严成涛.空场采矿法间柱与顶柱回收方法应用[J].现代矿业，2011(6)：33-36.

[2] 解世俊.金属矿床地下开采[M].北京：冶金工业出版社,1986.

[3] 汪旭光.爆破设计与施工[M].北京：冶金工业出版社,2012.

2014-08-25)

王 伟(1983—)，男，助理工程师，015000 内蒙古巴彦淖尔市临河区解放街2号。