束状孔侧崩和下压爆破处理采空区的实践

刘 田，卢长伟

（洛阳栾川钼业集团股份有限公司，河南 栾川 471500）

束状孔侧崩和下压爆破处理采空区的实践

刘 田，卢长伟

（洛阳栾川钼业集团股份有限公司，河南 栾川 471500）

介绍了利用束状孔侧崩和下压爆破处理三道庄露天矿地下采空区的工程实践，对1300台阶和1317台阶共3处空区进行了处理，消除了该区域安全隐患，为后续正常生产提供了有利条件。

露天开采；地下采空区；束状孔；下压爆破；爆破网络

0 引 言

河南省栾川县三道庄钼钨矿床，位于河南省栾川县赤土店乡庄科村三道庄和冷水镇南泥湖村程家沟[1]，具有矿体厚大集中、走向长、品位高、储量大、可采性好等特点。该矿床于20世纪60年代末采用小规模地采，90年代开始进行露天开采，现已形成30 000 t/a生产规模[2]。

经过多年地下开采，现采场下形成大量不规则采空区，给露天开采人员造成了极大地安全隐患。在正常台阶爆破同时，对地下采空区进行处理的一次工程实践。

1 爆区及空区概况

1.1 爆区区域概况

本爆区位于三道庄露天采场D区的中西部，横5～9线，纵ⅩⅦ ～ⅩⅨ线之间，穿孔台阶为1 354 m水平。穿孔区坐标范围：X1=4 886、Y1=5 808； X2=4 882、Y2=5 779；X3=4 839、Y3=5 786；X4= 4826、Y4=5772；X5=4802、Y5=5 795；X6=4833、Y6=5 828；X7=4 858、Y7=5 816；穿孔区总面积2 661.3 m2，其中1 342 m水平爆破面积656.2 m2，1 354 m水平穿孔面积2 005.1 m2。

1.2 空区概况

根据现有空区资料和探测资料分析，本次穿孔区内共有3个空区。从三维扫描探测情况看，2个空区为独立空区。1300空区为下压孔爆破处理区域，一空区面积407 m2，体积2 455 m3，空区标高1 309～1 318 m，空区高4～9 m，跨度8～13 m顶板厚度36～41 m；1300二空区面积1 066 m2，体积6 242 m3，空区标高1 306.5～1 319.5 m，空区高13 m，跨度23～36 m，顶板厚度34.5 m。顶板厚度大，满足大型设备作业要求，1317空区为此次束状孔侧崩处理区域，面积1 259 m2，体积8 056 m3，空区标高1 319～1 327 m，空区高 8 m，跨度21～38 m顶板厚度23 m。束状孔侧崩孔位于1317空区西部，此处为1350已处理空区区域，处理到1 348 m水平，目前虚渣8 m左右，按要求清理到原岩再施工。空区参数见表1。

本区内1 354 m水平目前共布置有2个监测孔，根据监测情况分析，除穿孔施工期间有地压活动事件发生外，其余时间段未出现大地压活动事件。可以初步断定爆区内地压显现不明显，暂时处于相对平稳状态。

表1 空区参数

2 布孔方式及施工情况

2.1 布孔方式

本次爆破采用束状孔侧崩与下压2种爆破方式。其中束状孔束间距11.0 m，束内孔按半径2.3 m、孔间距1.76 m布孔，为确保充填效果，第1排孔到空区边界距离11.0 m，第2排孔与第1排孔距离11.0 m。下压孔按排距5.0 m，孔距5.0 m，正方形布孔。由于1 342 m水平靠近1 354 m水平底部KY-250牙轮钻机无法施工，每束采用16个φ140 mm孔代替大孔。孔位布置及空区位置如图1，空区剖面如图2。

图1 孔位布置图

2.2 穿孔施工情况

穿孔施工在1 342 m和1 354 m 2个水平进行，施工采用KY-250牙轮钻机主要由2台φ250 mm大钻和351小钻共同施工完成，2个台阶共穿孔133个，总孔深4 475 m。其中1 342 m水平穿孔61个，总孔深1 618.8 m，大孔20个，孔深502 m，小孔41个，孔深1 090.1 m；1 354 m水平穿孔72个，总孔深2 450.7 m，大孔69个，孔深2 354.2 m，小孔3个，孔深96.7 m。

1 342 m水平穿孔共产生透孔1个，废孔1个，欠深孔2个，补打小孔9个。1 354 m水平穿孔共产生透孔64个，欠深孔2个，补打小孔3个。

图2 空区剖面

3 爆破设计与施工

3.1 装药量计算

单孔药量计算前排用公式：

其它用公式[3]：

式中：Q为炮孔总装药量，kg；W为底盘抵抗线，m；a为炮孔间距，m；b为炮孔排距，m；H为台阶高度，m；K为岩石阻力夹制系数，取e=1.10；q为炸药单耗，取q=1.00 kg/m3。

经装孔药量计算，本次爆破总装药量98.2 t，铵油炸药90.1 t，乳化炸药8.1 t。1 342 m水平装药量26.1 t，1 354 m水平装药量72.1 t。束状孔上部炸药单耗1.21 kg/m3，束状孔下部炸药单耗2.11 kg/m3，下压孔上部炸药单耗0.93 kg/m3，下压孔下部炸药单耗1.14 kg/m3，综合炸药单耗1.153 kg/m3。

3.2 装药结构

爆区内所有炮孔采用分段柱状装药结构,束状孔区域以1 327 m水平分层，下压孔区域以1 332.5 m水平分层。中间间隔均为3.0 m，大孔上部充填4.5 m，小孔上部充填3.0 m。136#—145#小孔只装底部至1 327 m水平。透孔应采取吊孔方式，用编织袋装取一定量岩粉，用钢丝绳吊至穿透处，绳子用石块固定在孔口，确定将透处封闭严实后，再进行装药[4]，装至设计药量时，采用细岩粉密实充填，装药结构如图3所示。

图3 装药结构

3.3 起爆网络

本次爆破采用山东澳瑞凯非电毫秒延期雷管和导爆索起爆，网络为分层分段起爆网络。起爆先后顺序为束状孔前排下层、束状孔后排下层（间隔400 ms）、下压孔下层东部（间隔500 ms）、下压孔下层西部（间隔542 ms）、下压孔上层东部（间隔742 ms）、下压孔上层西部（间隔784 ms）、束状孔前后两排上层（间隔1 000 ms）。爆破网络如图4所示。

图4 爆破网络

4 爆破安全及防护措施

4.1 爆破地震效应

通过计算，本区最大段别药量为14 263 kg。爆区距离新1#破碎站427 m，距离4#站715 m，新1#站质点振速为0.61 cm/s。对周边空区按32 m计算，质点振速为59.39 cm/s。根据GB6722—2003爆破安全规程对钢筋混泥土结构的建筑允许质点阵速3～4 cm/s，对道路允许质点振速度10～20 cm/s，对巷道的允许质点振速度15～30 cm/s，因此本次爆破新1#破碎站无危害，对该范围内不稳定空区有影响。

4.2个别飞石距离计算

根据计算飞石距离公式：

式中：Kf=1.0～1.5,取Kf=1.5；n为爆破作用指数，取n=0.8；W为抵抗线[5]，计算得Rf=76.8 m，GB6722—2003爆破安全规程规定为200 m，但考虑个别孔充填质量未达到要求，预计个别飞石可达到300 m，所以爆破警戒应放至距爆区300 m外。

4.3 爆破安全措施

1）在施工中安全地压科应地压监测人员利用无线声发射连续监测本爆区和周边的地压活动情况，发现异常及时报告并撤离。

2）爆破施工作业，必须严格按照国家有关爆破规程操作。

3）现场标出安全撤离路线，要有明显标志，做到参加人员人人皆知。

4）制定紧急撤离预案，如发现危及人身安全的险情，应立即组织人员撤离，按指定安全撤离路线撤至安全地带。

5 结语

2016年7月12日下午成功起爆，爆破量85 187 m3，爆破形成的爆堆形态正常，无后翻现象，爆区内采空区塌落符合预期塌落情况，爆破效果明显，共回收矿石27.26万t。

通过此次处理空区的实践，可得到以下结论：

1）利用束状孔侧崩和下压爆破，可达到处理采空区和正常采矿的双重目的，消除了该区域安全隐患，为后续正常生产提供了有利条件，也为今后处理复杂采空区取得了经验。

2）对于情况不明错综复杂的采空区上部矿体的回采，必须遵循边探、边采、边处理空区的原则[6]，以保证施工人员与设备的安全。

3）根据空区特点，采用合理的分层分段起爆网络，对爆破质量起到了良好的作用。

4）束状孔侧崩和下压爆破孔位位置取决于空区资料，所以空区资料的准确性至关重要，应加强技术能力，提高空区探测的精度。

［1］ 贾宝珊.露天开采中深孔爆破与地下采空区处理一体化实践［J］.金属矿山，2013，42（2）：47-49.

［2］ 林卫星，程建勇，欧任泽.地下多层复杂空区处理的工程实践［J］.爆破，2009，26（2）：31-34.

［3］ 陈晓青.金属矿床露天开采［M］.冶金工业出版社，2010.

［4］ 贾宝珊，闫伟峰.露天正常台阶深孔爆破处理地下采空区的实践［J］.爆破，2012，29（4）：65-69.

［5］ 千海洪，邓秀艳，徐荣军.高台阶崩落法处理复合采空区的应用实践［J］.工程爆破，2007，13（3）：42-44.

［6］ 王春毅.露天中深孔爆破处理地下多层复合空区的实践［J］.爆破，2008，25（3）：36-38.

【责任编辑：陈 毓】

Practice of bunch-holes and down pressure blasting disposing goaf

LIU Tian,LU Changwei
(Luoyang Luanchuan Molybdenum Group Co.,Ltd.,Luanchuan 471500,China)

This paper introduces the engineering practice using bunch-holes and down pressure blasting to dispose underground goafs in Sandaozhuang Mine,disposes of three goafs in 1300 steps and 1317 steps,which eliminates the security risks in the region and provides the favorable conditions for next normal production.

open-pit mining;underground goaf;bunch-hole;down pressure blasting;blasting network

TD325+.3

B

1671-9816（2017）04-0026-04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.04.008

刘田，卢长伟.束状孔侧崩和下压爆破处理采空区的实践［J］.露天采矿技术，2017，32（4）：26-28.

2016-11-23

刘 田（1994—），陕西户县人，毕业于西安建筑科技大学采矿工程专业，现在洛钼集团矿山公司穿爆车间担任采矿技术员。