孔内分层分段束状孔拉槽爆破在沙溪铜矿的应用

李甲恒 柯武杨 张久华

1.铜冠矿山建设股份有限公司 安徽 铜陵 244000

2.中南大学 资源与安全工程学院 安徽 铜陵 24400

正文：

1 概述

安徽铜冠（庐江）矿业有限公司沙溪铜矿330万吨/年采选项目位于庐江县城170°方向，直线距离约8km处，行政区划隶属于庐江县泥河镇和庐城镇。中心地理坐标为：117°18′15″，30°10′15″。矿区有简易公路与合（肥）～铜（陵）公路（省道103线），合（肥）～铜（陵）～黄（山）高速公路相连接，往西北约20km处为合（肥）～九（江）铁路的庐江长岗站，北距合肥市骆岗机场约80km。

沙溪铜矿为一大型隐伏矿床。矿床位于沿江平原，矿区为低山丘陵地形，总体呈北高南低，目前主要开采矿段为铜泉山矿段和凤台山矿段，铜泉山矿段矿体赋存于+51.38～-1081.65m；凤台山矿段矿体赋存于-115.34～-877.35m。

2 采矿方法

沙溪铜矿采用高效率的大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法（局部地段采用中深孔分段空场嗣后充填法；两种采矿方法所占比例大致为：大直径深孔85%，中深孔15%）。

沙溪铜矿还处在投产阶段，目前采矿日产6000吨，与年产330万吨的产量还有一定的差距。前期，沙溪铜矿采用切割天井为拉槽自由面，但是施工切割天井存在天然的缺陷，使用吊罐法施工劳动强度大，安全条件差；使用反井钻（5000～6000元/m）施工相较于爆破法施工，成井效率低，成本高；综上所知，采用倒阶梯型爆破拉槽法为后续采场大规模落矿形成自由空间较为经济实用。

目前，大孔拉槽爆破形成自由面已经非常常见、成熟，冬瓜山铜矿、安庆铜矿都已在使用。但是，相较以上两家矿山，沙溪铜矿岩性主要为新鲜的粉砂岩、泥质粉砂岩、石英闪长斑岩等，属较硬～坚硬岩石，岩性强度相较于冬瓜山铜矿和安庆铜矿较低，而且采场存在破碎带，为采矿爆破施工带来极大的安全隐患。为了保证作业人员的安全性，必须增加采场拉槽区域破顶高度。

3 束状孔大孔拉槽

采用孔内分层分段束状孔大孔拉槽爆破，可以有效保证采场拉槽区破顶安全性。我们以凤台山矿段-650m～-770m中段F209采场为例，采场长度为80m，宽度为30m，回采高度为120m，在-650m中段和-705中段设有凿岩硐室，出矿结构布置在-770m中段，-705m～-770m中段先进行落矿，然后-650m～-705m中段再进行爆破。

束状孔大孔拉槽爆破法拉槽区共布置19个孔，分别用L1～L19命名。采用T-150潜孔钻机进行凿岩，大孔直径为165mm。束状孔共布置三圈，第一圈5个孔（孔间距1m），第二圈6个孔（孔间距2m），第三圈8个孔（孔间距2.5m），各圈之间间距为1m，从而满足束状孔爆破理论D=（其中N取3～9 ；d为大孔直径165mm）。

4 束状孔大孔拉槽破顶

-650m～-705m中段F209采场高度为55m，采用堑沟式出矿结构，采场爆破以以拉槽区（L1～L19）为中心，10P～12P的1#～8#孔为破顶范围，采用倒阶梯型进行爆破。根据本次设计要求，拉槽爆破共分为七次，槽腔区破顶平均高度为15m，采用毫秒导爆管雷管进行孔内分段，装药时必须保证所有孔药面相同，孔底用堵孔塞堵塞高度1.5m，并填0.5m河砂，每层填塞双雷管柱状药包（每层装5条药卷，2.5m。药卷规格：药卷长度50mm，药卷直径140mm，重量9kg），填塞2m河砂进行空气隔离，再装一层柱状药包（5条药卷，2.5m），上部再填塞2m河砂进行空气隔离，第三层装双雷管柱状药包（5条药卷，2.5m），孔口填塞1.5m河砂，最后用水袋进行封口，直到孔口位置。周边孔采用双导爆索起爆药包进行装药，采用双雷管孔口起爆，装药结构为一条药卷一根1m毛竹间隔装药。帮壁孔采用一条药卷一根1.5m毛竹间隔装药，孔口都留2m，填塞1m河砂，用水袋进行封口到孔口位置。

5 破顶效果

破顶后，效果与设计效果完全一样，没有出现欠挖和超爆现象，目前存在的不足就是翻矸现象，接下来我们将通过试验来更好的避免，以使爆破效果更加完美。

结束语

综上所述，在井下铜矿开采中，孔内分层分段束状孔大孔拉槽爆破技术的应用能够起到重要的作用。在应用这一技术时，需要对其进行深入了解，需要确定好各项爆破参数、爆破方案、爆破规模以及在爆破过程中所产生的相关影响，这样才能顺利完成爆破工作。