上向扇形深孔采矿试验成果

尹继贵

（云南楚雄矿冶有限公司，云南 楚雄 675000）

随着开采深度不断增加，高温、岩爆问题的显现，严重制约了某铜矿安全生产及产能的发挥。人工作业效率降低、生产成本攀升，采切工程建设滞后，采充矛盾显现。如何加快采切工程建设，提高人工作业效率及设备台效，成了对深部矿体的开发必须面对的问题。

1 试验的目的、思路

1.1 试验目的

通过开展深孔采矿试验，进一步摸索深孔凿岩设备性能及深孔爆破参数、技术经济指标，为深部开采采矿方法优化奠定基础，最终解决深部开采高温高湿、岩爆等带来的生产作业效率降低，采切工程建设滞后，采场建设周期长等影响矿山持续均衡高效稳产的诸多难题。

1.2 试验思路

（1）紧紧围绕矿山多年形成的较为成熟的有底部结构垂直扇形中深孔分段崩落嗣后充填法，依托现有开拓、运输、供风、供水、供电、通风、充填系统。在不改变系统功能，不影响现有生产系统的大前提下，以引进潜孔钻机实现孔深在原设计孔深≤15m的基础上增加到25m～30m,目的在于通过增加孔深来增加凿岩坑道所能控制的采幅，大大减少采场建设分层（凿岩道）工程，以加快采场建设速度。

（2）验证在现有压风系统供给风压（0.5Mpa～0.65Mpa）有基础上，使用BQF-100型装药器能否实现25m～30m孔深的装药技术要求。

2 采矿设计方案及凿岩设备选型

2.1 采矿方案设计

结合试验目的及要求，以不影响正常大生产为前提，最终选定在1080中段3311-12采进行，采矿方案采用沿走向布置垂直扇形深孔分段崩落嗣后充填采矿方案（见图1）。该方案与原用采矿方案唯一不同之处就是设计矿房凿岩孔深由之前的≤15m变为25～30m（切割槽沿用常规拉槽）。以前要用两个凿岩分层控制的采幅现在用一个凿岩分层控制。

图1 采矿方案剖面图

2.2 凿岩设备的选型

根据实际情况对新型凿岩设备的要求，由机械技术人员牵头组织通过实地考察，并经过相关人员反复论证，最终引进试用1台SKZ-120A型深孔钻机。该钻机采用液压驱动，风动推进。岩石硬度f=12～14；钻孔直径Ø65mm～Ø120mm；钻孔深度：向上120m；使用风压：0.5MPa～0.7MPa；耗气量7～8m3/min；耗水量：8-12L/min；钻机重量：1200kg；生产厂家：河北宣化恒泰工程机械有限公司。

3 试验推进情况

采场中孔、深孔及掘进的立体交叉作业，采用中孔拉槽，深孔崩落矿房，最深的一个孔达到38.8m。

共实施了四次大爆破（包括第一次常规中孔拉槽）。供矿沿用电耙出矿。

采场技术经济指标：①矿房矿量23250t,品位0.92%,原铜213.90t；②采出矿量23993t，品位0.89%,原铜213.54t；③深孔量4009m；千吨采切比25.28m/kt；每米炮孔崩矿量5.5t/m；④损失率18.1%；贫化率3.26%；⑤炸药单耗0.67Kg/t。

4 技术经济指标分析总结

通过最终的技术经济指标来看，除了每米炮孔崩矿量5.5外（常规中孔采矿为4.0-4.2），似乎看不出什么优越的地方。但通过分析发现问题如下：

（1）由于是第一次试验，在爆破参数的选取上较为保守。所选用的爆破参数为：孔径为90mm，排间距1.6m，孔底距3m～3.5m。造成了每米炮孔崩矿量、炸药单耗等技术经济指标不理想。

（2）由于所选试验采场位于矿体封边（主要考虑试验风险），矿体不厚，没有发挥深孔可控范围的优势，如果矿体达到20m～30m厚，这一指标会大不一样。

5 深孔采矿目前存在及需要解决的问题

5.1 设备方面的问题

（1）SKZ-120A型深孔钻机虽然能满足钻凿深孔的需要，但还需要解决独角撑杆安全隐患问题及不能实现一次定位钻凿水平面以上180度不同角度孔的问题。其中第一个问题造成了较大安全隐患，在撑杆收缩时机子倾倒造成多人受伤。第二个问题的存在造成了一排孔要两次拆装才能完成施工，效率大大降低，多次拆装对深孔技术要素（方位、机心）造成不必要的偏差，影响成孔合格率。

（2）BQF-100型装药器在试验中进了两台，备品备件跟不上。

5.2 技术方面的问题

（1）爆破参数在第一次试验中选取保守，结合90mm孔径与输药管不匹配等问题，可能会影响爆破效果。经过查阅大量相关技术资料,井下深孔爆破在坚硬岩石中最小抵抗线W可取(25～30)d,排间距最小也可以选2.25m,但考虑到井下深孔施工四要素合格率较低，还是选取为排间距变更为1.8m,孔底距3.0～3.5m,孔深25～30m（尽量不超过30m为宜）。

（2）设备目前备品备件不全是一个问题，最关键的是无技术能力修理。

（3）为矿山下一步生产接替盘区深孔采矿奠定了基础。并逐步将生产接替盘区从设计上就变更为深孔采矿，但目前从潜孔钻机的使用情况来看，一是凿岩效率无法满足生产需要，二是矿山自身无能力对设备进行改进，三是潜孔钻机从进货到队组组建又是一个过程。