新民金矿矿房切割槽爆破施工实用方法研究与应用

靳舒博

（辽宁省第四地质大队有限责任公司，辽宁 阜新 123000）

阜新新民金矿从建矿至今一直延用浅孔留矿法，但是这种方法功效低、工期长、成本高、安全风险大不再适应现在矿山发展需要。因此，通过理论研究和现场实践，根据本矿山特有的矿体赋存条件，设计出符合本矿山情况的切割槽中深孔爆破施工方法。

1 矿房地质情况及施工难度

（1）地质情况。矿床赋存于太古界建平群中，受东西向展布的上排山楼～候其营子大型韧性剪切带控制。矿区内有5条金矿体，即T1、T1-1、T2、T3、T4号矿体，其中T1-1矿体已采空），矿体分布于蚀变糜棱岩带中，矿岩界限不清，呈渐变关系。矿体呈似层状产于F1断裂下盘，走向近东西，倾向北，倾角50°～80°。T1矿体：长度350m，平均宽度8.8m，矿体在59线～55线比较厚大，向东逐渐变薄。品位由东向西逐渐变贫，总体走向东西向，倾向北，倾角60°～70°之间，矿体在+180m～+100m标高范围内延深比较稳定。地表有部分氧化矿，位于矿层最底板。金矿体顶、底板岩层较稳定，在岩土工程地质特征值内摩擦角C=45°，粘聚力Q=54MPa，干（PC）抗压强度175MPa，软化系数0.85（kb）。综上所述，该矿区工程地质条件中等。金矿井下409矿房位于T1矿体47线～45线之间，100m标高～140m标高之间，矿房走向长50m，上部为140m中段309矿房底柱。此矿体垂直厚度12m左右，倾角75°，顶底板为糜棱岩，矿岩比较稳固。

（2）施工难度。本矿山矿房施工的难点重点是切割槽施工，切割槽施工的质量及工期等因素直接影响整个矿房后期回采落矿的质量。以往施工切割槽都采用浅孔留矿法，主要是人工凿岩，人工平场、扒渣，效率低，工期长，人工成本高。同时施工质量低，顶板暴露面积大，浮石多，有冒落危险，不利于安全生产。基于以上等方面的因素，结合本矿山自有条件，决定改变施工方法。参照其他矿山的经验，采用中深孔爆破施工方法，此方法效率高、工期短、成本可控、有利于安全生产。在施工中凿岩巷道施工、中深孔施工及切割天井施工是本工程重点工程，其中切割天井施工难度大，质量要求高。

2 切割槽工程设计

（1）施工方案。①采矿方法与采切工程布置。此矿块采用分段凿岩阶段矿房法，采用底部结构为无底柱结构，中深孔施工切割槽，中深孔落矿。在100m中段运输巷道上，布置1#、2#、3#、4#四条斗穿，在矿体内100m标高沿走向布置凿岩巷道及部分切采工程。在112m标高布置沿走向一条凿岩平巷、124m标高布置沿走向一条凿岩平巷，三条凿岩巷道用于施工中深孔。②切割设计。在矿房西侧布置切割槽，切槽宽4m，高36m，采用中深孔爆破法，分次分层回采切割槽。利用矿房切割槽一侧的天井联络道，分100m，112m，124m三层进行切割槽凿岩巷道的施工，凿岩巷道规格宽5m，高3m，长以矿体顶底板为界。在凿岩巷道内施工中深孔，中深孔施工完成后，施工切割天井，最后组织分次爆破。

切割井设计图。

图1 409矿房西矿柱边界（6487）矿体剖面图

（2）切割井设计。切割井一般跟随矿体倾向布置，规格是2m×1m（宽×高），分三层布置，采用浅孔凿岩施工，中深孔施工后再施工切割井。通过实践，先施工切割井时，由于监控困难，导致切割井位置有所偏差，为后期工程带来难度。先施工中深孔，利用中深孔控制切割井四角及中心位置，在凿岩施工切割井时以中深孔为参照，位置准确，施工质量高，减少工程监测工作，提高工作效率。

中深孔设计布置图。

图2 409矿房西矿柱边界（6487）矿体剖面图

（3）中深孔施工设计。根据凿岩巷道布置中深孔，倾角与矿体底板一致，分成南北方向5各排位，中深孔为平行孔布置，局部布置扇形孔。本矿山最小抵抗线为1.2m，为使切割槽爆破效果更好，切割槽采用排距为1m，平行孔距为1m，局部扇形孔的孔底距为1.5m。采用YGZ-90凿岩机施工中深孔，炮孔直径为55mm。由测量技术人员现场实测凿岩巷道的轮廓图，根据每排剖面的东西坐标（Y坐标）位置实测，然后绘制在每排剖面图上，利用实测的剖面图进行中深孔设计。

3 切割槽爆破

（1）爆破施工方案。爆破方法采用限制空间微差爆破，切割槽分两次爆破，第一次围绕切割井将自由空间扩大，第二次将剩余炮孔全部以扩大的自由空间为自由面进行微差爆破。采用ZY-17AW型气动装药机装药，选取炸药单耗q=0.5kg/m3：按1m孔深计算单孔装药量为：Q=2.4kg/m。采用毫秒导爆管雷管，孔底起爆。

（2）起爆网络设计。炮孔为5排，因为切割井占据第1排、2排、3排的1、2孔，所以第一次爆破先爆破第4排、5排的1、中、2孔，将切割井矿大为4m，然后爆破1排、2排、3排、4排、5排的3孔、4孔，进一步扩大空间为下次爆破做准备。第二次微差起爆每排后续的炮孔。

4 结论

根据工程实践，本矿山采用中深孔爆破施工切割槽，效率大大提高，工期缩短为原来的一半，成本有所减少。安全方面也提高了施工的安全性。为类似矿体赋存条件的矿山提供借鉴。