草楼铁矿一次性爆破切割井与深孔槽区深孔技术

肖 鹏

(中国华冶科工集团有限公司安徽杜达分公司)

切割天井在采切工程中是一个相当重要的环节，主要是为中深孔爆破提供一个自由面和补偿空间，而深孔槽区则是为后期大规模深孔采矿提供一个自由面[1]。以往是分开工序进行施工，采用人工返掘法进行切割井的施工，然后深孔槽区则采用深孔进行分层分段爆破，而且上下位置也不对应[2-3]；同时以往采用反掘法进行切割天井，需要施工作业人员进入切割天井内，经过多道繁琐而辛苦的工序，工作环境恶劣，安全性差，成本高，效率低等；与深孔槽区分开进行施工，就无形地拖延了施工进度，中间工序也会增多，伴随着工序的增多，危险因素也会增多。针对上述问题，草楼铁矿在回采时候，提出了在设计时，就将上下中段2个槽区对应起来，采用T-150潜孔钻机一次性施工深孔，然后采用深孔一次性爆破成井[4-5]。

1 采矿方法

草楼铁矿深部矿房回采(-350～-395 m)阶段高度为45 m，盘区长度为1 200 m；矿体倾向西，倾角为45°～50°，矿石坚固系数f=8～10，矿石密度3.3 t/m3，松散系数为1.5；属低硫低磷单磁铁矿，可选性好。

矿体所在地层地质构造简单，地下涌水量小，矿体附存在黑云角闪斜长片麻岩。

根据实际情况，在-395 m水平沿走向方向布置脉外出矿水平，并沿矿体走向每36 m为1个矿块，每个矿块按照18 m又分为一房一柱[6]，上盘脉外布置回风巷，前期已将矿房开采完毕并封闭充填，在前期采矿过程中，在矿柱内布置出矿巷，在矿房下布置受矿巷，利用出矿进路将二者连通进路出矿，在受矿巷内布置切割天井和中深孔爆破区。

在-350 m水平布置与矿房对应的凿岩硐室，并在下盘脉外布置运输巷，在上盘布置回风巷，凿岩硐室与上下盘采用联巷贯通，在凿岩硐室内施工深孔。

本次只针对深孔一次性爆破切割天井与深孔槽区进行研究。

具体施工步骤及参数如下。

(1)布孔与凿岩。根据设计，共布置13个孔，1个中心孔，1圈4个孔，2圈4个孔，3圈4个孔。凿岩采用T-150型环形潜孔钻机垂直向下施工，施工深度42 m，成孔φ160 mm，倾斜率不得超过1%。根据具体施工参数布置如图1～图4所示。

图1 矿房深孔孔位平面布置

图2 中深孔及切割井与深孔槽区剖面

图3 底部结构及切割井平面布置

(2)爆破。炸药采用膏状岩石乳化炸药，药卷规格φ140 mm×500 mm，单卷质量为9 kg；雷管选用半秒非电导爆管雷管，爆破网络连接采用2#塑料导爆索、塑料导爆管以及四通。装药采用人工装药，首先人员进入工作面进行清孔，清孔完毕后利用5#铁丝下放水泥塞进行掉塞堵孔，掉塞完毕后向孔内装入0.5 m的渣土进行填孔。填孔完毕后将膏状岩石乳化炸药利用2#塑料导爆索绑扎后下放至孔底，然后再装入5卷膏状岩石乳化炸药，最后再向炮孔内利用铁锹填入约1 m左右的沙土堵孔，再在孔口将半秒非电导爆管雷管与2#塑料导爆索连接；依次剩余其他孔依次装药，注意中心孔内不装药。拉网主线采用2#塑料导爆索，然后将雷管脚线与主线采用胶带连接，主线上连接2发起爆雷管，雷管脚线与塑料导爆管采用四通进行连接，然后将塑料导爆管拉至安全抵达后连接起爆器进行起爆。每次爆破高度约为3.5 m。一次分层进行爆破，预计4个班可以成井。

(3)通风。利用原有通风系统进行通风，局部可采用增加局扇进行通风。

(4)支护。根据草楼铁矿地质条件及岩石的硬度系数，局部破碎地点可采用锚网喷联合支护。

(5)出碴。采用Atlas铲运机平底出碴，根据具体情况将矿石导入脉外矿石溜井；废石倒入脉外废石溜井，然后利用电机车将矿石拉至主溜破系统，废石拉至附近车场，提升至地表。

2 现场工业试验

根据回采情况，选取-350～-395 m水平7P采场进行试验，试验阶段高度45 m，巷道高度3.6 m。

经过试验可知以往切割天井采用反掘法进行施工，高度为15 m高的切割天井，2名工人施工需要8个作业班，深孔槽区施工凿岩每个孔30 m×13个孔，合计390 m；每个台班施工120 m，共需3.25个台班。爆破需要3个班。

采用现有方法进行施工后，省略了人工反掘天井，深孔凿岩增加了195 m，凿岩增加了1.3个台班；深孔爆破增加了1个台班。根据施工过程收集的主要材料的消耗，人工反掘消耗见表1；并将人工反掘与深孔一次成井对比见表2。

图4 槽区深孔平面、装药结构及横剖面

表1 人工反掘一循环主材消耗

表2 成井后有反掘与无反掘对比

3 结 论

草楼铁矿采用此方法进行切割天井与深孔槽区施工，试验表明：该方法具有施工速度快，安全性高，施工工序减少，施工成本降低，施工作业人员的劳动强度降低，回采效率提高，有一定的实用和推广价值。