中深孔多排爆破工艺在李楼铁矿的应用

余良

(安徽开发矿业有限公司，安徽 六安市 237400)

1 矿山开采现状

李楼铁矿开采范围内共有FeⅠ、FeⅡ1、FeⅡ、FeⅢ1、FeⅢ5 条矿体，其中FeⅠ号矿体为主矿体，占开采范围内储量的85.35 %，其次为FeⅡ和FeⅢ号矿体。矿床走向长3.4 km，FeⅠ号矿体平均厚度约50 m、倾角约75°，FeⅡ和FeⅢ号矿体平均厚度约12 m、倾角约75°。地质资源储量27 624.82 万t，平均地质品位TFe 34.29%。矿体的品位分布比较均匀，矿体内基本没有夹层。李楼铁矿矿体主要含水层透水性、富水性较强，水压较高。水文地质边界条件复杂，地表村落和农田不允许移动和陷落。

李楼铁矿采用阶段空场嗣后充填采矿法，分两步骤回采矿房和矿柱，一步骤采场回采，嗣后全尾砂胶结充填，当充填体的强度达到或超过设计强度后，进行二步骤矿柱回采，矿柱回采原则上采用隔三采一的原则，充填体两侧禁止同时进行爆破作业。

当矿体厚度大于30 m 时采场垂直矿体走向布置，厚度小于30 m 时采场沿矿体走向布置。采场结构参数为：凿岩分段高度25 m，阶段高100 m，采场宽20 m，一步骤矿房和矿柱宽度基本一致，−400 m 分段为出矿水平，−275 m 分段为充填和回风水平，其余分段为凿岩爆破水平。风溜井经联络道与各水平连通，各水平下盘沿脉巷经首采部位往南北两翼延伸，逐步延伸风溜井，满足安全生产要求。

李楼铁矿采用中深孔分段凿岩阶段出矿，−400 m 水平集中出矿。采用中深孔爆破形成出矿堑沟，凿岩设计选用Simba1354 型液压采矿凿岩台车凿上向扇形中深孔，炮孔直径Φ76 mm，炮孔排距1.5～2 m，孔底距2.5～3.2 m，凿岩台车效率8 万m/台年，炮孔延米爆破量10 t/m，人工装药采用BQF-100装药器进行装药。李楼铁矿引用了1 台诺曼特装药台车提高装药效率，降低井下工人的劳动强度。采用非电起爆系统双路起爆，一次爆破1～2 排孔，回采炸药单耗0.45 kg/t（乳化炸药或铵油炸药）。

采用斗容6 m3的LE1400E 型电铲出矿，每2个矿块采用1 台电铲，将采场矿石运往矿石溜井，在装矿进路中再对块度不合格的大块进行二次爆破处理。

为了提高爆破效率，提高矿块的生产能力，缩短回采时间，开展了中深孔多排爆破研究。

2 多排孔爆破实施方案

2.1 四排中深孔一次起爆方案

根据实践经验，采用四排中深孔一次性起爆，为保护周边“二步采”采场的稳定性，保证爆破效果，本方案选择“V”型掏槽爆破网络起爆。具体分段方案见图1，李楼采矿场部分中深孔为13～14个孔交错布置，按照每个雷管段别控制药量低于300 kg 的原则进行分段设计。因为现在采场基本为“二步采”采场，为保护采场两侧充填体的稳定性，前3 排采用“V”型掏槽设计，后1 排采用正常的微差起爆法起爆，同时为保证后排有足够的爆破冲击力推动前排，各分段设计控制药量均接近300 kg。

图1 四排中深孔一次起爆方案雷管分段网络

2.2 六排中深孔一次起爆方案

六排中深孔一次起爆药量设计最大值约7.2 t，起爆药量较大，在本矿山尚无先例，爆破产生的地震波影响情况以实测为准，本实验方案按照各分段药量控制在300 kg 以内的原则设计。采用“双V”型爆破的方案设计，后三排各分段控制药量在接近于300 kg 的范围，使后排有足够能量推动前排渣堆，形成足够的自由空间。雷管分段情况见图2。

图2 六排中深孔一次起爆方案雷管分段网络

2.3 爆破振动的控制

多排孔起爆采用多段微差爆破法，每段雷管起爆单段药量确保在300 kg 以下，以控制爆破振动对地表的影响。按照单耗0.36 kg/t 计算，四排中深孔一次性起爆最大药量为4770 kg，每段雷管控制药量为250～300 kg，则需雷管段别为16～20 个；六排中深孔一次性起爆最大药量为7160 kg，每段雷管控制药量为250～300 kg，则需要雷管段别为24～29 个（本方案以−375 m 水平中深孔为基础进行设计，−350 m 水平中深孔较浅，药量约为5100 kg，可以适当减段，其他水平类似）。目前炸药库雷管段别数为20 个，故一次性起爆六排需增加一部分雷管段别以满足实验要求。

3 中深孔多排爆破工艺的优点

李楼铁矿采用中深孔多排爆破工艺，将一次性起爆的排数提高至4～6 排，相较原爆破方案，总爆破次数减少一半以上。

（1）引进了1 台诺曼特装药台车，增加了2～3 排的装药工作量，在李楼铁矿已经成功应用，大约50 min 可以装完1 排正排中孔。采用装药台车当班可以完成4～6 排的装药工作量；

（2）采用装药台车进行装药，有效发挥台车的效率，降低了人员劳动强度；

（3）减少油铲准备采场次数及油铲出矿量，降低出矿成本；

（4）装药次数减少，大幅度降低装药时对电铲出矿的影响时间，提高生产效率；

（5）增加起爆排数使爆破能量在炮排之间充分释放，排与排之间形成挤压，效果等同于挤压爆破，减少大块的产生；

（6）减少起爆次数，降低爆破冲击波对井下构筑物的重复伤害，便于采场的现场管理；

（7）缩短采矿工序时间，优化回采工艺。

4 结语

中深孔多排爆破在李楼铁矿广泛应用，大幅度提升了矿块的生产能力，以及装药台车效率，减轻了工人的劳动强度。未来需要继续深入研究多排爆破理论，结合实验效果，逐步增加装药排数进行实验，以实现最大规模的多排爆破的目标。