唐運(yùn)堅(jiān)，羅俊森，韋永鋒

（廣西中金嶺南礦業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 來(lái)賓 545900）

1 引言

廣西中金嶺南礦業(yè)有限責(zé)任公司盤(pán)龍鉛鋅礦為急傾斜厚礦體，厚度20～30m，傾角為78°～80°。一步驟礦房采場(chǎng)原采用淺孔溜礦法回采后尾砂膠結(jié)充填，二步驟擬采用分段中深孔嗣后充填采礦法回采。514間柱采場(chǎng)是第一個(gè)用分段中深孔嗣后充填采礦法回采的間柱試驗(yàn)采場(chǎng)（如圖1）。一步驟礦房采場(chǎng)已回采并進(jìn)行膠結(jié)充填，間柱寬度10m，拉底受礦巷和底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)的底板布置在同一水平面，切割天井位于桃形柱內(nèi)。用分段中深孔法回采時(shí)，不僅要保護(hù)底部桃形體的出礦結(jié)構(gòu)，還要考慮切割天井與上、下分段、兩側(cè)充填體之間的關(guān)系，確保切割天井施工和切割槽鑿巖、裝藥、爆破安全。為利用中深孔爆破形成切割槽及底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)，采礦方法試驗(yàn)小組對(duì)中深孔切割槽的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，對(duì)切割天井、切割槽及底部結(jié)構(gòu)布置和炮孔設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

圖1 514間柱采場(chǎng)橫剖面圖

2 切割槽及底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1 切割天井和切割槽的位置優(yōu)化

切割天井作為切割槽爆破的自由面，是形成切割槽的關(guān)鍵。它的位置布置和質(zhì)量影響后續(xù)的爆破回采。

原設(shè)計(jì)是將切割天井布置在切割槽的中心線(xiàn)上（如圖2a），切割天井的四面都不在切割槽的邊界上，還需設(shè)計(jì)三面擴(kuò)井排炮孔。然而，切割橫巷寬度僅3m，在切割天井邊上施工炮孔，天井上、下方如不封堵，井壁及上分段的浮石易掉落傷人，無(wú)法使用YGZ90型鉆機(jī)施工擴(kuò)井排，且施工安全沒(méi)有保障。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，決定將切割天井布置于切割槽端部靠邊的位置（如圖2b），使天井兩條邊界和切割槽邊界重合，將擴(kuò)井排集中布置在一側(cè)，設(shè)計(jì)成扇形孔［1］。如此，人員和設(shè)備在分段鑿巖巷內(nèi)即可施工炮孔，避免了在天井下施工的安全風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 優(yōu)化前后的底部結(jié)構(gòu)切割槽炮孔設(shè)計(jì)平面圖

2.2 切割天井和底部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化

盤(pán)龍鉛鋅礦原采用電耙在底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)的保護(hù)下出礦，底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)固性決定采場(chǎng)出礦的安全性。514間柱采場(chǎng)設(shè)計(jì)用扇形中深孔爆破形成切割槽和底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)，在切割槽處，既要保護(hù)好底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)又要保證拉槽到邊。然而，受YGZ90型鉆機(jī)施工的擺機(jī)位置和裝藥站位的限制，原設(shè)計(jì)需在底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)上方布置扇形孔（如圖3a），致使人員在天井邊進(jìn)行鑿巖作業(yè)，存在較大安全隱患。

圖3 優(yōu)化前后的底部結(jié)構(gòu)炮孔設(shè)計(jì)剖面圖

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，決定以溜礦口上方留的底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)作為安全隔柱，利用溜礦口作為切割槽鑿巖和裝藥作業(yè)空間，溜礦口和炮孔位置有錯(cuò)位的則對(duì)溜礦口進(jìn)行局部擴(kuò)刷和砌筑支護(hù)，采用平行孔和扇形孔相結(jié)合的方式進(jìn)行布眼，炮孔排方位平行于爆破自由面（如圖3b）。

炮孔裝藥深度按照底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)斜面的界限嚴(yán)格控制，確保底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性［2］。切割槽炮孔逐排爆破，形成完整的切割槽和底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)（如圖4）是確保整個(gè)采場(chǎng)爆破到邊不欠采的關(guān)鍵一步，也能避免采用人工淺孔爆破施工底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)的安全風(fēng)險(xiǎn)。待采場(chǎng)完成大量出礦后，先用淺眼對(duì)電耙道進(jìn)行擴(kuò)刷以滿(mǎn)足YGZ90型鉆機(jī)施工中深孔斷面的要求，再施工扇形中深孔回收底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)（如圖5），約30m長(zhǎng)的底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)分段爆破，最后用遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦回收。

圖4 扇形中深孔形成底部桃形柱出礦結(jié)構(gòu)

圖5 扇形中深孔回收底部桃形柱出礦結(jié)構(gòu)

3 扇形中深孔形成底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用

盤(pán)龍鉛鋅礦為急傾斜厚礦體，礦巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，采場(chǎng)寬度為10～15m，中段高度為50～60m，向深部回采時(shí)采用大直徑深孔側(cè)向崩礦嗣后充填采礦法回采時(shí)［3］，去掉頂柱、上部硐室、下部硐室高度，需要施工36～46m的深孔。用KQG100潛孔鉆機(jī)施工炮孔，偏斜率為1%左右，且偏斜率隨孔深增加，爆破大塊率也隨之增加［4］。另外，采場(chǎng)跨度大，下部硐室未擴(kuò)刷到的地方，從上部硐室往下施工，炮孔無(wú)法形成通孔，孔內(nèi)積水無(wú)法排出，嚴(yán)重影響深孔裝藥，時(shí)常存在炸藥放不到位的情況，容易導(dǎo)致爆破失效或大塊產(chǎn)生。

借鑒514間柱采場(chǎng)中深孔形成底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，采礦方法試驗(yàn)小組將扇形中深孔推廣到大直徑深孔爆破采場(chǎng)，用扇形中深孔在下部硐室超前爆破8～12m高度，形成鏟運(yùn)機(jī)有底柱出礦進(jìn)路結(jié)構(gòu)（如圖6所示）或遙控鏟運(yùn)機(jī)無(wú)底柱出礦結(jié)構(gòu)［5］（如圖7所示）。該方法不僅可以確保底部桃形柱出礦結(jié)構(gòu)成型及其穩(wěn)定性，更能降低深孔爆破孔深，從而有效解決因深孔炮孔施工引起的高偏斜［6］帶來(lái)的大塊以及盲孔積水裝藥困難等問(wèn)題［7］。

圖6 鏟運(yùn)機(jī)有底柱進(jìn)路出礦結(jié)構(gòu)

圖7 遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦無(wú)底柱底部結(jié)構(gòu)

3.1 鏟運(yùn)機(jī)有底柱出礦進(jìn)路結(jié)構(gòu)

采用普通鏟運(yùn)機(jī)出礦時(shí)，主要的采切工程有底部結(jié)構(gòu)、鏟運(yùn)機(jī)硐室、運(yùn)輸巷和上部硐室。有底柱出礦進(jìn)路結(jié)構(gòu)施工利用拉底巷向上鑿扇形中深孔，采用中深孔爆破法形成底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)和深孔爆破自由面，該施工方式避免采用淺孔掘進(jìn)的方法形成下部硐室，效率高、成本低，不僅能解決孔深及水孔問(wèn)題，還可以降低鏟運(yùn)機(jī)被高礦堆垮落埋壓的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 遙控鏟運(yùn)機(jī)無(wú)底柱底部出礦結(jié)構(gòu)

采用鏟運(yùn)機(jī)無(wú)底柱出礦結(jié)構(gòu)時(shí)，主要的采準(zhǔn)工程有底部受礦巷、受礦巷聯(lián)道、上部硐室和上部硐室聯(lián)道。無(wú)底柱底部出礦結(jié)構(gòu)可采用中深孔爆破形成，該結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是采準(zhǔn)工程量少，采切比低，遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦更安全、更高效。

4 應(yīng)用效果

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

（1）減少了在切割天井邊鑿巖、爆破作業(yè)時(shí)需要安全平臺(tái)封堵的措施。該采場(chǎng)有三個(gè)分段，共四層平臺(tái)，減少措施投入約6萬(wàn)元。

（2）減少了二分段、三分段切割井邊切割橫巷擴(kuò)幫和支護(hù)的投入，節(jié)約投入約4萬(wàn)元。

（3）采用扇形中深孔形成切割槽和底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)，避免采用人工淺孔爆破施工，節(jié)約投入約10萬(wàn)元。

4.2 安全效益

（1）避免了天井封堵時(shí)人員在天井內(nèi)作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)，也避免了人員在切割天井邊進(jìn)行鑿巖和裝藥的安全風(fēng)險(xiǎn)，確保了人員和設(shè)備的安全。

（2）確保了以切割天井作為自由面，以底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)斜面高度調(diào)整每排炮孔的裝藥深度，確保形成完整的切割槽和底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)斜面，避免了切割槽爆破不到邊的問(wèn)題,為后續(xù)一分段底部結(jié)構(gòu)爆破創(chuàng)造了良好自由面。

（3）采用扇形中深孔形成底部桃形出礦結(jié)構(gòu)，避免了采用人工淺孔爆破施工的安全風(fēng)險(xiǎn)，推廣到階段深孔爆破采場(chǎng)還可以降低孔深，減少深孔偏斜大帶來(lái)的大塊以及堵孔積水裝藥困難等問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

間柱采場(chǎng)用分段中深孔嗣后充填采礦法回采，為利用中深孔爆破形成切割槽及底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)，通過(guò)優(yōu)化切割天井位置，以溜礦口上方留的桃形體作為安全隔柱，利用溜礦口空間作為底部拉槽鑿巖和裝藥的空間；采用平行中深孔和扇形中深孔相結(jié)合的方式進(jìn)行布眼，形成底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)，避免采用人工淺孔爆破施工安全風(fēng)險(xiǎn)，切割槽爆破到位，底部桃形體出礦結(jié)構(gòu)成型良好且穩(wěn)固安全。此次優(yōu)化改進(jìn)工作為盤(pán)龍鉛鋅礦改變留礦法落后工藝，推進(jìn)采用深孔、中深孔安全高效采礦方法打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該技術(shù)已在全礦應(yīng)用，推廣到階段深孔爆破采場(chǎng)還可以降低孔深，減少深孔偏斜大帶來(lái)的大塊以及堵孔積水裝藥困難等問(wèn)題。