垂直深孔嗣后充填采矿方法的应用

垂直深孔阶段强制崩落嗣后充填采矿方法的应用朱彻（铜陵有色金蟾矿业有限公司）摘要：垂直深孔阶段强制崩落嗣后充填采矿方法是在无底柱分段崩落采矿方法的基础上结合充填采矿法演变而来的一种新的采矿方法，在书记沟铁矿运用这种采矿方法进行矿块回采，是一次全新的尝试，对提升公司技术水平，增强企业技术创新能力和核心竞争力，有效促进技术管理水平和经济效益的提高，具有重要的现实意义。关键词：垂直深孔阶段强制崩落嗣后充填采矿法凿岩硐室深孔爆破每米崩矿量1、前言内蒙古乌拉特前旗书记沟铁矿Ⅳ号矿体的开采，设计投产能力为70万吨/年，达产能力为130万吨/年。之前该矿体1200米水平以上均采用无底柱分段崩落法回采，该采矿方法分段高度12米，开拓采准工程量大，时间长，采矿生产能力低，最大生产能力只能达到40万吨/年，已经远远无法满足日益扩大的选厂生产规模，特别是由于回采后采空区无法有效进行充填造成地表塌陷，给环境造成极大地破坏，根据目前井下生产探矿揭露矿体情况来看，矿体水平厚度在50米～180米之间，矿体倾角68°～75°之间，并且矿体规则，属于前行的急倾斜厚大矿体，回采如此厚大的矿体，传统的无底柱分段崩落法已不能适应矿体赋存条件了，而采用垂直深孔阶段强制崩落嗣后充填采矿方法不但可以有效解决处理采空区问题，而且可以满足日益增长的生产能力。2、采矿方法特点垂直深孔阶段强制崩落嗣后充填采矿方法是在无底柱分段崩落采矿方法的基础上结合充填采矿法演变而来的一种新的采矿方法，该采矿方法具有工艺简单，矿块生产能力大，生产成本低，爆下的矿石能对围岩起临时支撑作用，且有一个大量出矿阶段，有利于保证产量均衡，并且对采空区及时充填，减轻地压，易于维护巷道安全等显著优点。目前在国内外大中型矿山已经得到广泛运用。3、施工工艺垂直深孔阶段凿岩阶段控场嗣后充填采矿方法首先在书记沟铁矿4号井1030中段～975中段5号采场进行了回采试验。矿块结构参数：矿块垂直走向布置，矿房宽度14米，长度为矿体水平厚度，矿块高度为阶段高度。具体布置见采矿方法图。在1030中段进行凿岩硐室和切割天井的施工，在975中段进行矿块底部结构（装矿进路、拉底巷道）施工。在1030中段用T150潜孔钻机向下施工大直径深孔，在975中段用T90钻机向上施工扇形中深孔。采准工程结束后，先对底部中深孔进行爆破，并将矿石出完，以形成底部拉底空间，作为深孔爆破的补偿空间，在这个阶段，中深孔爆破和矿块顶部的深孔凿岩工作可以同时进行。等到矿块底部拉底空间形成以后，以切割天井为自由面进行深孔爆破回采工作。深孔爆破时采用全孔装药或者全孔间隔装药，侧向崩矿，一次爆破1～2排，可以多排同段挤压爆破，也可以同排分段挤压爆破，直至将整个矿块回采完毕，待矿石出空后立即进行尾砂胶结充填。通过近一年的时间，施工过程中不断地对对施工工艺进行调整，最终取得了良好的经济效益。在深孔凿岩过程中，深孔的偏斜率是爆破效果好坏的一个关键因素，为了控制好偏斜率，我们专门购买了钻机紧固器，以减少钻机在凿岩过程中因震动发生位移造成钻杆偏斜，同时待深孔施工号以后，对每一个孔都进行偏斜测量，对超出偏斜范围的深孔，采取在该孔旁边加孔的方式，以确保孔间距均匀，保证爆破后矿石块度均匀；在装药连线时，原先设计院为了保险起见，每孔都采用双导爆索起爆方式，后来在实践中，我们发现单导爆索完全可以满足起爆要求，就将原来的双导爆索起爆改为单导爆索起爆，这样每孔就可以节约导爆索近45米，同时在最初爆破过程中，发现每次前排爆破后，后排孔都容易出现塌孔，堵孔现象，从而造成无法装药的情况发生，为此，我们对每孔装药量进行适当的调整，减少每层装药量，增加装药层数，这样不但有效解决了前排孔爆破破坏后排孔的问题，同时还节约了大量的炸药。每孔装药量由原先的550kg/孔减至460kg/孔，同样达到预想的爆破效果。该种采矿方法每米崩矿量一般能达到29～34吨/米，每次爆破崩落矿量5500～11500吨，炸药单耗为0.39～0.24kg/吨，采准比为4m/kt，采矿成本6.7元/吨（不包二次爆破）。4、结语该采矿方法的具有以下显著特点：段高增加，减少了开拓工程量，节约了大量的人力、物力；机械化程度高，施工安全性有了很好的技术保障；矿块回采强度显著增强，提高了劳动生产率。该采矿方法对比其传统的无底柱分段崩落采矿方法具有显著的优点，第一，增加阶段高度，减少了开拓采准工程量，可以尽早形成回采能力；第二，一次崩落矿量大，生产效率高，采矿成本低；第三，凿岩、爆破作业安全性高，第四，矿石出完以后立即进行密闭充填，相比较崩落围岩充填空区，其充填密度要好很多，更利于采准巷道的稳定与维护。参考文献「1」解世俊.金属矿床地下开采「M」.北京：冶金工业出版社，1986.「2」古德生，李夕兵.现代金属矿床地下开采科学技术「M」.北京：冶金工业出版社，2006.「3」采矿手册.北京：冶金工业出版社，2005.朱彻，男，副总经理，工程师，安徽省铜陵市