联合拉槽侧向崩矿技术在凡口铅锌矿的应用

蒋宗耀

(深圳市中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿， 广东 韶关市 512325)



联合拉槽侧向崩矿技术在凡口铅锌矿的应用

蒋宗耀

(深圳市中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿， 广东 韶关市 512325)

针对凡口铅锌矿大直径深孔(VCR法)采场拉槽炮孔施工质量难以控制、凿岩硐室施工周期长、贫损难以控制及大块率较高等问题，提出了在下部硐室采用凿岩台车钻凿中深孔爆破与在上部硐室用潜孔钻机钻孔爆破联合拉槽和侧向崩矿的技术方案。现场试验结果表明，联合拉槽侧向崩矿技术能在一定程度上减小爆破震动，有效降低贫化损失和大块产生率，并加快采场周转。

VCR法；深孔爆破；联合拉槽；侧向崩矿

凡口铅锌矿目前主要采用的方法有盘区机械化水平浅孔上向分层充填采矿法、盘区机械化上向中深孔分层充填采矿法、阶段凿岩阶段崩矿法(VCR法)。其中VCR法具有施工安全、爆破效率高的优点，但是此方法对矿体倾角有一定要求(为倾斜至急倾斜)；施工周期长、上部硐室锚护成本高；炮孔施工质量要求高，特别是拉槽区炮孔，在有天井情况下，由于离天井最近的炮孔距天井距离只有0.8～1.0 m，容易贯穿天井；而在没有天井情况下，孔与孔之间最小距离为0.5 m，施工容易引起穿孔；爆破震动大，对周边矿岩、充填体破坏大，贫化损失难以控制、大块产生率高。

因此，针对上述存在的问题，需要结合矿山现有装备，对VCR法拉槽及崩落工艺进行优化研究。

1 矿山现有采矿工艺及拉槽方法

凡口铅锌矿VCR法采场一般主要布置在产状规整的厚矿体中，采场垂直走向布置，采场构成要素为：中段高40 m，采场长度一般为矿体厚度，采场宽为8～10 m，高度25～40 m，间柱20～30 m，底柱高8 m，拉底层高，出矿进路3.4 m×3.4 m，上部凿岩硐室高4 m左右。凿岩采用潜孔钻机，炮孔直径Φ165 mm，孔距2.6～2.8 m，排距2.8～3.0 m，拉槽区孔间距、排距均为2.0 m，采用乳化油炸药，人工吊装。爆破方式从原来的单一分层爆破发展成为多种联合，一是单层球状药包爆破，这是典型的VCR法爆破方式，每次爆破一分层，由下往上崩矿；二是球状联合爆破，在同一次爆破中，利用球状药包切槽，其余进行柱状药包侧向崩矿；三是柱状多层装药侧向崩矿，在采场的一端预先拉好切割槽作为自由面，然后进行多层侧向崩矿，采用2 m2或3 m2铲运机出矿，最后一次嗣后充填。

矿山现有拉槽方法主要是通过施工采场上部凿岩硐室，采用潜孔钻施工下向炮孔分次爆破形成的。其施工顺序一般为通风天井上部硐室→下部硐室拉底巷→通风天井→下部硐室形成→上部硐室拉底巷(上部硐室需要全部采用锚网支护)→上部硐室(上部硐室要求空高为3.5 m，以满足YT-100潜孔钻的施工要求)→采用潜孔钻施工下向炮孔。有天井可供拉槽利用时，拉槽区孔距天井边缘1.0～1.6 m，侧爆区孔距2.0～2.2 m，钻孔孔径110 mm；无天井可供拉槽利用时，采用菱形拉槽，在拉槽区打4个孔径为Φ165 mm的大孔作为补偿空间，孔间距0.5～0.7 m，其余拉槽孔间距1.0～1.3 m，侧爆区孔距2.0～2.2 m，孔径Φ110 mm。矿房采场边孔布置在采场两帮控制线上，间柱采场边孔布置距充填体1.2 m。

根据上述工艺可知，在整个爆破过程中人员都是在锚网支护的上部硐室内装药，安全性好。但是每次爆破要扫孔、堵孔、填沙或竹筒间隔装药，工作量较大。且炮孔施工质量要求高，如果质量不好，极易引起大块，严重的会引起拒爆。特别是超过30 m高度的采场，钻孔精度更加难以控制，爆破的震动对周边环境影响也更加大，对周边矿岩、充填体破坏大，贫化损失难以控制、大块产生率高。

2 联合拉槽侧向崩矿技术方案

根据矿山采矿工艺及拉槽方法可知，VCR法回采在成功的关键主要为切割槽的形成、崩矿效果等。为了克服现有拉槽方法等的缺点，提出了下部硐室用凿岩台车钻凿上向中深孔爆破与在上部硐室用潜孔钻机钻凿下向炮孔爆破联合拉槽和侧向崩矿的技术方案，具体方案如图1所示。

作业顺序为先用掘进台车施工下部硐室，高度为3.5 m，为凿岩台车工作高度，宽度在5 m以内；再施工天井、切割槽，然后用凿岩台车施工朝切割槽方向倾斜70°～80°的钻孔，孔径51～64 mm，孔距1.4～1.8 m；以切割槽或者直接以天井为自由面用装药爆破，爆破高度为6～8 m，用遥控铲运机出矿；之后再施工上部硐室并支护；在上部硐室施工拉槽区下向炮孔；拉槽区分层拉槽、破顶；下部硐室后退式侧向崩矿，上部硐室施工侧崩区炮孔，侧向崩矿，出矿仍采用遥控铲运机，人员站在安全线外操作。

图1 联合拉槽侧向崩矿技术方案示意

另外，在高度不超过25 m的VCR爆破采场，可以尝试将拉槽区上部硐室施工至3.5 m高，用YT-100型潜孔钻施工炮孔，以保证拉槽区炮孔的施工精度；侧崩区域上部硐室只需施工2.8 m高度，以满足简易柱架式潜孔钻机施工高度即可，以进一步减少硐室施工工程量，降低施工难度。

3 结 论

凡口铅锌矿用于钻凿下向深孔的YT-100型潜孔钻钻孔效率大约为45 m/台·班，台车效率约为90 m/台·班。试验采场拉槽区炮孔数为50个，平均高度为5 m，总共有250 m炮孔长度，潜孔钻机至少需施工5个台班。按照上向凿岩台车钻孔爆破孔网参数1.4 m×1.4 m，需施工90个炮孔，单个炮孔长度为5 m，总长度为450 m，需施工5个台班。但是下部硐室的炮孔最深，潜孔钻的钻进效率和精度都不能与凿岩台车相比。另外根据现场试验统计可知，VCR采场爆破大块产生率为10%左右，而凿岩台车大块产生率为2%左右。这样凿岩台车爆破的大块二次爆破时间大大少于VCR采场。

由此可见，采用凿岩台车参与VCR采场下部硐室拉槽、侧向崩矿爆破，可以利用台车机动灵活，钻孔效率高，钻孔精度控制好，装药难度低的优点，实现爆破震动影响小，大块率低、矿岩可分爆分出的效果。台车在下部进行拉槽及侧向崩矿后，从上部硐室施工钻孔的深度也相应减少，减少了潜孔钻钻孔总进尺，还可以降低钻孔偏斜率，从而可以大大减少大块产生率。另外可以减少拉槽次数，降低放炮扫孔、堵孔工作量，减轻爆破组织难度，加快采场进度。

[1]孙鹏伟.光面爆破在凡口铅锌矿间柱深孔爆破中的应用[J].采矿技术,2012,12(4):84-86.

[2]解世俊.金属矿床地下开采[M].北京:冶金工业出版社,2008.

[3]史秀志,邱贤阳,等.凡口铅锌矿无底柱深孔后退式崩矿嗣后充填采矿法[J].采矿技术,2011,11(4):11-12.

[4]陈育民,徐鼎平.FLAC/FLAC3D基础与工程实例[M].北京:中国水利水电出版社,2008.

[5]黄刚海.间柱采场深孔爆破落矿采矿工艺关键技术数值模拟研究[D].长沙：中南大学,2010.

[6]蒋宗耀,孙 勇.凡口铅锌矿底柱回采工艺变革[J].现代矿业,2015(9):28-29,41.(收稿日期：2016-01-27)

蒋宗耀(1966-)，男，湖南衡阳人，采矿工程师，从事采矿技术管理工作，Email:xsxwz123@163.com。