黄浩辉,惠 林（冬瓜山铜矿,安徽 铜陵 244000）

大孔拉槽方式在冬瓜山铜矿的应用

Application of cutting groove by large-diameter long-hole in Dongguashan Copper Mine

黄浩辉,惠 林（冬瓜山铜矿,安徽 铜陵 244000）

冬瓜山铜矿是深井复杂难采矿床,为强化矿山安全生产，保证生产能力，采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿方法。不同的拉槽方法对采场生产能力影响较大,为提高产能，通过对不同厚度矿体拉槽方式的研究，探索出适合冬瓜山矿床开采的大孔高效拉槽的几种方法，为实现矿山安全、高效和低成本开采提供重要保障。

拉槽方式；大直径深孔；爆高；回采周期；爆破顺序

1 前言

冬瓜山铜矿设计规模为13 000t/d，随着大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法的大规模应用，以及二、三步骤采场回采对充填体质量的要求，为了减少拉槽及爆破过程中对充填体的破坏，原来预计的单次拉槽高度为2.5m拉槽方式已不能满足生产需要，因此，通过对大孔拉槽方式的探讨与研究，提高采矿效率，保证矿山有序高效的生产有着极其重要的意义。

根据冬瓜山矿床开采技术条件,设计选用高效率的阶段空场嗣后充填采矿法：当矿体厚度大于30m时，采用大直径垂直深孔落矿；当矿体厚度小于30m时，采用扇形中深孔落矿。沿矿体走向每100m划分一个盘区，相邻盘区间留有18m宽的隔离矿柱。盘区宽100m，长度为矿体水平宽度，高度为矿体厚度。采场沿矿体走向布置，使采场长轴方向与最大主应力方向呈小角度角相交，使采场处于较好的受力状态，以利于控制岩爆。矿房采场宽16.4m，长82m，矿柱采场宽19.6m，长78m。盘区内采场按照隔三采一的顺序，分矿房、矿柱和隔离矿柱三步骤回采,即一步骤回采矿房，嗣后尾胶充填；二步骤回采矿柱，嗣后全尾砂充填；三步骤回采盘区之间的隔离矿柱，嗣后尾砂充填；由于冬瓜山矿床属深井高温高应力复杂难采矿床，地压管理难度大，因此，如何缩短回采周期，提高采矿效率，减少爆破对充填体的破坏，保证二、三步骤采矿顺利进行，拉槽方法的选择非常重要。

2 采场布孔及拉槽形式

深孔拉槽事实上就是为采矿爆破创造自由面，提高爆破效果。根据爆破成井技术，结合爆破自由面的情况，可将深孔拉槽方式分为两种：一种是利用与装药深孔相平行的空孔（不装药）作为自由面，各掏槽孔顺序起爆，掏槽、扩槽形成槽腔；另一种则是利用爆破漏斗原理，采用球形药包装药，以底部为自由面，向下爆破形成倒置漏斗槽腔。

图1为方形和圆形分段爆破拉槽方式示意图，其装药孔与空孔沿天井全高互相平行。孔径视所选用的深孔钻机规格而定，国内通常为45～120mm。为了确保1#掏槽孔爆后岩石不挤死，空孔的直径应选用较大孔径。因此，冬瓜山铜矿采用进口的Simba 261深孔钻机施工空孔，其空孔孔径可达165mm。这样可保证1#掏槽孔爆破时有足够的破裂角和碎胀空间，以利岩石破碎。1#掏槽孔的充分破碎、膨胀和崩落是掏槽效果、爆破成功的关键。如果1#掏槽孔爆破时发生“挤死”现象，则后续炮孔的爆破是无效的，甚至会产生冲炮。1#孔是以空孔壁作自由面，空孔孔腔为补偿空间的，其爆破条件最差。为达到较好的掏槽效果，1#掏槽孔与空孔的中心距离应该严格按相关的爆破公式进行求算。

图1 方形和圆形分段爆破拉槽方式示意图

国内外爆破经验表明，拉槽孔的数量与岩石的性质、地质构造等有关，为确保拉槽质量，冬瓜山铜矿在原有爆破拉槽技术的基础上，结合矿山实际，在进行大量的科研试验的基础上，对其拉槽布孔方式进行了优化。通过多次单孔爆破漏斗和双孔同阶段爆破模拟实验，冬瓜山铜矿矿房的布孔确定为中部炮孔取3.0m(排距)×3.3m(孔间距)。为了有效地控制采场边界，边排孔实行光面爆破，孔网参数取2.5m(排距)×2.4m(孔间距)。矿柱采场两侧是充填体，应尽量减小爆破规模，防止充填体垮落。矿柱采场中间孔采用3.0m(排距)×3.5m(孔间距)的孔网参数，边排依据加强松动爆破理论，孔网参数采用2.0m(排距)×2.0m(孔间距)，边排孔距充填体边界1.8m。原方案拉槽孔是在原有的3排排孔和3个相邻孔之间的9个孔，对角式布置4个孔作为槽孔，拉槽区域详细情况如图2所示。

图2 “单四饼”四槽孔布置图

崩矿方式采用小断面拉槽，拉槽范围5.6m×6m，拉槽孔采用下部堵塞0～1.0m，单层药包27kg，上部堵塞1.5～2.0m黄沙。由于在生产实践过程中发现该设计每次爆高只有2.5m，且对孔深实测数据要求相对精确，孔底堵塞位置要准确，若达不到要求，则容易出现拉弧现象，从而导致拉槽无法继续进行，需另重新施工槽孔，增加工程的反复量，增大成本投入。由于每次爆高只有2.5m，拉槽次相对较多，火工器材相对增加，人员劳动量也相对增加，冬瓜山矿床由于埋藏深度较深，顶、帮板管理难度大，爆破次数的增加更加加大了顶、帮板管理工作量，增加了不安全因素。

由于上述原因，对拉槽孔的布置方式进行调整，这些布孔参数的选择都是在一定理论和实践基础上选取的；最终选定以下三种形式。

（1）将拉槽槽孔由四个平行槽孔改为“空巢”八槽孔布置形式，见图3所示。

（2）将拉槽槽孔由四个平行槽孔改为“双四饼”八槽孔布置形式,见图4所示。

（3）将拉槽槽孔由四个平行槽孔改为“螺旋状”槽孔布置形式，见图5所示。

拉槽孔采用下部堵塞1.5～2.0m，单层药包54kg，上部堵塞2.5～3.0m黄沙。上述三种形式，在不同的采场分别进行了试验。每次爆高可达5.0m，且爆破后对孔深实测数据反映，都能达到设计要求，不易产生拉弧现象，几个采场都顺利实行拉槽、破顶，未出现一次槽孔返工的现象。

图3 “空巢”八槽孔布置图

图4 “双四饼”八槽孔布置图

图5 “螺旋状”槽孔布置图

3 几种拉槽方式的比较

在上述拉槽方式的试验中，事后对几种拉槽方式进行比较，结果见表1所示。

4 结论

通过几个采场试验结果的总结得出以下结论。

（1）作自由面使用的空孔，采用较大直径为宜；以平行空孔作自由面时，掏槽孔的最小抵抗线（即掏槽孔与空孔的中心距离）不可过大。

表1 几种拉槽方式的比较

（2）装药结构、装药密度和装药量的匹配要合理。一般现场采用间隔分段装药，这样可以减少每米炮孔的装药量，并且使炸药在深孔中分布均匀。

（3）选择何种拉槽和槽孔布置是由综合因素决定的，如地质条件、炸药类型、分段爆破高度、孔径、孔深等，冬瓜山铜矿对槽孔的空孔布置一般采用Φ165mm孔，孔深大于30m时采用四个空孔作为补偿空间；孔深小于30m时采用螺旋布置。

（4）槽孔的布置与地质构造有非常密切的关系，冬瓜山铜矿在地质条件复杂，构造较发育的采场槽孔设计为“双四饼”八槽孔布置形式；对地质条件较好，构造和其它各类状况较简单时其设计为“空巢”八槽孔布置形式拉槽。

[1]中国有色工程设计研究总院.冬瓜山铜矿初步设计[R]，2001.

[2]马鞍山矿山研究院.深井高应力高温铜矿床采矿方法研究[R]，2003.

TD853.3

B

2010-07-15

2011-01-27

黄浩辉（1976-），男，安徽桐城人，工程师，现任安徽铜都铜业冬瓜山铜矿采矿工区副区长。

Abstract:Dongguashan Copper Mine is a deep mine which is complex and difficult for mining.In order to strengthen the safety of mining and ensure its capacity,large-diameter long-hole sublevel open stoping with post filling method is selected.Different groove cutting ways impact stope production capacity differently.Different ways of groove cutting are studied to increase the production capacity,and several efficient groove cutting methods that are fit for different stope height of Dongguashan Copper Mine are given.Those methods have great significance for safety,efficiency and low cost mining.

Key words:groove cutting way;large-diameter long-hole;burst height;stoping period;blasting sequence

1672-609X（2011）02-0009-03