抛掷爆破充填采空区

2016-09-26杨涛

现代矿业 2016年5期

关键词：侧翼空区药包

杨　涛

(1.中南大学资源与安全工程学院；2.洛钼集团矿山公司)

抛掷爆破充填采空区

杨涛1,2

(1.中南大学资源与安全工程学院；2.洛钼集团矿山公司)

在空区侧翼布置中深孔，根据抛掷爆破原理，确定孔网参数、单孔药量等爆破参数，分3段起爆，使下部爆破岩石充填采空区，上部爆破岩石充填下部抛掷区，达到充填空区，降低空区危险性的目的。经过在三道庄露天矿试验，达到了预期目的。

抛掷爆破集中药包爆破分段爆破采空区治理

三道庄露天矿是栾川钼矿田三大矿区之一，矿体厚大集中，走向长1 500m，厚度80～150m，主要赋存于箱状背斜轴部及其两翼，倾向南西，为埋藏浅、品位高、可选性好的特大型钼钨矿床。由于矿区经历30a的地下开采，在采区内部存在大量的采空区，特别是存在大量无资料的私采空区，由于资料不明或与其他空区重叠，造成探测难度大，往往出现空区探明时，顶板安全厚度已不足以支持设备在空区上方穿孔作业，无法使用中深孔爆破法处理采空区，严重制约了该矿的安全生产。

因此，三道庄露天矿进行了基于抛掷爆破理论的球状药包分段爆破侧翼充填采空区的技术研究。通过抛掷爆破理论确定爆破参数，并进行现场试验，为类似工程提供新的施工方法。

1　爆破区域概况

(1)爆破地质概况。本次爆破范围位于1 306m台阶北部横1-2线、纵ⅩⅩⅢ-ⅩⅩⅣ线，区域面积440m2。爆区东部15m为1 275m空区、32m为1 295m空区，南部与1 280m空区相通，下部为1 254m空区。本区域地层为硅灰石石榴子石矽卡岩(zjs2-2)，区域内无明显构造带揭露，矿体赋存在硅灰石石榴子石矽卡岩中，预计Mo品位0.130%，Wu品位0.090%，无岩浆岩出露。

(2)爆区空区概况。该区域为E区1 270/1 280m复合空区，空区基本分为3部分：侧翼部分西部顶底板标高分别为1 292/1 273m，空区高度19m，空区面积412m2；东部顶底板标高分别为1 295/1 282m，空区高度13m,空区面积430m2。在穿孔中发现东部穿孔下方出现1 270m空区，顶底板分别为1 281.2,1 272.5m。

2　抛掷爆破

2.1孔网参数

台阶地面集中药包抛掷爆破的药包间距：

(1)

式中,W为最小抵抗线，按炮孔距空区最小距离3m计算；n为爆破作用指数，1

根据式(1)计算，4.5

采用φ250mm牙轮钻机穿孔，排距4.5m，孔距4.5m，三角形布孔，局部参数现场有所调整。共穿孔33个，施工中出现2个废孔，已测孔中多数上部10m左右为虚渣，5个透孔，19个水孔，15个深水孔，受多日雨水冲灌，合格率较低，仅为47.1%。

2.2装药量与装药结构

计算单孔装药量：

Q=qabKL,

(2)

式中,Q为单孔装药量，kg；q为单耗，kg/m3;a为孔距，m;b为排距，m;L为药柱长度，m;K为考虑受前面各排孔矿岩阻力作用系数，取1.1。

本次爆破采用间隔装药，共分3段，下部装药至1 292.5m水平，中部装药至1 302.5m水平，分层高度为3.0m，上部充填高度4.5m;下部1 292.5m水平以下为强抛掷爆破，单耗取q=1.89kg/m3；中部单耗为q=1.4kg/m3，上部单耗为q=0.96kg/m3。爆区计算总药量为30 684kg,其中铵油炸药15 850kg，乳化炸药14 834kg，平均单耗1.32kg/m3。

装药结构[2]如图1如示。

图1　装药结构

2.3起爆网络

采用澳瑞凯非电毫秒延期雷管起爆，为确保爆破及空区充填效果，同时减小震动，下部第一层采用逐孔起爆，分东西2个爆区，控制排采用100ms传爆，同排孔间隔17ms，排间隔东部为117ms、西部为165ms。

爆破排间最优延时时间为前排爆破介质完全抛出后第二排开始爆破：一般爆破初速度为20m/s，不考虑重力作用，排距为4.5m，完全不影响后排爆破岩石移动时间(225ms)，因此层间最优延时为200～300ms。中部第二层整体爆破下落，分东西两部分，两部分间隔100ms，为防止上下层相互影响，第二层延时为第一层最后一孔的基础上再增加200ms，同理上部第三层在第二层基础上再增加200ms。起爆网络见图2。