中孔爆破落矿在采矿方法中的应用.docx
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中孔爆破落矿在采矿方法中的应用
中孔爆破落矿在采矿方法中的应用
引言
在地下矿山的回采过程中，采矿方法的选择与矿体赋存地质条
件、技术经济和矿山机械化装备水平密切相关，选择切合实际的采
矿方法对确保矿山安全生产、获取最大经济效益具有举足轻重的作用。
本文针对中孔爆破落矿能节省大量采准工程的低成本优势，介绍
了其在中厚矿体回采中的应用方案。
1.概述
米矿方法是从矿块中开米矿石所进行的米准、切割和回米工作的总称。
依据回采过程中采空区存在的状态和维护方法，划分为空场采矿法（自然支撑采矿法）、充填采矿法（人工支撑采矿法）、崩落采矿法等三大类。
但无论哪种采矿方法，选择的落矿方式不同，采准、切割和回采工作就会产生差异。
当今世界，地下矿山比较常见的落矿方法有机械切割、浅孔爆破、中深孔配伍爆破、中孔爆破、水力冲割等等。
其中机械切割节省人工、降低工人劳动强度、安全隐患小，是科技研发和矿山装备方向，条件许可时应优先考虑；浅孔爆破适应性最广，人、财、物的准入条件低，但人工投入多、工人劳动强度高、安全隐患大，是现代矿山避无可避的无奈选择；中深孔配伍爆破和水力冲割只能适用于特定地质条件的矿体，应用范围较窄；中孔爆破落矿与浅孔爆破的人、财、物准入条件相同，但在人工投入、工人劳动强度、安全隐患等方面具有明显优势，并且最为业主看重的采掘比与中深孔爆破一样低，可以让业主的利润最大化。
下面，就以几个矿山的应用实例来介绍中孔爆破落矿在采矿方法中的应用。
2.空场法中孔爆破落矿
金日盛矿业公司在安徽霍邱县拥有周油坊铁矿和重新集铁矿，主要采用垂直深孔爆破落矿阶段矿房法，简称VCR法。
但局部受限地质条件，仍需大量采用分层中孔爆破落矿房柱法。
2.1.地质条件
周油坊、重新集铁矿地质条件基本相同，均为第四系覆盖的盲矿体，矿体产状299°Z70°〜80°,矿石平均品位（TFe）31.03%,周油坊矿体走向长3800m,倾向深564m均厚115m其中N3〜38R穿脉之间长约1200m矿体平均厚度约10m重新集矿体长4000m倾向深420m均厚68m其中23〜55勘探线之间长约1600m矿体均厚8m
矿体顶板岩性主要有黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩、斜长黑云片岩及铁闪片岩等，矿体底板岩性主要为白云石大理岩，局部花岗岩，岩体完整性、稳定性好。
无区域性大断层，矿床的工程地质复杂程度中等。
矿床埋藏于当地侵蚀基准面及地下水位以下，地表为稻田和村
庄，无大的水体，水文地质条件属中等偏复杂的矿床。
22米矿方法选择
对于厚大矿体，周油坊、重新集铁矿均采用VCR法，对于厚度
10m左右的急倾斜矿体，试行过浅孔留矿法，并针对该法工作面环境差、劳动强度高、安全隐患大的特点，公司亏损补贴提高了采、掘单价，但依然受到工人抵制。
后借鉴本矿VCR法中孔拉底爆破经验，改为分层中孔爆破落矿的房柱法（简称分层中孔采矿，下同）。
23阶段参数
阶段长度即中厚矿体的长度，分别为1200m和1600m阶段高度与VCRS中段高度相同，60m
阶段内又分为4个分段，即分层高度15m从原有斜坡道掘砌联络道，与各分层通连（如下图），人员及设备、材料通过斜坡道进出各分层。
周油坊/重新集铁矿分层采矿斜坡道布置图
24采区参数及采准巷道布置
采区沿走向长度分割，采区长度取决于采空区嗣后充填的空区稳
定性，一般120〜240m采区高度为60m金日盛矿业的采区巷道布
中孔矿分层矿屈睾矿设计三观图
:
置如下图
采区布置分层巷道，其中1〜3分层巷道塈中孔硐室，4分层巷道塈底部集矿堑沟。
各分层巷道均布置在矿体内，距底板约1m为了确定巷道方位并进一步探明矿体边界，每隔30m掘一组穿脉贯通矿体顶底板（兼作各分层装矿点）。
溜矿眼一般布置在靠近主提升竖井的底板围岩内，全矿块内的数
量不应超过2个。
溜矿眼为圆形断面，规格©3.5m。
切割槽与人行立眼合并施工，矩形断面，规格2mx2m布置在
采区边界一端。
注意：
为了提高掘砌和行人安全性，各分层内的立眼
应在倾向上错茬掘砌。
出矿进路单侧布置，在采区下部，从底板运输巷每间隔10m向
集矿堑沟掘砌出矿进路。
2.5.采矿工艺
2.5.1米矿工序：
打中孔f装药爆破f出矿
2.5.2凿岩机具：
7655型风动凿岩机、YGN90型中孔凿岩机。
钻孔
直径=60—65mm
2.5.3中孔布置参数：
排距1.5〜2.0m,同排呈扇骨布置，装药段间距1〜2.5m。
其中，为了减少大块复破，孔底间距不超过2.5m;为了降低贫化率，孔底距离矿床顶、底板间距0.5m;为了减少通孔处理
工时，孔底距离上部巷道、采空区底板距离1.2m（这就要求：
做好
巷道实测上图工作，并实时观察采空区边界剥离情况，遇较大片帮、冒顶、滑塌时及时估测上图）。
2.5.4爆破参数
炸药：
采用中孔专用粉状乳化炸药或2#岩石硝铵炸药（©50X
300mm均可。
粉状炸药用专门装药机、药卷用长木杆或塑胶管顶压安装。
雷管：
采用电雷管引爆导爆管、导爆管引爆火药。
装药长度：
L=1.5〜15m装药系数：
0.2〜0.6。
每次爆破3〜6排中孔，每排崩矿量254.2m3，折合每米崩矿量
9.93t。
2.5.5回采顺序
走向：
从两侧边界向斜坡道方向后退式回采。
倾向：
自上而下进行，中段内4个分段同时回采时，上分段超前下分段15m左右。
2.5.6矿石运输
采场崩落的矿石，各分层均采用铲运机装载胶轮车，由后者运送到溜矿眼。
其中，中段底部胶轮车直接运送到提升竖井。
2.6.采空区管理
采区采空后，封闭所有采区出入口，利用本矿已有充填系统进行充填。
其中，采空区下部15m左右利用胶结充填，其余均采用废石直接充填，使全矿废石升井提升量减少了60%
2.7.小结
金日盛公司对中厚矿体采用分层中孔采矿后，在工程中大量使用机
械，生产效率高、产量大，经济效益十分明显。
当然，由于该公司主体采用VCR采矿，当分层中孔采空区充填时，分层中孔采矿即告暂停，采矿工人转移到VCR采场，等待充填好后即接续回采，采场与采场之间无需留矿柱。
对于没有其它配采工作面、却要保持连续生产的矿山，两个采场之间必须保留长度不少于10m的矿柱，该矿柱无法全部回收，增加了损失矿量。
3.充填法中孔爆破落矿
陕西“山—柞—旬”多金属成矿带，矿体均厚一般小于3m各矿山对于急倾斜矿床的开采，多采用充填法：
指眼打孔，浅孔爆破，一采一充，交替循环作业。
但对于个别矿体膨大后形成的矿囊，在沿用此法的基础上逐渐发展出了中孔爆破落矿，例如夹沟铜矿。
3.1.地质条件
夹沟铜矿位于山柞旬沉积盆地南东边缘，为沉积岩变质改造热液成
矿。
赋矿岩层为古生界志留统双河镇组的浅变质碎屑千枚岩，局部夹
条带状粉砂岩和炭质板岩。
矿区赋存多条透镜状铜矿体，其中K6矿体长度765.7m,平均厚度1.32m,平均铜品位1.62%。
矿体产状180°〜200°/43°〜48°，平均45°。
该矿体在6〜10号勘探线呈囊状，囊状三轴长度为70.36m、21.45m、45.2m。
3.2.米矿方法选择
该矿山整体采用充填采矿法，浅孔爆破，一采一充。
遇到矿囊后，沿用此法技术上比较成熟。
但是，周边一些铅锌矿在沿用此法回采矿囊时，连续发生数起顶板事故，教训惨重。
于是，有的矿山试行将矿体沿水平轴剖分成几个条带，分条带边采边充。
然而，一是爆破对高出基准面的充填体破坏严重；二是矿石爆下后抛飞进入充填体，矿石贫化率与损失率双高。
为此，夹沟铜矿利用坑道液压地质钻机打中孔，进行爆破落矿嗣后充填试验，效果良好。
3.3.采区巷道布置
中段高度40m先掘脉内巷道探矿，然后距矿体15m在底板围岩内掘砌中段运输巷。
单独将矿囊划为一个采区。
在矿囊走向两侧窄矿体内，各布置1个行
人立眼。
回采后充填采空区时，在采场两端各码砌1个溜矿立眼，立眼四周及其它空区充填夯实。
34采矿工艺
341米矿工序：
打中孔f装药爆破f出矿f充填（码砌溜矿眼）
342中孔钻机、中孔布置及爆破参数与前文大同小异，略。
3.4.3回采顺序：
走向：
由任意一侧后退回米。
倾向：
自下而上。
344矿石搬运：
电耙出矿至溜井，通过振动放矿机装载胶轮车运输。
345顶板管理：
废石充填。
3.5.小结
中孔比浅孔爆破落矿少掘进、产量高，具有很大的成本优势。
同时，因采空区高度、面积足够大，满足了电耙使用的空间要求，既降低了工人劳动强度，又基本杜绝了浅孔爆破人员必须长时间、频繁出入超大采空区的弊端，极大消除了安全隐患。
4.崩落法中孔爆破落矿
优良的破碎及剥离特点，使中孔爆破落矿与崩落法具有天然的亲合性。
不仅仅一些普通金属非金属矿山在崩落法中大量采用中孔爆破落矿；基至连个别金矿山也亲睐此法。
其中，河北迁安劳服铁矿区内变质岩系为太古界迁西群三屯营组。
区内有3条可采矿体，即H、皿和W号矿体，矿体走向40°50°,倾向NVy矿体呈透镜状，厚度2〜45m各矿体平均厚度9.5
9.85m,平均倾角55°〜60°,矿石平均品位SFe26.0%
甘肃省大桥金矿的金矿体赋存于三叠系下部岩性段角砾岩中，矿体总的走向50〜230°方向，长1780米，倾角6°〜36°，平均厚度为11.88米，一般为0.9〜65.76米，矿石平均品位3.27X估6。
劳服铁矿和大桥金矿，工程、水文地质条件总体均属简单类型，均为地下开采方式，地表允许崩落。
其采矿历程和现阶段采矿方法惊人相似：
均是先试行了其它采矿方法，并在长期的采矿实践中定型为分层中孔崩落法。
4.1.盘区划分及采场参数
两矿均以斜坡道为中心，沿走向将斜坡道两侧各矿体划分为两个盘区，盘区高度即中段高度40m
采场宽度40〜60m长度即盘区长度，采场分层高度15m
4.2.采区巷道布置
4.3.
如下图，采区各分层巷道由脉外运输巷、中孔硐室暨出矿进路、切割平巷组成。
4.3.采矿工艺
431米矿工序：
打中孔f装药爆破f出矿f充填（码砌溜矿眼）432中孔钻机、中孔布置及爆破参数与前文大同小异，略。
433回采顺序：
走向：
沿出矿进路暨中孔硐室后退回采。
倾向：
自上而下。
分层同步推进时，上分层必须超前下分层15m以上。
4.3.4矿石搬运：
各分层用铲车出矿至溜井，中段底部直接用铲车装
载胶轮车运输。
4.3.5顶板管理：
自然崩落。
4.4.小结
中孔爆破落矿的成本优势在得到了彰显的同时，非常显著的提高了生
产规模与劳动效率，产量激增，效益优良。
5.煤矿中孔爆破落矿
前文所述中孔爆破落矿集中在金属非金属矿山中，作为矿山大类中的
煤矿，该方法也有广泛的应用前景。
北京矿务局木城涧煤矿从上世纪50年代开始试验中孔爆破落矿，却因当时没有中孔钻机，采用本矿自行研制的钻机打眼成功低，该法只局限于个别采区，末获得全面推广。
直至到本世纪初，中孔钻具及技术成熟后，中孔爆破落矿才全面取代了该矿沿用半个多纪的浅孔爆破陷落法。
5.1地质条件
北京木城涧煤矿二层煤为透镜状无烟煤，矿体厚度8〜15m倾角
70°〜85°。
低瓦斯、无火灾、无水患、无煤尘爆炸危险。
顶底板均
为粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩，它们受构造影响，岩体裂隙较发育，顶板破碎,稳定性变差。
5.2盘区划分及采场参数该矿采用平硐暗斜井开拓，中段高度100m沿煤层走向400m划分为一个盘区，以石门巷作为分断标志。
每个盘区按走向长100m划分为4个采场，采用楼式中孔爆破陷落法采矿。
楼式层高10m左右。
53采区巷道布置
fiA.-J.at
的凤打口
矿立眼、行人立眼及分层斜坡组成。
54米矿工艺5.4.1米矿工序：
打中孔f装药爆破f出矿542中孔钻机、中孔布置及爆破参数与前文大同小异，先按设计掘
砌完成分层斜坡，再垂直斜坡掘砌中孔硐室，中孔硐室间隔15m
543回采顺序：
走向：
从分层斜坡未端向中间楼式巷道后退回采。
倾向：
自上而下。
分层同步推进时，上分层必须超前下分层15m以上。
544矿石搬运：
各分层爆落煤采用自溜运输，集中到斜坡矿仓后，自溜装载矿车外运。
5.5.5顶板管理：
自然崩落。
56小结
楼式陷落采矿法具有极其鲜明的优缺点，优点是采区矿石完全自溜运输，成本十分低廉。
缺点是小孔爆破成塘时，如果无法一次自然陷落，爆破工必须进入采空区二次扩塘，安全隐患巨大。
采用中孔爆破后，无需爆破成塘工序，彻底消除了采矿过程中的顶板事故。
该方法虽然只在低瓦斯煤矿得到推广运用，但理论上在高瓦斯急倾斜煤矿同样适用，因为楼式结构对于抽放瓦斯极为有利。
若如此，则该方法在急倾斜煤炭资源极为丰富的云、贵、川具有文泛的运用前景。
总结
中孔爆破作为一种落矿手段，其实与采矿方法没有多大关系。
当
地质条件合适时，中孔爆破即可发挥出巨大优势。
一般下述矿体可以运用中孔爆破落矿方法。
设计必须遵循先探后采，探采结合，边探边采的原则安排工程,
使之具有可靠性和可操作性。
既能保证安全又能节省投资，减少投资的风险性。
斜坡道布置方法
斜坡道一般按坡度i=15%。
布置，弯道部分，为了确保安全，一般按水平巷道施工。
一、斜坡道端头连线在铅垂平面内布置
此方法优点是设计、施工管理都比较简单，缺点是通向矿体的联络道较长，增加了掘砌工程量。
假设矿体产状（3Za,中孔崩落法分层高度h,则斜坡道方位角为B,斜坡道长度为L=-。
i
二、斜坡道端头连线平行矿体倾斜面布置
此方法优点是通向矿体的联络道较短，减小了掘砌工程量。
缺点是设计、施工管理都比较复杂。
假设矿体产状（3Za，中孔崩落法分层高度h,则斜坡道方位角为B
'士arcsin-ictgaa，斜坡道长度为L=h。
前-i2i
其简易线框图如下
K
h
平fl：
r
怖
布
中孔注意事项:
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