李海亮，杜興光

（中國華冶科工集團有限公司北票分公司，遼寧 北票  122104）

摘  要：地下礦山無底柱分段崩落采礦回采過程中，出現進路采礦爆破懸頂或立槽現象的原因；通過YGZ—90鉆機平行、傾斜進路施工傾斜扇面孔，微差爆破處理，實踐證明，既高效又安全，可以在無底柱分段崩落采礦工藝中廣泛應用。

關鍵詞：懸頂；原因；傾斜扇面孔；爆破

0  引  言

保國鐵礦鐵蛋山礦區露天轉地下采礦，為無底柱分段崩落采礦工藝，允許地表塌陷，塌陷區為露天坑底，坑底回填物為黃土和尾礦。小補償空間擠壓爆破容易出現懸頂或立槽現象，是無底柱分段崩落采礦工藝的特點，結合鐵蛋山礦區生產應用狀況，對造成采礦爆破懸頂或立槽^[1,2]的原因研究和處理。

1  懸頂立槽爆破事故的研究

生產實踐中分析研究，主要包括在5大方面內：

1.1 設計

中孔設計：主要包括炮排的剖面圖設計和布孔設計，剖面圖主要反映了上下分段的工程對應關系和高程，工程對應關系不正確，那么炮孔布置也就隨著不正確，不但會造成懸頂立槽，而且還會造成資源損失、對下排或相鄰進路炮孔的破壞；高程不準確，過高或過低會出現透孔較多，或上部分礦不能全部回收，殘留礦體多；甚至出現假頂使地表不塌陷，造成安全隱患，設計參數就失去合理性。

爆破設計：無底柱分段崩落采礦工藝爆破設計簡單，參數、連線網路為固定方式，很少會出現問題。

1.2 裝藥質量

裝藥密度過大或過小、裝藥不連續、中間脫節、導爆管在孔內被摩擦破、起爆具與炸藥不接觸等。

1.3 中孔施工質量

孔的角度、排位、扇面、中心高度與設計不吻合；礦體賦存條件差，圍巖裂隙發育，小溶洞等問題不但影響成孔質量而且還影響裝藥質量。

1.4 補償空間

需要15%—20%的補償空間，松散空間大小與出礦和坑底回填物有直接關系；黃土相對巖石塊擠壓空隙較小，導致補償不夠，爆破后沒有及時的松動出礦，導致“過擠壓”現象；出礦截止后應及時組織爆破，間隔太久，松動狀態變壞。

1.5 火工材料質量（炸藥）

使用多孔粒狀重銨油炸藥，在中孔質量、地質條件、補償空間、裝藥質量都比較好的情況下，炸藥的配合比失調，影響了炸藥的爆速、爆力、猛度、感度、殉爆等性能。

2  成功處理示例

2.1 改進前爆破設計參數及懸頂原因

1112進路上部礦體厚度10 m，炮孔排距1.5 m，上向垂直扇面孔，每排10個炮孔，炮孔直徑80 mm，孔底距1.6 m—1.8 m，邊孔角50°，進路規格為：4×3.533 m，1/3B拱形。因上部高程及地質條件不詳造成中孔施工后參數不合理引起懸頂現象。

2.2 爆破懸頂現場概況

實際礦層厚度5.5 m,懸頂空區高1.5 m，空區頂板破碎^[3]極不穩定，隨時可能發生垮塌事故，距下盤沿脈巷約20 m。

2.3 方案比較

方案一：懸頂空區噴漿支護后使用YT—28鉆采用淺眼溜礦法處理。

方案二：采用YGZ—90鉆機平行、傾斜進路施工中孔一次爆破處理。

通過表1比較方案二較好。

表1   方案比較

2.4 排位中部布孔

在垂直原排位L10位置平行進路施工X1—X3排，再逐次以進路中心偏移角度施工X4—X9排（詳見圖1、2、3、4）。炮孔直徑為Φ60 mm，共9排， 27個炮孔數，原L8排10個炮孔數要利用，共37個炮孔，傾斜扇面布置，炮孔總長度234 m。

2.5 爆破設計

本次爆破以懸頂空區和采空區覆巖間空隙為補償空間，爆破量為337.5 m3，懸空區補償空間為90 m3，補償空間為26%以上，完全滿足爆破需要。理論上可行。采用多孔粒狀重銨油炸藥^[4]連續裝藥，同排每個炮孔兩發同段非靜電導爆管雷管，起爆具裝在孔口底部，孔口炮泥充填0.5—2.0 m。爆破裝藥量702 kg。

采用微差爆破（X1—X3排孔內為3—5段），3排傾角一樣的孔設為同段，大傾角滯后小傾角一個段別；（X4—X9排孔內為6—8段），6排傾角一樣的孔設為同段，大傾角滯后小傾角一個段別；原L8排孔內用9段；爆破方向為：X1—X3排向下，X4—X9排向中間擠壓。

為保證起爆網路安全可靠性，采用交叉復式錐形聯結方式，加激發彈共6次聯結，激發彈通過膠質線與電子遠程引爆機聯結，在斜坡道安全處起爆。

3  施工要求

（1）遇到巖石堅硬系數低、裂隙、溶洞等圍巖，中孔施工時要做到釬桿在孔內輕推進高旋轉，保證孔的成型質量。

（2）每施工完一個孔，卸釬桿時開高壓水沖洗炮孔，孔內不得留積渣。

（3）施工人員必須用坡度規控制炮孔角度和排面角度，必須用測量劃出的排位線、中心線和標高度控制排面位置和機心高度。

（4）開孔必須給小壓、輕推進；開孔后，鉆進100 mm左右必須檢查矯正孔的方位和角度，保證孔口3 m范圍內孔壁光滑。

（5）中深孔施工人員必須嚴格按設計施工。如遇特殊情況不能施工，必須經設計人員同意修改后方可變更設計。

（6）作業區域內頂幫浮石應進行徹底檢橇，對不能處理的危巖，采取必要的措施進行處理，安全后方可施工。

（7）操作臺與鉆機的安全距離保證6 m以上，副手上完鉆桿及時退到操作閥后面，上卸釬桿或遷移鉆機時嚴禁人員和設備進入懸空區內。

（8）嚴格按照中深孔操作規程施工^[5]。

4  技術質量要求

排距允許誤差不得超過±50 mm，排面垂直度允許誤差不得超過±1°，排位方位角度允許誤差不得超過±1°，炮孔角度允許誤差不得超過±1°，炮孔深度^[6]不得小于設計深度（特殊情況例外），也不得超過設計深度300 mm。

5  爆破安全要求

（1）最大一響炸藥量為270 kg,地震波影響半徑25 m，空氣沖擊波影響半徑83 m；范圍內的各種管線和電器設備必須防護加固或轉移安全地帶。

（2）爆破區150 m范圍范圍內嚴禁吸煙和使用明火照明。

（3）裝藥時只準使用36 V低壓照明，電線絕緣良好，燈泡懸掛高度要距炸藥及起爆器材1.5 m以上；爆破地點附近必須有消防設施及設備。

（4）裝藥現場及通道的頂幫浮石，在裝藥前必須檢撬干凈。

（5）裝藥現場設置警戒線，與爆破無關人員嚴禁進入爆破區。

（6）連線確認無誤后，警戒到位，在指定安全地點準時起爆。

（7）按國家最新爆破規程和有關規程規范要求施工。

（8）爆破后組織恢復生產；爆破區如有破壞及時修復，炮煙濃度降至安全值后方可出礦作業^[7]。

6  處理效果

爆破后次日，技術部門及采礦車間負責人到爆破現場查看效果，周圍沒有被破壞跡象；如果不處理會導致懸頂后的炮排都不能爆破回采，后9排礦石都會損失，下分段回采完畢時會出現假頂，留下隱患；本次爆破崩落礦量2138.4噸，出礦量已達到設計要求；給后排回采創造條件，使后排礦石順利采出；1112進路礦石回采率由原來的42.9%提高到60%。

7  結束語：

礦產資源是人類社會生存和發展的物質基礎，礦石被采出后資源不能再生，為提高礦石回采率，使我國礦產資源保持穩定、可持續發展；采礦過程中出現一個個技術難題，我們相信，我們有自信解決，為人類社會生存和發展努力。

參考文獻：

[1]  林駿.淺析采礦爆破立槽及懸頂的預防和處理[J].銅業工程,2002(01):37-38+44.

[2]  王明,康偉權,高忠.謙比希銅礦無底柱分段崩落法采場懸頂的處理及預防[J].采礦技術,2018,18(01):6-8.

[3]  項宇.某鐵礦大型空區穩定性分析與治理方案的研究[D].江西理工大學,2018.

[4]  徐靜,李文藝, 陳先俊,等.起爆藥包形狀對多孔粒狀銨油炸藥猛度測試的影響[J].現代礦業,2018,34(09):149-150.

[5]  楊旭升,孫暉,孫俊鵬,等.爆破施工實用技術[M].沈陽:東北大學出版社2007.

[6]  林德余.礦山爆破工程[M].北京:冶金工業出版社,1993.

[7]  劉殿中.爆破工程實用手冊[M].北京:冶金工業出版社,1999.