地下礦山傾斜礦體切割上山拉槽爆破應用研究

王智峰

（貴州開磷設計研究院有限責任公司，貴州 貴陽 550000）

目前在非煤地下礦山的開采活動中，除少數采用硐室爆破外，一般均采用爆破崩礦技術[1]。在非金屬沉積礦床傾斜、緩傾斜礦體的開采過程中，由于受到安全、運輸等因素的限制，通常須將礦體劃分為礦房單元進行回采，而礦房回采前，開鑿出一條與礦體傾角相同的切割槽作為回采爆破的自由面和礦石破碎補償空間對后續礦房回采至關重要。

由于面臨中深孔一次掏槽技術尚未成熟，國內采用的機械化采礦設備爬坡能力有限，傾斜礦體坡度又介于30°～55°之間等現狀，在當前技術條件下，在傾斜礦體中施工出一條滿足采礦作業的切割槽通常需經過多次爆破并且反復起底，給企業生產造成了礦石質量不能保證、人員設備效率較低和安全隱患突出等困難。對此，為了提高傾斜礦體切割上山形成效率，保證礦石質量，增加施工人員和設備作業安全性，本文根據理論分析與現場試驗，提出了一種創新型的傾斜礦體切割上山拉槽爆破方法，對傳統切割上山工藝進行改進，不經起底就可拉穿傾斜礦體切割槽。

1 傾斜礦體傳統拉槽方法與新型拉槽方法對比

切割拉槽是地下開采礦山礦石過程中必不可少的回采環節之一[2]，為了使后續礦房爆破中具有足夠的補償空間和自由面，需在礦房正式回采前形成切割槽，因此切割拉槽的成型質量直接影響著礦房回采的施工效率和安全系數。傳統拉槽爆破通常是采用多次的爆破提供最初的爆破空間，在切巷中通過爆破已施工的多排爆破孔來實現。傳統的拉槽爆破方法不但增大了爆破的工作量，而且對工程的施工難度程度上也有所提升。尤其是切割上山的開挖，由于施工作業面狹小、通風條件差，懸頂現象嚴重，因而在施工過程中存在大量安全隱患。傾斜礦體傳統拉槽由于礦體傾角較大原因，錨網臺車、鑿巖臺車等設備不能直接爬坡作業，需增加起底工序以減小礦體傾角，卻造成礦石貧化、作業效率降低等新的問題。

現針對這一難題，本文采用一種斜、直眼掏槽方式分段分級爆破的地下傾斜礦體切割上山拉槽方法，將切割上山的施工分兩次進行。這種方法使傾斜礦體切割上山通過一次淺孔鑿巖爆破和一次中深孔鑿巖爆破就形成切割上山，斜眼掏槽和直眼掏槽采用連續耦合裝藥、炮泥堵塞，藥量從掏槽向輔助孔、周邊孔遞減的裝藥方式，采用非電管進行微差爆破。這種方法與傾斜礦體傳統拉槽方法對比，具有工程量小、礦石質量有保證、生產效率高、安全風險低、成本少、不經起底就可拉穿切割槽等優點。

2 切割上山拉槽爆破技術實施方案

2.1 工程概要

本文提出的傾斜礦體切割上山拉槽爆破方法適用于傾角介于30°～55°之間，分層高差小于等于12m，斜長小于等于15m，切割寬小于等于6m 的切割上山。礦房正視圖如圖1 所示，切割槽設置于礦房端部以減少回采過程中的安全風險。切割上山的工程爆破分為一次淺孔鑿巖爆破和一次中深孔鑿巖爆破。第一次沿采準高幫爆破將采準巷道擴大，并將切割上山斜長從12m ～15m 降低至10m ～12m，從而縮短第二次爆破中切割上山的爆破距離，同時達到增大二次爆破補償空間與自由面的目的。第二次對切割上山進行一次貫穿爆破，爆破后檢查爆破效果、出礦。

2.2 炮孔的布置

使用淺孔鑿巖臺車設備，采用斜眼掏槽對采準高幫進行爆破掘進，爆破過程中，利用兩排斜眼掏槽孔爆破擠壓出兩排掏槽眼之間的礦石，使用用兩排輔助眼進一步增加爆破范圍。

斜眼掏槽采用楔形掏槽。楔形斜眼掏槽孔與爆破平面的夾角為80°，6 個斜眼掏槽孔最上方和最下方的兩個孔在垂直方向上與爆破平面夾角呈60°，上下眼長度3.5m，中間四個眼長度3.2m，斜眼掏槽頂板孔與斜眼掏槽底板孔分別掘進至頂底板廢石；斜眼掏槽輔助孔扇形布孔，長度3m。楔型斜眼掏槽孔爆破能夠增加二次爆破的補償空間和自由面、減少切割上山斜長。

楔型斜眼掏槽孔爆破后，使用中深孔鑿巖臺車鑿巖打眼，利用直眼掏槽對切割進行一次貫穿爆破，利用直眼掏槽中心大空孔增加直眼掏槽爆破碎漲空間、減小直眼爆破最小抵抗線，應用直眼掏槽掏槽孔、直眼掏槽頂板孔、直眼掏槽底板孔、直眼掏槽輔助孔、直眼掏槽周邊孔對切割進行一次貫穿爆破。施工時做到方位準確、定位精準，并且筒形直眼掏槽孔按照礦體傾角打孔，直眼掏槽輔助孔、直眼掏槽周邊孔為扇形布孔。

2.3 裝藥及爆破參數

乳化炸藥采用當地企業生產的2 號巖石乳化炸藥，規格為Ф32mm×200mm，炸藥重量為160g/個，銨油顆粒炸藥采用Ф40mm×200mm（200g）ANFO 銨油炸藥。

斜眼掏槽和直眼掏槽均采用連續耦合裝藥、炮泥堵塞，藥量從掏槽向輔助、周邊遞減的裝藥方式，并且采用毫秒微差爆破。但楔形掏槽眼使用乳化炸藥進行爆破，微差爆破后出礦、錨網，為二次筒形掏槽爆破做準備。而筒形直眼掏槽孔采用使用銨油顆粒炸藥爆破，微差爆破后檢察爆破效果，出礦。

在起爆網絡中采用非電塑料導爆管毫秒延期起爆。

3 實施效果對比

傾斜礦體切割上山中拉槽爆破優化方法共實施了4 次，分別在用沙壩礦990 中段3 盤區1000 分層的北1 號、3 號礦房，1 盤區1010 分層的南2 號、5 號礦房進行了試驗。優化后的切割上山拉槽爆破方法因爆破次數的顯著減少，減低了切割作業的安全隱患，取消了起底作業，同時錨網、鑿巖、扒礦作業量顯著降低。4次施工在完成兩次爆破后均達到爆破預期，總爆破距離分別為13.1m、14.6m、13.5m、13.3m，平均爆距13.63m?？紤]成本、材料消耗、工時、貧化率率等參數指標，與以往采取的拉槽爆破方法對比分析。單次切割上山工程指標對比見表1。

優化后的方法無論在炸藥、錨桿數量還是在掘進成本上都有所降低，同時表中數據也直接反映出施工效率方面得到改善提升。爆破過程中由于爆破次數的減少，有效降低了爆破振動帶來的安全隱患，同時設備的移動次數也有所減少，降低了設備故障率和工人勞動強度。整個爆破過程沒有起底板廢石，避免了廢石混入礦石的風險，礦石質量有保障。

表1 切割上山拉槽爆破方案各指標比較

4 結論

優化后的傾斜礦體切割上山拉槽爆破方法是成功可靠的，對于礦山企業具有較好的經濟效益。與傳統切割上山方法相比有效降低了多次淺孔拉槽作業過程中的安全風險，解決了傾斜礦體拉槽過程中臺車由于礦體坡度較大，不經過起底、不能直接從事錨網、鑿巖、扒礦作業的難題，從而達到了加快回采速度、提高礦石質量、降低安全風險的目的。