优化下向大直径深孔孔网参数

优化下向大直径深孔孔网参数

杨春亮

玉溪矿业有限公司云南新平653405

摘要：在地下矿床开采中，采场地压管理是一个非常重要的工艺，地压问题往往还影响到采矿方法的选择，所以探索适合本矿山的地压管理方法，具有致关重要的意义。

关键词：地压管理应力地压回采垮落

1.引言

大红山铜矿自从2007年5月开始在485中段4-8I盘区实验“下向大直径深孔侧向崩矿空场嗣后充填法采矿工艺，至今已有11年时间，取得了较大的成果，优势也充分的体现，具有有效的改善井下的作业条件，提高盘区生产能力，降低采矿成本等优点，现在已全面推广运用，工艺已经相对成熟，但在爆破孔网参数上还有持续优化的空间。我们这次主要阐述的是下向大直径深孔在运用过程中的孔网参数的优化问题

2.地质概况

大红山铜矿属海底火山喷发沉积变质中厚缓倾斜高温矿床。有七层矿体，三层铜四层铁。I3、I2铜矿体规模大，呈层状，似层状产出。矿体走向EW—N600W。走向长1800米，倾向S30W，倾斜宽1200米。倾角250—350；埋深191—705米。矿体平均厚度11。61米；（表内），矿岩坚固系数F=10—14。主要含矿岩性为坚硬半坚硬石榴黑云变钠质凝灰岩，石榴黑云母片岩，条带状石榴黑云白云石大理岩及炭质板岩，其构造较为发育，矿体成分主要为黄铜矿，磁铁矿、多为粒状结构，矿石体重3.25-3.35T/m3、废石体重2.99T/m3，松系数1.71，矿石自然安息角40.5~410。属典型的多层层状难采矿床。

3.存在的问题

3.1下向孔离干线较近时，由于爆破作用范围大，造成干线、出矿进路等底部结构破坏，增加二次支护投入甚至要重新施工措施工程。

3.2大孔爆破对切顶层工程破坏大，增加二次支护投入，存在安全风险，并且切顶层跨落后要从上水平施工充填钻孔充填接顶。

3.3由于大孔作用范围较广，对四周矿柱破坏较大，造成矿柱提前垮塌，制约相邻盘区建设。

3.4每次爆破后对分界线的孔破坏较大，清孔难度大，甚至部分孔无法处理，爆破效果差。

3.5装药系数低，大孔每米采矿量小。

3.6孔网参数小，爆破后粉矿比例高，所以合理的块度和炸药单耗之间的平衡问题，比如4-6I盘区看，孔网参数有调整的空间。

4.诊断分析

4.1基于以上存在的问题，下向大直径深孔孔径大，药包在孔里面近似于球状药包，作用范围较大，造成相邻工程破坏，通过实例分析总结，有必要对大孔孔网参数进行调整优化。

根据许多金属矿山的生产经验：孔底距a如采用孔径是51-65mm时是1.17-1.95m，最小底抗线w是0.997-2.24m。所以按经验公式推算，直径165的大孔排距（最小抵抗性）为2.5-3.8-5.58m，孔距为4.4-4.56-4.95m。

4.2调整孔网参数前的大孔孔网参数为：2.3m（最小抵抗性）×3m（孔距），以435中段4-6I盘区为代表，孔网参数偏小，炸药相对单耗偏高。

通过对比分析，结合大红山铜矿的岩石可爆性，调整前使用的参数小于经验公式计算的参数，有进一步调整的空间。

4.3查找问题的原因

4.4优化后大孔参数调整方面：

4.4.1.调整孔网参数为：2.8-4.2m（最小抵抗性）×4m（孔距），呈梅花状布置。

4.4.2周边有相邻盘区并且矿柱小于等于6m的，矿柱边大孔中心线距离矿柱内侧为0.3m；条柱背后的孔间距适当加密；同一次爆破范围内的硐室之间联道位置加密一个孔。

工程调整优化方面：

4.4.1南北联道规格调整为3.5m×3.5m，减少暴露面积；切顶硐室调整为4m×3.3m，为加大孔网参数提供施工条件。

4.4.2为满足设备施工下向孔，切顶工程设计边界超出矿柱内侧由原来的0.6m改为0.3m，有利于保护矿柱。

提高大孔利用率：目前装药系数偏低，加大孔网参数后，适当加大装药量，减少间隔层，提高大孔利用率

5.孔网参数优化后，下向孔量和炸药单耗有所降低，如表所示。

6.1项目收益。

6.2项目收益

孔网参数调整前后20个盘区相关指标数据

6.3项目收益

项目实施以来累计节约大孔成本、大爆破炸药成本、措施工程和动力电耗成本等共计259.4万。

7.持续改善

下向大孔孔网参数优化后，已经实施了多个盘区，通过多盘区的爆破情况看，效果明显，将持续运用。

适用条件的限制

一期工艺盘区无法实现下向大孔采矿；二期部分盘区因矿体赋存条件，工程限制等因素，不具备大孔条件无法实现下向大孔采矿。

持续改进：

参数还处于相对优化阶段，需要在实践过程中不断持续优化调整，我们将有条件的盘区尽量考虑采用下向大直径深孔采矿，并在44-46、88-92III盘区部分孔实验进一步加大参数的爆破效果，参数：2.8-4.2m（最小抵抗性）×4.3m，直至5.3m（孔距）。

8.结语

针对原工艺爆破质量不高，孔网参数不够优化，爆破效果差，块度不均衡、采场冒落、垮塌严重，相邻采场开采困难等问题。高阶段大直径深孔采矿法适用于急倾斜、缓倾斜、中厚以上，形态较规整，矿围岩均较稳固的矿体开采。实际生产中存在的块度和成本问题通过采取上述综合处理措施正在逐步得到解决，大块产出率合理并下降，成本得到节约，从而解决了出矿效率问题，保证强化出矿，快速充填，使大孔采矿的回采工艺更加完善，更加先进，更加实用，已经广泛推广运用，取得较为丰富的效果，总结出较为完善的经验。

参考文献：

[1]解世俊．金属矿床地下开采[M]．北京：冶金工业出版社，2007．

[2]古德生，李夕兵．现代金属矿床开采科学技术[M]．北京：冶金工业出版社，2006．

[3]刘殿中，杨仕春．工程爆破实用手册[M]．北京：冶金工业出版社．2004．