基于中深孔爆破法的金礦開采研究

陳 文

(中國黃金集團(tuán)廣西黃金有限公司，廣西 南寧 530023)

中深孔采礦法在實踐中安全性能良好，可以有效降低生產(chǎn)成本，提升開采效率與質(zhì)量，應(yīng)用較為廣泛。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗，分析了G金礦和T金礦開采情況，對井下中深孔爆破采礦法進(jìn)行了簡單的分析，包概鑿巖設(shè)備的選擇，爆破參數(shù)的選擇，裝藥、堵孔的操作要點以及起爆方式的選擇，分析了露天中深孔爆破設(shè)計的應(yīng)用，以期為金礦開采工作提供借鑒和參考。

1 井下中深孔爆破采礦法

1.1 鑿巖設(shè)備

國內(nèi)大多數(shù)的金礦礦體厚度不大，形狀變化多，井下作業(yè)空間相對狹小，對采礦設(shè)備、技術(shù)要求高。因此，鑿巖設(shè)備寬度不宜過大，單根鉆桿長度不宜過長；井下通風(fēng)不易，使用電力系統(tǒng)設(shè)備利于井下供風(fēng)；井下運(yùn)搬受空間限制較大，設(shè)備輕便、利于拆裝才能快速轉(zhuǎn)移、組裝和投入使用，提高勞動效率；礦體賦存形態(tài)變化多樣，設(shè)備能多角度調(diào)整鑿巖更便于施工操作。

筆者所在公司權(quán)屬礦山企業(yè)(以下簡稱G金礦)是一座中型金礦，地下開采，平硐+盲斜井開拓，留底柱電耙出礦，礦巖堅硬、穩(wěn)固，采空區(qū)不需要支護(hù)。目前使用中深孔鑿巖設(shè)備采用KQT-120電動鉆機(jī)，鉆孔Φ90 mm，鉆桿長度2 m，腳架支撐；電動鉆機(jī)作業(yè)時工作面高度3 m、腳架寬度2.5 m左右；鉆孔深度最深可達(dá)20多米；拆裝簡易，能人工運(yùn)搬至副中段。缺點是不能打上向鉆孔。

1.2 爆破參數(shù)

爆破參數(shù)主要取決于礦巖性質(zhì)，地下爆破受圍巖夾制作用大，炸藥單耗適量增加。礦巖堅硬的，炸藥單耗高，孔距、排距相對密集，孔距在20d～25d之間(d為炮孔直徑)，排距為孔距的0.8～1倍；反之，炸藥單耗低的礦巖，孔距、排距可放寬些，孔距在25d～30d之間，排距為孔距的0.8～1倍。

G金礦目前中深孔爆破參數(shù)為：孔距2～2.5 m，排距1.5～2 m，直角孔，孔深根據(jù)礦體位置在7～20 m不等，采用2#巖石乳化炸藥，炸藥單耗0.15～0.2 kg/t，偶有大塊出現(xiàn)外(大塊多為頂部松動坍塌)，爆破效果較好。

1.3 裝藥、堵孔

目前的現(xiàn)場混藥、裝藥機(jī)臺普遍適用于大型露天礦山開采。中小型露天礦山、地下開采礦山基本都是人工裝藥，采用鑿巖巖粉、泥土、碎屑巖等堵塞炮孔。裝藥過程中需要計算好炮孔深度，已裝炸藥深度，距離孔口高度的相互關(guān)系，防止裝藥過程中出現(xiàn)非設(shè)計間隔引發(fā)拒爆事故；炮孔堵塞高度應(yīng)不低于最小抵抗線，防止堵塞高度不夠引起的沖炮現(xiàn)象，以防浪費(fèi)炸藥的同時造成大塊率高，二次破碎礦巖也浪費(fèi)人力物力，且留有安全隱患。

1.4 起爆方式

隨著電子數(shù)碼雷管研發(fā)和推廣應(yīng)用，目前礦山普遍采用電子數(shù)碼雷管起爆方式。電子數(shù)碼雷管段別設(shè)置精確度高，能做到孔內(nèi)延遲起爆，連接操作簡易，起爆前能檢測到每一發(fā)雷管的連接到位與否，專用起爆器起爆，抗雜散電流性能強(qiáng)，一次起爆雷管數(shù)多，安全性高，大大提高了爆破效果及安全性。起爆之前的安全警戒十分重要，需要在相關(guān)區(qū)域的每一個通道路口，天井口安排人員警戒，保證爆破現(xiàn)場的安全。G金礦目前采用電子數(shù)碼雷管串聯(lián)、多排孔微差起爆方式，安全高效。

總體說來，中深孔爆破采礦法在井下推廣應(yīng)用受限較大，主要原因是：(1)受礦體厚度影響，大多數(shù)井下作業(yè)空間狹小，大型設(shè)備、超重設(shè)備難以投入使用，無法提升工作效率；(2)作業(yè)環(huán)境相對較差，供風(fēng)、供水、動力供應(yīng)相對困難，作業(yè)要求高；(3)生產(chǎn)探礦要提前完成，根據(jù)礦體形狀布置炮孔，避免較大的損失貧化。設(shè)備問題需要多和生產(chǎn)廠家溝通，設(shè)計制造滿足生產(chǎn)需要的設(shè)備，盡可能采用機(jī)械化、自動化作業(yè)；爆破技術(shù)問題需要生產(chǎn)技術(shù)人員不斷總結(jié)分析、收集數(shù)據(jù)，調(diào)整采礦、出礦方法、出礦方法，以滿足中深孔爆破所需的各項條件，提高勞動安全保障、提高勞動效率。

圖1 爆破臺階結(jié)構(gòu)

2 露天中深孔爆破設(shè)計

2.1 鑿巖設(shè)備的選擇

露天作業(yè)環(huán)境條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于井下，在所有大中小型露天礦山都適宜使用中深孔爆破采礦法。礦山生產(chǎn)設(shè)備包括鑿巖臺車、潛孔鉆機(jī)、電動鉆機(jī)、風(fēng)壓鉆機(jī)等等，各礦山可根據(jù)自身情況選擇不同類型適用于中深孔爆破的鉆機(jī)。

筆者所在公司另一權(quán)屬礦山(以下簡稱T金礦)是一座中型金礦，露天開采，公路+汽車運(yùn)輸開拓，礦巖硬度4～10，年采剝總量600萬噸左右。目前使用拉特拉斯?jié)摽足@機(jī)，鉆孔Φ110 mm，鉆桿長度3 m，柴油動力；鉆孔深度最深可達(dá)20多米；二用一備遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足生產(chǎn)需求。

2.2 爆破參數(shù)選擇

T金礦目前中深孔爆破參數(shù)為：孔距3.5～4.0 m，排距3.0～3.5 m，直角孔，孔深根據(jù)礦體位置在10.5 m左右，采用2#巖石乳化炸藥，炸藥單耗0.10 kg/t左右，爆破效果較好。

2.3 裝藥、堵孔

大型露天礦山可采用現(xiàn)場混裝機(jī)裝藥，能大大節(jié)省成本，提高勞動效率。中小型露天礦山在裝藥、堵孔、起爆方式、警戒等方面與井下類似，不再贅述。

3 金礦采場爆破特點分析

一般而言，中深孔爆破法具有顯著的優(yōu)點，在采礦過程中，礦體可爆性比較高，能量充足，大塊率較小，可以多排2～3排爆破。除此之外，在金礦開采過程中，中深孔爆破采礦法可以提升金礦開采的效率，提高中深孔爆破技術(shù)指標(biāo)，提高金礦開采的總體高度，加強(qiáng)井下采礦作業(yè)的效率。

采用中深孔爆破法開采金礦，可以降低礦石的損失率?？梢燥@著提升礦場的開采水平，實現(xiàn)落礦量大，分段高的礦石回采效果。在中深孔爆破過程中，為了有效控制礦石的崩落礦量，必須優(yōu)化處理裝藥的結(jié)構(gòu)方式，提高爆破效果，綜合控制中深孔崩礦的崩落礦量，提升爆破材料的利用率。

中深孔爆破開采法具有回采連續(xù)性強(qiáng)，安全性高的優(yōu)點。大量數(shù)據(jù)表明，淺孔爆破方式比中深度爆破方式安全性能低。除此之外，在中深孔爆破采礦過程中，要優(yōu)化中深孔爆破參數(shù)，綜合頂支預(yù)護(hù)的方法，進(jìn)行開采和爆破操作，提高礦區(qū)上盤圍巖的穩(wěn)定性與安全性，避免開采過程中出現(xiàn)大量礦體破碎的現(xiàn)象，確保采礦人員的安全。

4 中深孔采礦爆破在金礦中的應(yīng)用效果

在金礦開采的回采過程中，通常使用鉆機(jī)進(jìn)行鑿巖，采取鉆鑿方式進(jìn)行深孔作業(yè)，孔徑大小為50～60 mm。在中深孔爆破開采時，兩個相鄰的孔距呈分段交錯的形式分布。在金礦回采操作中，利用鉆鑿和鑿巖方式，開展深孔施工采礦。

在金礦回采過程中，因為礦山頂穩(wěn)固性較低，所以必須對頂板孔進(jìn)行加深處理。與此同時，在進(jìn)行鑿巖操作時，要綜合考慮礦體的實際情況，分鉆鑿拉槽的中深孔，確定合理的下盤孔深度數(shù)值，提高礦石回采效率。在金礦回采時，需要進(jìn)行中深孔爆破，為了提高開采效率，要拉開這個采礦車，然后再分次進(jìn)行爆破，之后再按照后退的模式進(jìn)行礦山開采作業(yè)，且采取非電毫秒差導(dǎo)爆管施工?？偠灾?，為了有效提升中深孔爆破開采的效率，提高礦山整體的出礦數(shù)量，在爆破時，必須確保新鮮風(fēng)流可及時有效進(jìn)入采場中，確保礦山開采工作的順利進(jìn)行。

大量實踐數(shù)據(jù)表明，在金礦礦山開采利用中，通過采取中深孔爆破的方式，可以提高金礦開采的工作效率，提高爆破效果，提高爆破材料的利用效率，優(yōu)化各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。除此之外，中深孔爆破采礦技術(shù)具有資源回收效果和良好的回采連續(xù)性，提高了采礦生產(chǎn)能力，確保采礦作業(yè)的安全進(jìn)行。

5 結(jié)語

綜上所述，通過研究中深孔采礦法應(yīng)用，探討了井下中深孔爆破采礦法的操作要點，總結(jié)出金礦采場爆破特點，認(rèn)為在金礦開采過程中運(yùn)用中深孔爆破技術(shù)效果顯著。