安慶銅礦主體采礦方法為高階段大直徑深孔回采嗣后充填采礦法，分礦房、礦柱兩步驟回采，采空區(qū)實(shí)行嗣后充填。采場(chǎng)回采高度近120 m。文章就安慶銅礦礦區(qū)、巖體特性，采礦方法進(jìn)行了闡述，重點(diǎn)就高階段采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，充填體穩(wěn)定性等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題及相關(guān)回采技術(shù)措施進(jìn)行分析、研究。
1    概述
    安慶銅礦是大型坑下銅鐵采選礦山，設(shè)計(jì)日采選能力3 500噸。礦體賦存標(biāo)高-180～-780m，為接觸交代矽卡巖型鐵銅礦床。地表為農(nóng)田、村莊．標(biāo)高+50 m左右，礦體走向125°～305°，傾向總車上為南西，部分傾向北東，主體部分為急傾斜礦體。已控制礦體長(zhǎng)度約760m，平均厚度40～50 m。高階段大直徑深孔回采嗣后充填采礦法為礦山開采主要采礦方法，采場(chǎng)垂直礦體走向布置，分礦房、柱兩步驟回采。采場(chǎng)實(shí)行分段鑿巖、雙階段連續(xù)三采，回采階段高度為120 m，鑿巖設(shè)備為Simba-261型潛孔鉆機(jī)，炮孔直徑165 mm；采用ST-5C鏟主機(jī)出礦，斗容3．8 m3。，采場(chǎng)實(shí)行嗣后一次性充填圖1為安慶銅礦采場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。
    圖1  安慶銅礦高階段大直徑深孔采礦示意圖
    Fig．1 Schematic of high level large-diameter deep hole mining in Anqing Copper Mine
    2    回采工藝技術(shù)
    2．1采準(zhǔn)切割工程
    2．1．1鑿巖工程
    鑿巖工程是鑿巖和爆破的作業(yè)場(chǎng)所，目前安慶銅礦常用布置形式為巷道式。這種布置形式的突出優(yōu)點(diǎn)是掘進(jìn)工程量小、支護(hù)工程少、采場(chǎng)邊界容易控制、充填封閉方便、作業(yè)時(shí)間短、人員作業(yè)安全。
    2．1．2出礦工程
    采場(chǎng)出礦是無(wú)軌機(jī)械化作業(yè)，設(shè)備是ST一5C型鏟運(yùn)機(jī)。采場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)有平底式和塹溝式，出礦方式有單側(cè)式和雙側(cè)式。實(shí)踐證明，V型塹溝雙側(cè)進(jìn)路出礦底部結(jié)構(gòu)最佳。這種工程結(jié)構(gòu)廣泛地應(yīng)用于各采場(chǎng)。
    2．2采場(chǎng)布孔
    在特定的巖石條件下，不同性能的炸藥與不同的爆破參數(shù)，其爆破作用和破碎效果有很大的差異。為滿足安慶銅礦大直徑深孔采礦的需要，選用EL-102#、RJ-2#普通乳化油炸藥、2#巖石炸藥、銨油炸藥進(jìn)行了單孔爆破漏斗試驗(yàn)和雙孔同段爆破模擬試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)比分析，采用普通乳化油炸藥進(jìn)行掏槽爆破和側(cè)向爆破，采場(chǎng)的布孔參數(shù)依據(jù)爆破漏斗試驗(yàn)結(jié)果而定，礦房采場(chǎng)中部炮孔布孔參數(shù)取3．0 m×3．0 m。為有效地控制采場(chǎng)邊界，邊排孔實(shí)行光面爆破，孔網(wǎng)參數(shù)取(2．2～2．5)m×(2．0～2．2)m(抵抗線×孔間距)，邊孔至采場(chǎng)邊界0．5 m。礦柱采場(chǎng)兩側(cè)是充填體，礦柱采場(chǎng)的布孔原則是保護(hù)兩側(cè)的充填體，盡量減少超爆引起的充填體的片落以及爆破規(guī)模過(guò)大所引起的充填體的垮落。礦柱采場(chǎng)中間孔采用3．0 m×3．0 m的孔網(wǎng)參數(shù)，邊排孔依據(jù)加強(qiáng)松動(dòng)爆破理論，采用2．0 m×2．0 m的布孔參數(shù)，實(shí)行加強(qiáng)松動(dòng)爆破，邊排孔距充填體邊界1．5～1．7 m。
    2．3采場(chǎng)爆破
    2．3．1  崩礦方式
    為有效地控制爆破規(guī)模，實(shí)行留礦爆破，確保采場(chǎng)穩(wěn)定，礦房采場(chǎng)崩礦方式為“小斷面VCR法拉槽+分段側(cè)崩”。VCR法拉槽范圍(3 m×3 m)～(5 m×5 m)，分段側(cè)崩高度控制在10～15 m。礦柱采場(chǎng)采用大斷面VCR法拉槽(10 m×10 m)、小分段側(cè)崩(6．0 m左右)的崩礦方式。
    2．3．2裝藥結(jié)構(gòu)
    VCR法掏槽爆破的裝藥結(jié)構(gòu)，炮孔下部堵塞0．5～0．8 m，藥包30蠔；上部堵塞0．8～1．0 m。采場(chǎng)中間孔裝藥結(jié)構(gòu)是下部堵塞0．8～1．0 m，單層藥包20～25 kg，空氣隔離塞長(zhǎng)0．8～1．0 m。上部填砂1．2～1．5 m；礦房采場(chǎng)邊孔實(shí)行光面爆破，采用徑向不耦合裝藥，不耦合參數(shù)為3。0～3．3，線裝藥密度5．70～6．25 k∥m。下部堵塞0．6～0．8 m，單層藥包3～5 kg，空氣間隔0．4～0．6 m，上部堵塞0．8～1。0 m：礦柱采場(chǎng)邊排孔采用加強(qiáng)松動(dòng)爆破，爆破作用指數(shù)函數(shù)F(Ⅳ)=0．86，抵抗線形=2．0 m，孔間距B=2．0 m，空氣問(wèn)隔0．6 m，單層藥量3 kg，炸藥單耗0.25 k∥t，下部堵塞0．5 m，上部堵塞0.6。
    2．3．3起爆順序
    經(jīng)多年的科學(xué)試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐，為有效地改善爆破效果，并控制采場(chǎng)邊界，采場(chǎng)中間炮孔采用群孔起爆。2～3排為一個(gè)段次，中間孔先爆，邊排孔滯后。邊排孔采用“一字形”起爆，起爆孔數(shù)3～4個(gè)，這樣可減少邊排孔爆破對(duì)采場(chǎng)邊界的破壞。
    2．4留礦爆破與強(qiáng)化出礦
    高階段大直徑深孔采礦法具有采場(chǎng)大、出礦時(shí)間長(zhǎng)、采場(chǎng)穩(wěn)定性較差等特點(diǎn)。因此，爆破期間，礦房礦柱采場(chǎng)均應(yīng)實(shí)行留礦爆破控制采場(chǎng)出礦，用爆落下的礦石來(lái)支撐“圍巖”，確保采場(chǎng)在爆破過(guò)程中的穩(wěn)定性。采場(chǎng)爆破完畢，組織進(jìn)行強(qiáng)化出礦，盡量縮短采場(chǎng)空區(qū)的暴露時(shí)間，使得采場(chǎng)盡快得以充填，防止礦巖、充填體垮落。
    2．5采場(chǎng)充填
    高階段采場(chǎng)要求充填質(zhì)量高，尤其是礦房采場(chǎng)尾砂膠結(jié)充填，在礦柱采場(chǎng)回采時(shí)，要保證充填體的穩(wěn)定。因此充填過(guò)程中，從料漿制備、輸送、采場(chǎng)脫水、固化以至實(shí)現(xiàn)充填體所要求的強(qiáng)度及自立高度等，不只是一系列的工藝流程，而是一個(gè)系統(tǒng)工程。經(jīng)過(guò)多年的科研攻關(guān)和生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，充填系統(tǒng)具備700 m。／日(干量、一套系統(tǒng))的充填能力，充填輸送濃度達(dá)到72％左右，采場(chǎng)充填灰砂配比是依據(jù)高階段礦柱回采工藝要求，針對(duì)礦柱采場(chǎng)的應(yīng)力分布而定的。有限元分析計(jì)算結(jié)果表明，在礦房的不同高度，尾膠充填體分別采用1：4、l：8、1：10三種不同的灰砂配比。不同灰砂比的充填料試塊強(qiáng)度試值見(jiàn)表1。通過(guò)礦柱回采實(shí)踐，尾砂混入率一般為3％～5％，充填體沒(méi)有出現(xiàn)大面積的垮落，自立狀態(tài)良好。
    表1不同濃度和配比下的抗壓強(qiáng)度
    Table 1 Compressive strength under different
    concentration and mixture ratio
    3    回采技術(shù)措施
    客觀地分析采場(chǎng)穩(wěn)定性是采場(chǎng)能否順利回采的先決條件，而貫穿于每道回采工序的技術(shù)措施技術(shù)水平則是回采工作的關(guān)鍵。為確保高階段大直徑深孔采礦法安全、順利、經(jīng)濟(jì)地應(yīng)用于礦房、礦柱的回采，安慶銅礦就采場(chǎng)結(jié)構(gòu)、回采順序、炮孔孔網(wǎng)參數(shù)、崩礦方式、爆破參數(shù)、出礦方式、充填工藝等方面進(jìn)行深入細(xì)致的技術(shù)研究，從中得出一些關(guān)鍵性的技術(shù)措施。
    1)礦房采場(chǎng)采用VCR法小斷面拉槽、分段側(cè)崩的崩礦方式。側(cè)向崩礦分段高度10～15 m，最大單響藥量控制在800蠔以內(nèi)。采場(chǎng)邊界實(shí)行光面爆破等爆破技術(shù)，可以有效地控制好采場(chǎng)邊界的規(guī)整性，從而控制了充填體的規(guī)整性。
    2)礦柱采場(chǎng)采用VCR法大斷面拉槽、小分段側(cè)崩的崩礦方式。側(cè)向崩礦的分段高度6 m左右，最大單響藥量控制在300 kg以內(nèi)。采場(chǎng)邊界實(shí)行加強(qiáng)松動(dòng)爆破等爆破技術(shù)，可以有效地減少爆破對(duì)充填體的直接影響。
    3)優(yōu)化鑿巖爆破參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)，選擇合理的起爆順序，減少爆破對(duì)采場(chǎng)規(guī)整性的破壞。
    4)礦房、礦柱采場(chǎng)回采過(guò)程中，嚴(yán)格實(shí)行留礦爆破，以減少礦巖、充填體在采場(chǎng)爆破過(guò)程中直接臨空的暴露高度。即在爆破期間，嚴(yán)格限制采場(chǎng)出礦量，依靠礦堆改變礦巖、充填體的受力狀態(tài)并減弱采場(chǎng)爆破對(duì)礦巖、充填體穩(wěn)定性的破壞，從而保證礦房、礦柱回采過(guò)程中采場(chǎng)的穩(wěn)定。
    5)為縮短采空區(qū)的暴露時(shí)間，減少因采空區(qū)暴露引起的礦巖、充填體的垮落，實(shí)行強(qiáng)化出礦。采場(chǎng)出礦完畢，進(jìn)行強(qiáng)化充填，采場(chǎng)充填一半后，采場(chǎng)基本穩(wěn)定。
    6)充填時(shí)，保證一定砂倉(cāng)砂面的高度，確保造漿濃度，通過(guò)自動(dòng)控制儀表嚴(yán)格控制灰砂配比和充填濃度。采用多點(diǎn)下料，多點(diǎn)脫水，嚴(yán)格禁止引管水、洗管水進(jìn)人采場(chǎng)，以減少離析現(xiàn)象，保證充填體的均勻性。
    7)加強(qiáng)充填過(guò)程管理，加強(qiáng)尾砂粒級(jí)、充填濃度、充填強(qiáng)度、水泥質(zhì)量檢測(cè)工作，確保充填質(zhì)量。
    4    結(jié)語(yǔ)
    實(shí)踐表明：回采工藝技術(shù)、充填體質(zhì)量是制約高階段采場(chǎng)回采成敗的關(guān)鍵，采場(chǎng)穩(wěn)定是采場(chǎng)回采的核心環(huán)節(jié)，只有通過(guò)有效的爆破技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)采場(chǎng)的規(guī)整性、穩(wěn)定性，并在保證充填體質(zhì)量的前提下，才能實(shí)現(xiàn)采場(chǎng)順利回采。安慶銅礦經(jīng)過(guò)多年的科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐，探索出一套較為完善的生產(chǎn)管理、生產(chǎn)技術(shù)體系，為高階段大直徑深孔采礦法在安慶銅礦廣泛應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
    參  考  文  獻(xiàn)
    [1]劉道昆．高階段采場(chǎng)穩(wěn)定性分析及回采工藝技術(shù)研究[J]．有色金屬(礦山部分)，2008，60(．3)：8—11．
    [2]夏倩，衛(wèi)明．高階段大直徑深孔采礦法的爆破技術(shù)研究『J1．有色金屬，2000，52(2)：3～5
    [3]謝源．陳躍達(dá)，葛樹高，等．安慶銅礦高階段采礦工藝試驗(yàn)研究[J]．礦冶，1997，6(1)：1—2．
    [4]鄒賢季，衛(wèi)明．高階段大直徑深孔采場(chǎng)穩(wěn)定性影響因素分析及回采技術(shù)措施[J]．采礦技術(shù)，2005，5(3)：25—28．