深部矿体拉底工艺研究及应用

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摘要：根据铜矿峪矿深部矿体目前拉底工艺存在状况阐述拉底工艺更改后应用及存在的问题，针对问题从技术方面讨论解决方案和改进工艺措施。为今后使用该采矿方案提供参考意见。

关键词：自然崩落法；聚矿沟；拉底巷道

自然崩落法是借助矿岩本身的不完整性（存有节理、裂隙、弱面、夹层等），在整个阶段矿石大面积拉底和割帮工程形成后，在自重和地压作用下，发生自然崩落，并破碎成块，从而实现落矿工艺[1]。采矿法是我国地下开采矿山中新型的采矿方法之一。特别是矿体产状为急倾斜极厚大矿脉为主的矿体开采中，对矿体规模、可崩性、矿岩及围岩地质条件要求高。下面就中条山铜矿峪矿该采矿方法530中段拉底工艺存在的优缺点、工艺变更后优缺点以及今后努力方向进行表述。中条山铜矿峪矿位于山西省运城市垣曲县境内，年处理矿量为600万吨。该矿使用的采矿方法主要有自然崩落法、有底柱分段崩落法，以自然崩落法为主。而自然崩落法的拉低工艺是该采矿方法的关键。拉底质量好坏是保证出矿正常的基本保证。

1530中段目前采用的拉底工艺及存在的主要问题

530中段目前采用后拉底爆破工艺，即聚矿沟爆破超前拉底道爆破，超前步距约为30m，底部结构与聚矿沟的所有工程均在拉底道爆破前形成，拉底道爆破时上述工程均处于应力集中区。优点：施工组织相对简单；各工序衔接不紧张；聚矿沟出现塌方（岩石状况较差）或爆破后出现质量问题，有相关的补救措施；不需在拉底道进行松动出矿等。缺点具体存在的问题如下：（1）聚矿沟爆破后，上部拉底道底板与一侧侧帮掉底，造成顶帮围岩不稳固，尤其在单双拉底道连接处拉底道垮塌较为严重。大爆破散药的运输、装药、连线等工作均在岩石状况不稳固的拉底道中进行，各项施工作业存在一定的安全隐患。（2）拉底道掉底后，中深孔台车再无法进入拉底道，因此要求中深孔超前量较多，进而造成中深孔积压量较大。（3）后拉底工艺需采用人工清毛，劳动强度较大，作业现场存在巷道跨度大、底帮岩石掉底，以及距采场较近，存在一定的安全隐患。（4）拉底推进线的台阶一般为30~50m，而聚矿沟爆破又超前拉底道爆破30m，因此造成聚矿沟超前爆破的范围较大（约有48个出矿点），出矿队在松动时要及时观察上部拉底道矿石下落情况，松动出矿的管理难度较大。综上分析可知，造成上述问题的最主要原因是聚矿沟提前扩漏爆破，拉底道掉底引起的。因此，为解决上述问题应在满足目前我矿各工序施工现状的前提下，优化或变更后拉底工艺，尽可能保证拉底前拉底道少掉底或不掉底。

2解决方案一

拉底道先爆破，聚矿沟后扩漏，即“先拉底，后扩漏”优点：拉底道爆破前不会掉底，人行进路畅通，大大降低爆破前的准备难度；中深孔的超前量和积压量得到降低；作业现场安全状况较好等。缺点：拉底道爆破后采场矿石灌入聚矿沟，影响聚矿沟的中深孔施工与扩漏爆破；一旦聚矿沟出现塌方或扩漏出现质量问题，将没有补救措施；松动出矿与二次倒运矿量较大。简要分析：本方案虽然可以解决拉底道掉底带来的一系列问题，但是本方案最大的问题在于“采场矿石灌入聚矿沟，影响聚矿沟的中深孔施工与扩漏爆破”及“聚矿沟出现塌方或扩漏出现质量问题，将没有补救措施”这两个致命的弊端，因此本方案的可行性较差，本区域不建议采用。

3解决方案

二总体上同方案一类似，即先扩漏后拉底，不同的是聚矿沟自拉槽与两侧开头排先爆破，待上部拉底道爆破过聚矿沟后，再将聚矿沟剩余的正排中深孔分两次爆破，即聚矿沟共计分3次爆破，具体工程布置见图1。优点：实施本方案不会影响目前的各项施工组织与衔接；拉底道爆破时不会掉底，人行进路畅通，大大降低爆破前的准备难度；降低了中深孔超前量和积压量；作业现场安全状况较好；可防止矿石灌入聚矿沟影响后续作业；聚矿沟首次自拉槽爆破后，聚矿沟出现塌方或爆破质量问题，有相关的补救措施等。图1缺点：聚矿沟的爆破次数大幅增加，爆破较为频繁；聚矿沟自拉槽与开头排爆破后可能出现“带排”或破坏剩余中深孔的现象，进而影响聚矿沟爆破的质量等；聚矿沟分3次爆破，第一次爆破与第二次爆破间隔时间约为3个月，第二次爆破与第三次爆破间隔时间约为6~12个月，爆破间隔时间较长，聚矿沟剩余区域的顶帮岩石与中深孔很可能被破坏，进而影响聚矿沟的扩漏爆破质量；松动出矿与二次倒运矿量较大。

4结论

《解决方案二》实则为目前施工方案与解决方案一的优化版，聚矿沟自拉槽与开头排首次爆破后可能出现“带排”可通过定量化的爆破设计、精心的爆破施工和精细化的爆破管理[2]进行控制。聚矿沟3次扩漏爆破间隔时间较长，若现场岩石状况较好，聚矿沟剩余区域的顶帮岩石与中深孔损坏程度较小，暂时可以长时间停放，若现场岩石状况较差，聚矿沟可以提前扩漏爆破或与上部拉底道同步爆破。因此，上述问题基本可以解决。综上所述，认为目前在保证矿山出矿不受影响下，在530中段部分区域进行《解决方案二》的拉底爆破工艺实验，为后续的410中段采矿方案提供实验依据。

5结语

拉底顺序是自然崩落法的一个重要变革，现在普遍采用前进式拉底和预拉底战略。目前，国外使用自然崩落法的矿山基本全部采用前进式拉底工艺，即拉底道爆破超前聚矿沟扩漏爆破，出矿水平仅施工出矿穿脉与装矿进路，聚矿沟内的所有工程始终在拉底爆破后的应力释放区进行施工。虽然前进式拉底工艺的优点很多，但其在施工组织与工艺、松动出矿、盲天井施工设备等方面与目前我矿正在使用的后拉底工艺相比还存在较多不同之处，在技术、生产及管理经验等方面还很欠缺。希望通过不断实验总结经验，更加完善自然崩落法。

参考文献:

[1]王国法,史元伟,陈忠恕,等.液压支架技术[M].北京:煤炭工业出版社,1999

[2]鲁忠良，景国勋等.液压支架设计使用安全辨析[M].北京：煤炭工业出版社，2006

作者:张杰 杨振 单位:1. 北方铜业股份有限公司铜矿峪矿 2. 垣曲五龙集团洛家河铜矿