Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ． ５３７ Ｊａｎｕａｒｙ． ２０１４ 现 ꢀ 代 ꢀ 矿 ꢀ 业 ２０１４总年 第１５月３７第期 １ 期 ＭＯＤＥＲＮ ＭＩＮＩＮＧ 硐 室 和 中 深 孔 爆 破 相 结 合 的 采 空 区 处 理 实 践 昝 红 建 １ ꢀ 陈 星 明 ２ ꢀ 杨 再 高 ２ １． 黑 箐 矿 业 有 限 责 任 公 司 ； ２． 西 南 科 技 大 学 环 境 与 资 源 学 院 ） （ ꢀ ꢀ 摘 ꢀ 要 ꢀ 黑 箐 铜 矿 因 历 史 原 因 留 下 了 大 面 积 不 规 则 的 采 空 区 ， 给 安 全 生 产 带 来 了 巨 大 的 隐 患 ， 严 重 制 约 和 影 响 了 矿 山 的 发 展 。 通 过 对 采 空 区 的 实 测 、 现 场 勘 查 、 技 术 分 析 研 究 ， 采 用 硐 室 和 中 深 孔 爆 破 相 结 合 的 方 法 ， 强 制 崩 落 矿 柱 和 部 分 围 岩 处 理 采 空 区 ， 并 以 ＋ １ ７８５ ～ ＋ １ ８００ ｍ 中 段 的 采 空 区 为 例 ， 具 体 介 绍 了 采 空 区 的 处 理 方 法 ， 为 同 类 矿 山 的 采 空 区 处 理 提 供 参 考 。 关 键 词 ꢀ 采 空 区 处 理 ꢀ 硐 室 ꢀ 中 深 孔 爆 破 ꢀ 强 制 崩 落 ꢀ ꢀ 地 下 开 采 形 成 的 采 空 区 ， 会 使 一 定 范 围 内 的 岩 ２ꢀ 采 空 区 现 状 分 析 体 应 力 重 新 分 布 ， 导 致 岩 石 变 形 、 移 动 和 破 坏 ， 成 为 矿 山 生 产 的 安 全 隐 患 之 一 。 采 空 区 岩 体 稳 定 状 态 、 移 动 程 度 与 破 坏 形 式 受 诸 多 因 素 的 影 响 ， 主 要 取 决 于 岩 体 性 质 、 开 采 深 度 、 空 区 形 态 及 规 模 、 暴 露 时 间 、 采 矿 及 矿 柱 回 采 时 间 、 采 空 区 处 理 方 法 、 地 表 地 形 及 水 文 地 质 条 件 等 １］ 。 因 此 ， 选 择 合 理 的 采 空 区 处 理 方 法 ， 对 减 少 采 空 区 岩 体 移 动 的 危 害 具 有 实 际 意 义 。 以 黑 箐 铜 矿 的 采 空 区 处 理 为 例 ， 采 用 硐 室 和 中 深 孔 根 据 资 料 和 现 场 勘 查 ， １ ７５０ ｍ 中 段 的 矿 柱 变 形 小 ， 岩 层 较 为 稳 定 ， 采 场 底 部 结 构 完 好 ， 运 输 巷 道 、 通 风 行 人 井 基 本 完 好 ， 通 风 系 统 完 好 ； １ ７８５， １ ８００， １ ８２６ ｍ 中 段 的 矿 柱 变 形 较 大 ， 有 的 已 开 裂 ， 部 分 空 区 顶 板 塌 落 围 岩 已 见 地 表 覆 土 ， 其 中 １ ７８５ ｍ 中 段 ［ ２ 最 大 采 空 区 暴 露 面 积 １ １１７． ４ ｍ ， 顶 板 已 开 始 塌 落 ， ２ １ ８００ ｍ 中 段 最 大 采 空 区 暴 露 面 积 １ １７２． ３ ｍ ， 都 分 ２ 布 在 １２ ～ １６ 勘 探 线 ； １ ８２６ ｍ 中 段 ７８０． ５ ｍ 分 布 在 www.ky114.cn ꢀ 矿 山 概 况 黑 箐 铜 矿 位 于 会 理 黎 溪 镇 ， 矿 区 面 积 ０． ２３３ ９ 爆 破 相 结 合 的 方 法 ， 成 功 处 理 了 位 于 １ ７８５ ～ ８００ ｍ 中 段 水 平 的 采 空 区 ， 为 后 续 采 空 区 处 理 积 累 了 宝 贵 的 实 践 经 验 。 １６ ～ ２０ 勘 探 线 。 采 空 区 形 态 错 综 复 杂 ， 旧 巷 道 与 空 区 交 汇 在 一 起 ， 形 成 巨 大 的 采 空 区 群 ， 长 １４０ ～ １６０ ｍ， 宽 ３０ ～ １４５ ｍ。 经 现 场 勘 查 ， 决 定 分 两 次 处 理 １ ７８５， １ ８００， １ ８２６ ｍ 中 段 ， 第 一 次 处 理 １０ ～ １６ 勘 探 线 ， 第 二 次 处 理 １６ ～ ２０ 勘 探 线 ， 最 后 处 理 １ ７５０ ｍ 中 段 的 矿 柱 。 图 １ 为 １ ７８５ ｍ 中 段 采 空 区 群 平 面 图 ， 图 ２ 为 各 中 段 采 空 区 纵 投 影 示 意 图 。 １ １ ｋｍ２ 。 矿 体 赋 存 于 会 理 通 安 组 白 云 石 大 理 岩 中 ， 东 南 方 向 部 分 出 露 地 表 ， 矿 岩 中 等 稳 固 ， 地 表 允 许 塌 陷 ， 竖 井 井 口 标 高 ＋ １ ８５２ ｍ。 原 采 用 浅 孔 留 矿 法 开 采 ， ２０１１ 年 改 为 中 深 孔 阶 段 分 层 崩 落 法 。 矿 体 走 向 ＮＷ ～ ＥＳ， 方 位 角 １３０°， 倾 角 ４５° ～ ６５°， 厚 １０ ～ ２３ ｍ。 ３ꢀ 采 空 区 处 理 方 案 ３． １ꢀ 采 空 区 处 理 原 则 和 方 法 （ １） 采 空 区 处 理 原 则 ： ①统 一 性 ， 矿 柱 回 采 受 回 采 矿 房 所 形 成 的 条 件 影 响 ， 但 又 反 作 用 于 矿 房 回 采 方 案 和 工 艺 的 选 择 ， 所 以 矿 柱 回 采 时 应 统 一 考 虑 整 个 矿 床 各 矿 体 的 回 采 工 艺 与 空 区 处 理 ； ②及 时 性 ， 矿 柱 能 否 及 时 回 采 对 采 空 区 处 理 效 果 差 异 很 大 ， 矿 房 回 采 完 毕 应 马 上 进 行 回 采 ； ③合 理 性 ， 为 了 促 进 及 时 处 理 空 区 ， 应 该 从 资 源 的 充 分 利 用 、 安 全 、 经 济 效 益 等 方 面 对 矿 柱 回 采 进 行 正 确 的 技 术 经 济 分 析 比 较 ， 选 择 合 理 的 方 法 。 ＃ ＃ ＃ ＃ ＃ ＃ ＃ ＃ 有 １ 、 ２ 、 ３ 、 ４ 矿 体 ， １ 、 ２ 矿 体 长 ４００ ｍ， ３ 、 ４ 矿 体 长 １５０ ～ ２００ ｍ。 已 采 空 的 中 段 有 １ ８２６， １ ８００， １ ７８５， １ ７５０ ｍ 中 段 ， 留 下 大 量 的 采 空 区 未 处 理 ， 采 ２ 空 区 面 积 约 ２． ６ 万 ｍ 。 １ ８２６， １ ８００， １ ７８５ ｍ 中 段 为 空 场 法 开 采 ， 留 下 了 许 多 不 规 则 矿 柱 ， 部 分 已 经 变 形 ， 空 区 顶 板 出 现 局 部 塌 陷 、 冒 落 现 象 。 ２ ００４ 年 后 ， 将 原 空 场 法 改 为 有 底 柱 浅 孔 留 矿 法 开 采 ， 垂 高 ５０ ｍ 为 一 中 段 ， 现 开 采 到 １ ７００ ｍ 中 段 。 现 生 产 能 力 为 ２５ 万 ｔ／ ａ。 采 空 区 一 般 处 理 要 求 ： 技 术 可 行 ， 安 全 可 靠 ， 施 工 方 便 ， 经 济 合 理 ， 提 高 矿 床 资 源 回 收 率 ， 影 响 矿 山 生 产 时 间 短 。 ꢀ ꢀ 昝 红 建 （ １９６８— ） ， 男 ， 工 程 师 ， ６１５１００ 四 川 省 凉 山 州 。 １ ６５ 总 第 ５３７ 期 现 代 矿 业 ２０１４ 年 １ 月 第 １ 期 图 １ꢀ １ ７８５ ｍ 中 段 采 空 区 群 平 面 底 柱 中 用 ＹＴ２８ 凿 岩 机 打 长 ８ ～ １２ ｍ， 宽 １． ２ ｍ， 高 １ １ ． ３ ｍ 的 硐 室 联 道 ， 再 向 两 边 打 １． ０ ～ １． ５ ｍ 深 ， 宽 ． ０ ｍ， 高 １． ０ ｍ 的 硐 室 ， 硐 室 形 状 为 Ｙ 字 、 １ 字 、 Ｔ 字 、 干 字 型 （ 根 据 施 工 条 件 灵 活 布 置 ） ； 硐 室 最 小 抵 www.ky114.cn 抗 线 ５ ～ １０ ｍ， 相 邻 硐 室 间 距 １０ ～ １５ ｍ。 根 据 已 有 的 采 切 工 程 合 理 布 置 硐 室 ， 尽 可 能 将 硐 室 布 置 在 间 柱 、 底 柱 中 间 ， 硐 室 起 爆 药 为 需 药 量 的 ５％ ～ １０％ ， 使 用 条 状 铵 油 炸 药 ， 并 放 置 在 粉 状 袋 药 中 下 部 位 ， 起 爆 雷 管 ４ 发 ， 导 爆 索 连 接 左 、 右 硐 室 。 用 编 织 袋 装 黄 土 砂 填 塞 ， 要 求 填 满 、 填 实 ， 导 爆 管 用 ＰＶ 管 引 出 ， 以 免 损 坏 。 图 ２ꢀ 采 空 区 纵 投 影 示 意 ［ （ ２） 采 空 区 处 理 方 法 有 充 填 、 崩 落 、 支 撑 ２３］ ， 可 细 分 为 ： 强 制 崩 落 、 自 然 崩 落 、 碎 石 垫 层 隔 离 、 废 石 或 尾 砂 充 填 、 永 久 矿 柱 支 撑 、 矿 柱 支 撑 和 充 填 联 合 处 理 等 。 （ ２） 作 业 条 件 好 的 巷 道 ， 在 间 柱 、 顶 柱 、 底 柱 中 打 扇 形 中 深 孔 、 深 孔 。 中 深 孔 使 用 ＹＧＺ９０ 外 回 转 钻 机 ， 孔 径 ６５ ｍｍ， 排 距 １． ５ ～ １． ８ ｍ， 孔 底 距 ２． ５ ～ ３ ． ２ꢀ 采 空 区 处 理 方 案 ２ ． ８ ｍ， 爆 破 步 距 ３ ～ ４ 排 ； 深 孔 使 用 ＹＧＺ１００ 支 柱 式 根 据 该 铜 矿 采 空 区 现 状 和 实 际 勘 查 结 果 、 矿 山 潜 孔 机 ， 孔 径 ９０ ｍｍ， 向 上 、 向 下 打 扇 形 孔 ， 排 距 ２． ５ ３． ０ ｍ， 孔 底 距 ３． ５ ～ ４ ｍ， 爆 破 步 距 １ ～ ２ 排 。 ３） 硐 室 、 中 深 孔 均 采 用 藕 合 连 续 装 药 。 硐 室 起 爆 药 采 用 乳 化 铵 油 条 药 ， 用 量 为 铵 油 粉 状 药 的 现 在 采 矿 方 法 、 已 有 的 采 掘 设 备 、 地 表 允 许 塌 陷 、 空 区 群 矿 柱 不 规 则 等 ， 决 定 采 用 硐 室 和 中 深 孔 相 结 合 强 制 崩 落 矿 柱 及 围 岩 ， 消 除 地 表 陷 落 空 区 的 处 理 方 ～ （ 法 ［ ４５］ 。 具 体 方 法 以 硐 室 爆 破 为 主 ， 中 深 孔 爆 破 为 ５ ％ ～ １０％ ， 安 放 于 袋 装 铵 油 粉 药 的 中 下 部 位 ； 中 深 辅 ， 对 于 暴 露 面 积 大 、 自 由 面 、 作 业 条 件 好 的 采 用 中 深 孔 爆 破 ， 作 业 条 件 差 的 采 用 硐 室 爆 破 ， 以 保 证 施 工 安 全 。 孔 为 连 续 柱 状 藕 合 装 药 ， 孔 底 起 爆 ， 每 孔 装 双 发 同 段 导 爆 管 雷 管 ， 风 压 装 药 机 装 药 ， 装 药 系 数 ０． ７５。 （ ４） 参 照 文 献 ［ ６］ ， 起 爆 网 络 采 用 导 爆 管 雷 管 微 差 技 术 、 复 式 闭 合 网 络 ， 共 １５ 段 ， 起 爆 网 络 如 图 ３ 所 示 。 ３ ． ３ꢀ 采 空 区 处 理 技 术 （ １） 利 用 已 揭 露 的 空 区 为 自 由 面 ， 在 巷 道 间 柱 、 １ ６６ ꢀ ꢀ 昝 红 建 ꢀ 陈 星 明 等 ： 硐 室 和 中 深 孔 爆 破 相 结 合 的 采 空 区 处 理 实 践 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ２０１４ 年 １ 月 第 １ 期 经 济 效 果 。 采 空 区 爆 破 后 地 表 塌 陷 效 果 如 图 ４。 图 ４ꢀ 采 空 区 爆 破 后 地 表 塌 陷 效 果 ꢀ 结 ꢀ 论 （ １） 通 过 对 采 空 区 的 详 细 勘 察 ， 为 采 空 区 处 理 ４ 图 ３ꢀ 起 爆 网 路 提 供 了 准 确 详 细 的 技 术 资 料 ， 能 够 比 较 准 确 的 确 定 炸 药 量 ， 使 周 边 居 民 未 受 到 任 何 影 响 。 ３ ． ４ꢀ 安 全 技 术 措 施 由 于 硐 室 、 中 深 孔 施 工 、 装 药 都 在 旧 巷 道 和 采 空 （ ２） 硐 室 和 中 深 孔 结 合 大 爆 破 处 理 采 空 区 的 方 区 边 沿 及 底 板 上 作 业 ， 为 了 确 保 作 业 人 员 和 设 备 的 安 全 ， 制 定 了 专 门 的 应 急 预 案 及 安 全 措 施 ： ①加 强 已 有 巷 道 的 顶 板 管 理 ， 安 排 专 职 安 全 人 员 对 巷 道 进 行 监 测 ， 如 有 异 常 情 况 应 立 即 上 报 且 要 求 作 业 人 员 立 即 撤 离 ； ②在 采 空 区 进 行 硐 室 、 中 深 孔 进 行 装 药 、 堵 塞 、 敷 设 爆 破 网 路 作 业 时 ， 停 止 井 下 、 地 面 一 切 爆 破 工 作 ； ③爆 破 时 必 须 撤 完 井 下 一 切 人 员 ， 地 面 工 作 人 员 停 止 作 业 并 到 安 全 警 戒 线 外 ， 由 爆 破 总 指 挥 下 令 起 爆 ， 爆 破 员 起 爆 ， 爆 破 后 井 下 必 须 ３ ～ ５ ｄ 后 方 准 法 ， 在 该 矿 １ ７８５ ～ １ ８００ ｍ 中 段 水 平 采 空 区 取 得 成 功 ， 为 后 续 采 空 区 处 理 积 累 了 宝 贵 的 实 践 经 验 。 （ ３） 硐 室 、 中 深 孔 相 结 合 大 爆 破 处 理 采 空 区 ， 具 有 投 资 少 、 工 期 短 、 安 全 高 效 、 施 工 工 艺 简 单 等 技 术 上 的 优 势 ， 特 别 适 合 矿 山 不 规 则 采 空 区 的 处 理 及 推 广 。 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 ［ １］ ꢀ 张 ꢀ 飞 ， 田 ꢀ 睿 ， 营 玉 荣 ， 等 ． 内 蒙 古 某 多 金 属 矿 ２ 号 矿 体 采 空 下 井 。 www.ky114.cn 区 处 理 方 案 探 讨 ［ Ｊ］ ． 金 属 矿 山 ， ２０１１， ４０（ ７） ： ４７５０， ７３． ３ ． ５ꢀ 采 空 区 处 理 效 果 ［ ２］ ꢀ 徐 ꢀ 江 ， 崔 栋 梁 ， 陈 ꢀ 琪 ． 金 属 矿 山 采 空 区 处 理 方 法 综 述 ［ Ｊ］ ． 黑 龙 江 冶 金 ， ２００７（ ４） ： ３５３７． ２ ０１１ 年 ５ 月 — ８ 月 ２３ 日 对 １ ７８５ ～ １ ８００ ｍ 中 ［ ［ ［ ［ ３］ ꢀ 刘 敦 文 ， 古 德 生 ， 徐 国 元 ． 地 下 矿 山 采 空 区 处 理 方 法 的 评 价 与 优 选 ［ Ｊ］ ． 中 国 矿 业 ， ２００４， １３（ ４） ： ５２５５． 段 １２ ～ １６ 勘 探 线 采 空 区 处 理 ， 历 时 ３ 个 多 月 ， 硐 室 ３ ２ ２ 个 ， 装 药 １３ ｔ； 中 深 孔 １ ３５８ ｍ， 装 药 ６． ９ ｔ， 起 爆 药 ４］ ꢀ 包 继 锋 ． 强 制 崩 落 采 空 区 方 法 及 其 应 用 ［ Ｊ］ ． 科 技 向 导 ， ２０１２ （ １８） ： ２４１２４２． ． ４ ｔ， 共 计 用 药 ２２． ３ ｔ， 最 大 一 段 装 药 １． ５１ ｔ， 直 接 ２ ５］ ꢀ 李 俊 平 ， 肖 旭 峰 ， 冯 长 根 ． 采 空 区 处 理 方 法 研 究 进 展 ［ Ｊ］ ． 中 国 安 全 科 学 学 报 ， ２０１２， ２２（ ３） ： ４８５４． 经 济 投 入 ４５ 万 元 ， 崩 落 空 区 面 积 ８ ５００ ｍ ， 崩 落 矿 量 ４５ 万 ｔ， 铜 矿 平 均 品 位 ０． ３５％ ， 达 到 了 采 空 区 处 理 与 落 矿 的 目 的 ， 消 除 了 采 空 区 安 全 隐 患 ， 给 矿 山 下 部 开 采 带 来 了 安 全 作 业 环 境 ， 同 时 也 带 来 了 良 好 的 ６］ ꢀ 朱 红 旗 ， 刘 ꢀ 军 ， 张 金 龙 ． 中 深 孔 爆 破 在 地 下 采 空 区 处 理 中 的 应 用 ［ Ｊ］ ． 采 矿 技 术 ， ２００６， ６（ １） ： ７４７５． （ 收 稿 日 期 ２０１３０９１０） 櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄［ 櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄 ４］ ꢀ 许 ꢀ 时 ． 矿 石 可 选 性 研 究 ［ Ｍ］ ． ２ 版 ． 北 京 ： 冶 金 工 业 出 版 社 ， （ 上 接 第 １５６ 页 ） ２ ００７． 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 ［ ［ ［ ［ ５］ ꢀ 杨 昌 龙 ， 刘 ꢀ 军 ， 田 光 兵 ． 某 铁 矿 干 抛 废 石 的 综 合 利 用 ［ Ｊ］ ． 矿 业 快 报 ， ２００８（ １２） ： ７７７９． ［ ［ ［ １］ ꢀ 中 钢 集 团 马 鞍 山 矿 山 研 究 院 有 限 公 司 ． 福 建 马 坑 矿 业 股 份 有 限 公 司 二 期 铁 矿 石 小 型 及 连 续 扩 大 选 矿 工 艺 研 究 报 告 ［ Ｒ］ ． 马 鞍 山 ： 中 钢 集 团 马 鞍 山 矿 山 研 究 院 有 限 公 司 ， ２００９． ２］ ꢀ 中 钢 集 团 马 鞍 山 矿 山 研 究 院 有 限 公 司 ． 福 建 龙 岩 马 坑 矿 业 有 限 责 任 公 司 一 期 技 改 选 矿 试 验 研 究 报 告 ［ Ｒ］ ． 马 鞍 山 ： 中 钢 集 团 马 鞍 山 矿 山 研 究 院 有 限 公 司 ， ２００２． ６］ ꢀ 江 西 理 工 大 学 ． 福 建 龙 岩 马 坑 矿 业 有 限 责 任 公 司 选 厂 选 铁 磨 选 工 艺 流 程 查 定 报 告 ［ Ｒ］ ． 赣 州 ： 江 西 理 工 大 学 ， ２０１２． ７］ ꢀ 张 书 芳 ， 原 希 刚 ， 周 燕 祥 ． 盛 大 铁 矿 选 矿 厂 破 碎 段 技 术 改 造 ［ Ｊ］ ． 现 代 矿 业 ， ２０１０（ ８） ： １２６１２７． ８］ ꢀ 刘 亚 峰 ． 白 云 鄂 博 主 东 矿 选 厂 破 碎 工 艺 研 究 ［ Ｊ］ ． 现 代 矿 业 ， ２ ００９（ ７） ： ９２９３． ３］ ꢀ 《 选 矿 设 计 手 册 》 编 委 会 ． 选 矿 设 计 手 册 ［ Ｍ］ ． 北 京 ： 冶 金 工 业 出 版 社 ， １９８７． （ 收 稿 日 期 ２０１３１１１８） １６７