凡口铅锌矿 广东韶关 512325
摘要：顶底柱回采时通风情况的好坏是影响作业条件的重要因素之一。针对目前凡口铅锌矿顶底柱回采时通风条件较差的情况，经过对其自身条件、回采规划、回采工艺以及回采设备几个方面进行详细分析，制定相关措施最大限度改善其通风条件。
关键词：顶底柱；机械化；上向中深孔；通风；装药器
一 凡口铅锌矿顶底柱回采通风现状
近几年来，随着凡口铅锌矿矿山生产规模的扩大，上部主矿体已回采大半，为达到计划生产规模，回采重心已向深部和狮岭南矿体转移。同时为实现矿山可持续发展待采，必须做好贫富、难易兼采，加快对顶底柱残矿的回收工作，目前凡口铅锌矿井下回采中段数达到15个之多，在井下总风量增加有限的情况下，整个井下通风条件较差，特别是深部与狮岭南，由于地处偏远和地热存在，更是雪上加霜，而大部分顶底柱采场回采安全条件差，掘进切采时无法形成较大断面，目前顶底柱回采工艺采用凿岩台车进行凿岩，装药台车进行装药，遥控铲运机进行出矿，在台车凿岩、装药和出矿的过程中，将产生大量的油烟粉尘，由于作业面断面小，加强局部通风也很难解决通风条件差的问题，特别是目前有相当一部分顶底柱采场无法形成通风回路，或者形成通风回路需要增加较大的工程量，经综合考虑没有形成通风回路。这些采场由于没有形成通风回路，只靠风机局部抽压式来加强通风，在爆破时，油烟粉尘无法及时排走，已严重影响着作业人员的身体健康。如Shd-200m顶9#以西5（2）分层顶柱采场，见图1-1~图1-3，其周边工程极为复杂，采场结构差，掘进切采后的作业面断面宽度大都不足4m，采场两帮及南头矿体均以回采完毕，无法形成通风回赂，采取局部通风时，由于凿岩台车和装药台车已经占用了大部分空间，作业面变得非常拥挤，给作业人员进出造成很大不便，特别是在爆破时，爆破器材拿取和摆放更显得拥挤，因此一般这类采场在爆破时只采用局部压入式通风，造成污风在小范围内形成循环，无法有效改善作业面通风条件。
二 凡口铅锌矿顶底柱回采通风改进方案
凡口铅锌矿顶底柱采场由于自身条件的限制，以往回采规划存在不合理现象，以及回采工艺设备存在的缺陷，造成目前回采通风困难的现状，因此可以从回采时采场自身条件、回采规划、回采工艺和回采设备几个方面入手进行分析，试寻找改善顶底柱采场回采通风条件的方案措施。顶底柱采场自身条件主要考虑自身安全条件和周边工程现状，自身安全条件的好差影响着采场切采的宽度和高度，直接决定预留点柱还是壁柱，它的判断方法首先应了解待回采顶底柱采场周边工程情况、充填情况、充填体质量、矿岩的物理性质、矿岩稳定性、矿体节理裂隙发育情况等等，在回采设计时应进行综合分析并做出安全风险预测，确定出最大允许切采宽度和高度，然后在现场施工时根据现场安全情况确定采场合理的切采宽度和宽度。自身安全条件越好，采场允许切采的宽度和高度就越大，这样采场即使在未形成通风回路的情况下，也可以通过采用风机局部抽压式通风来较好改善采场通风条件。加强对顶底柱采场周边工程现状的了解有助于对采场安全条件的分析，对可能存在的回采安全隐患可以提前采取相应措施进行防范，对采场回采需要布置的工程有指导性作用。而采场是否能形成通风回路将极大地影响着通风条件的好坏，因此在对采场周边工程全面了解后，应尽量利用现有工程并布置联通工程形成通风回路，保证采场污风能及时排除。矿体回采规划的合理性将有助于降低顶底柱采场回采难度，能提前考虑到各采场通风回路应如何形成，保证回采时绝大部分采场都能形成通风回路，并节约不少采掘工程。当然对于以往的矿体回采规划的不合理状况现已经无法挽回，但从现在起制定尽量合理的矿体回采规划将有利于未来对相应规划区域顶底柱的回收。在顶底柱采场回采工艺上，凡口铅锌矿传统回采方法是分条分层后退式回采，对于一些回采安全难度大的顶底柱还必须分段回采。此方法具有回采安全风险大，作业循环次数多，劳动强度大，生产效率低、生产成本高等缺点。近些年来，随着新式小型凿岩台车和遥控铲运机的引进，将原来应用于矿房间柱采场回采的盘区机械化上向中深孔充填采矿法引入至了顶底柱回采中，并在实际应用中取得了很好的成果，此方法机械化程度高，实现了一次性回采，作业循环少，便于管理，生产效率高，锚护量少，生产成本和安全风险较之传统方法要低，充分体现了安全高效的特点。它将在凡口铅锌矿目前及将来的很长一段时间里大量的应用至顶底柱及其他一些难采矿体的回采中。此方法在拉底和切采环节中，主要采用手持式气腿式凿岩机进行凿岩，设 备小，产生粉尘量小，作业时采取局部抽压式通风即可改善通风条件。在压顶凿岩环节中，凿岩设备移动并不频繁，凿岩时使用的是电，影响通风条件主要因素是空气不流通，凿岩时产生的粉尘和设备移动时产生的油烟，因此作业时做好局部压入式通风即可保证良好通风条件。在采场松石环节中，由于小型凿岩台车作业空高必须在2.8m以上，采场空高较高，松石时需装药台车提供平台进行处理，因此此环节影响通风条件的主要因素是空气不流通，装药台车工作时产生的油烟和松石时产生的粉尘，作业时加强局部通风并合理安排好作业人员作业的间隔时间将较好改善通风条件。在爆破环节中，相比于其它环节，作业人员多，工作量大，劳动强度大，需连续作业，安全要求更高，因此爆破作业环节是此回采工艺最核心环节，其对通风条件要求更高，此环节影响通风条件的因素主要是装药台车工作产生的油烟、热量和乳化炸药挥发出的刺鼻性气味，然而由于顶底柱采场切采宽度的限制，大多数无法形成通风回路且作业断面较小的采场仅能采用局部压入式通风来降低采场作业面温度，常常随着作业时间的推移，整个采场的油烟粉尘越来越浓。目前从工艺上考虑主要采取控制一次爆破量的方法来减少作业时间和劳动强度，间接地减小污风对现场作业人员的伤害，但这并没有使作业通风条件得到根本上改善并且大大影响回采效率，因此需从其他方面入手寻找改善通风条件的方法。在铲矿环节中，目前顶底柱采场出矿主要采用柴油遥控铲运机进行出矿，一名操作人员站在位于进路口出的遥控硐室里进行遥控，另一名操作人员待铲运机铲好矿遥控至遥控硐室附近开出至溜井倒矿，此环节影响通风条件的因素主要是遥控铲运机工作时排放的油烟、热量和铲矿时产生的粉尘，因此作业时加强局部通风，充分洒水和合理的作业时间间隔将有效改善作业通风条件。在目前顶底柱采场回采工艺使用设备上，使用频繁的设备主要有凿岩台车、装药台车和遥控铲运机，这些机械设备工作时产生的油烟热量便是影响通风条件的主要原因之一。凿岩台车在移动时才会产生油烟热量，而每个工班移动次数并不多，因此对通风影响不大，遥控铲运机在工作时将产生大量的油烟和热量，极大地影响了出矿环节采场通风条件，然而它是目前最先进的出矿设备之一，它的引进极大地优化了回采工艺，在此回采工艺中它是不可或缺的，因此只能选择性能更优的遥控铲运机减少油烟和热量排放量来进行出矿。装药台车主要运用于此工艺的松石和爆破环节中，松石环节已可采取其他措施来改善通风条件，而爆破环节 采用装药台车装药，对没有形成通风回路的顶底柱采场施工时，现还无有效措施来改善糟糕的通风条件。在爆破环节中，影响此类采场通风条件的主要因素是装药台车工作时产生的油烟和热量，因此，若能寻找一种工作时不产生油烟和热量、作业空间要求小的装药设备来替代装药台车作业将能彻底解决此类采场爆破时通风困难的问题。
三 风动装药器参数及应用
风动装药器是一种以压气为动力，直接向炮孔内喷射炸药的装药设备。采用风力输送，使得装药速度特快，工作效率高，每小时可装1t炸药，爆破威力大，装填密度大，节省人力开支，改善爆破质量，大大减少劳动力，并且体积小携带方便，结构简单、操作容易上手，购买费用低。风动装药器按装药部分分为3个型号：BQF-50型装药器、BQF-100型装药器、BQF-100II型装药器，BQF-50型装药器适合装粉状炸药，BQF-100型装药器适合装粒状炸药，BQF-100II型装药器粉状粒状炸药都可装。目前使用较广的风动装药器为BQF-100型号和BQF-100II型号，现以BQF-100型装药器为例，如图3-1，其产品参数为自重85kg，尺寸直径660mm，高度1.3m，装药密度0.95-1.0g/cm3，工作风压0.25-0.6Mpa，输药管内径25-32mm，适合炮孔直径40-90mm。
图 3-1 BQF-100型风动装药器
目前，江西省赣州市漂塘钨矿正在使用BQF-100型装药器。其主要采矿方法为分段空场法，在各分层扇形中深孔凿岩结束后，再用装药器装药进行矿房多层分次爆破作业，采用小梯段、多层、分步自由空间爆破方式，一次爆破药量5-12t左右，每次爆破等出完矿后，再进行下次爆破。漂塘钨矿采场凿岩采用YG-90型钻机，钻孔直径为76mm，钻孔深度为5m-15m，使用的炸药为含机体10%的粒状铵油炸药，装药管内径为32mm。在爆破施工时，采用一台装药器装药，需要7-8人参与作业，1人负责加工起爆器材，2人负责操作装药器，1人负责装药，1人负责装炸药至装药器内，1人负责技术和现场管理。装药器平均1小时可装1t炸药，非常高效。目前凡口铅锌矿顶底柱回采工艺主要为盘区机械化扇形中深孔充填采矿法，采用小型凿岩台车凿岩，钻孔直径为51mm，钻孔深度为4m-8m，装药台车装药，使用的炸药为乳化炸药，在爆破施工时，需要8-10人参与作业，每4人或2人为一组进行轮换装药，1人负责技术指导，1人负责现场管理。装药台车平均1小时可装500kg炸药。与漂塘钨矿相应参数进行对比，凡口铅锌矿顶底柱回采施工时钻孔直径更小，炮孔深度更浅，使用的炸药品种不一样，施工时作业人数相差不大，但装药器体积小，灵活方便，在回采一些较大顶底柱采场时可使用多台同时进行作业，作业人员综合利用率更高，装药时间缩短，可大大提高劳动效率。凡口铅锌矿顶底柱回采装药设备若要选择BQF-100型风动装药器来替代装药台车，必须考虑以下两点，一、钻孔直径和深度不同，对装药效率的影响；二、炸药品种不同，对孔眼参数的影响。对于小直径钻孔，钻孔直径越大可选择的装药管内径也越大，装药速度更快，凡口铅锌矿顶底柱回采施工的钻孔直径为51mm，选择内径25mm的装药管较为合适，参考大量实践运用，直径25mm的装药管装药速度约为直径32mm的装药管装药速度的三分之二。钻孔深度越深，一次性能可装的药量越多，装药准备时间变少，凡口铅锌矿顶底柱回采施工的钻孔深度约为漂塘钨矿分段空场法回采施工钻孔深度的二分之一，需要的装药准备时间是后者的两倍。经综合考虑，凡口铅锌矿顶底柱回采采用BQF-100风动装药器装药的装药效率与采用装药台车装药的装药效率大致相同。目前凡口铅锌矿使用的炸药为2#岩石乳化炸药，其密度为1.05～1.2g/cm3，爆速3500～4200m/s，而风动装药器使用的是粒状重铵油炸药，其密度为0. 90～1.1g/cm3，爆速3800～4500m/s，相比之下，两者相等体积时爆炸威力相差不大，不需要调整孔网参数。因此，理论上凡口铅锌矿顶底柱回采采用BQF-100风动装药器装药不但彻底解决了爆破环节通风问题，而且在大药量爆破时采用多台同时作业装药效率更高，大大提高了劳动效率，由于粒状重铵油炸药无机械感度，使用更安全。
结束语：
凡口铅锌矿属于地下矿山企业，采矿作业大都在井下，作业条件相对受限，近年来随着生产规模的扩大，作业面增多，作业条件进一步变差，而作业条件的好坏，直接影响着作业人员的安全风险系数、工作积极性、身体健康、劳动效率等。特别是目前在国家大力倡导企业实行人性化管理的基础上，为作业人员创造良好的作业环境和积极的作业氛围更是需要。凡口铅锌矿顶底柱回采时通风情况的好坏是影响作业条件的重要因素之一。面对凡口铅锌矿顶底柱回采时通风条件较差的情况，经过对其自身条件、回采规划、回采工艺以及回采设备几个方面进行详细分析，最大限度改善通风条件：做好回采规划；对各类型顶底柱采场进行应力分析，确定出采场最大切采宽度，以利于局部通风；加强局部通风；在松石与铲矿环节中，安排好作业时间间隔，做好充分洒水，降低粉尘产生量；在爆破环节中，用风动装药器替代装药台车，避免油烟和热量的产生。
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论文作者:陈刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/8
标签：作业论文; 条件论文; 台车论文; 炸药论文; 环节论文; 钻孔论文; 铅锌矿论文; 《基层建设》2017年第13期论文;