摘要：为全面推进金属非金属矿山安全生产进程，提出在处理采空区的同时，也要尽可能回收期周边残矿资源的建议。因为内暴露时间过长、地应力集中分布，造成采空区与周边矿区岩石被破坏的风险明显增加。在采空区周边残矿资源回收过程中，经常会面临大抵抗线、变抵抗线的特殊条件，影响爆破控制效率。本文介绍了一种新兴技术——集束孔精细化爆破技术，该技术能结合爆破范围中的最大抵抗线科学设定构成集束孔的炮孔数目，并结合各部分抵抗线变化状况，调整装药的孔数，以提升矿岩整体破碎效果，同时提升炸药利用率。
关键词：采空区；残矿资源回采；大抵抗线；变抵抗线；集束孔爆破技术
有资料记载[1]，我国金属非金属矿山中存有大批量味精处理的采空区，截至2015年年末，我国金属非金属地下矿山采空区共计12.8亿m3。整体分析，我国采空区环境条件恶劣，这直接影响矿山生产作业效率与安全性，同时降低矿产资源的有效利用率。最近几年中，我国矿山企业已认识到采空区对矿山生产形成的危害，并主动投身至治理工作进程中，并促进生产行为的产出过程。在治理采空区期间，经常会遇到特殊的爆破条件，以大抵抗线、变抵抗线较为常见，本文拟用集束孔精细化爆破技术去应对以上难题。
1工程概况
某矿山工程以往采用空场法，在数年的开采时间中，形成了较大规模的采空区。而经现场勘测，采空区的上下盘以及间柱存有大批量的优质残矿资源。最近几年中，采空区低压活动量不断增加，这为矿山生产作业埋置了诸多安全隐患，继续推行治理措施。与此同时，加大对采空区周围残矿资源的回收力度，以提升矿区资源的生产效率。
2技术方案选择
2.1大抵抗线集束孔爆破
公式②中各个参数的意义同式①。应用了2号岩石乳化炸药，△取值为0.94t/m3，该矿山生产炸药单次消耗量q=0.36kg/t，d=0.165m。经测算得到W1=12m，N1=12.4，取N1=12。
抵抗线最大部分对集束孔数目形成直接影响，故而N=12。
经分析，凿岩酮室构造具有良好的稳固性，在爆破作业中应加强岩酮室跨度指标的控制，不宜过大集束孔布设的平面示意图见图1的方形集束孔。单孔间距是炮孔直径的5~8被，取5倍的孔径0.825m。炮孔与酮室边壁间距最小值为1.5m，凿岩石同室宽度为4.68m。
利用经验公式W=20~30验证集束孔孔数Ｎ，测得集束孔的等效直径为0.58m，则可推算出W在11.3~17.0m区间内取值，W1=12m，N=12.4处于经验公式测算的范围内[2]。
在很多现实生产实践中，爆破技术的应用方案是以经验公式为基础明确的。在治理与处理采空区过程中，为维护爆破效果，则N=0.0027W2d-2。参数附有的指标和公式①与②相同。
2.2变抵抗线集束孔装药结构规划
应用导爆索全长起爆制作炮孔，装药结构示意图见图1。
结合公式②的测算结果，集束孔由上至下，与其抵抗线及对应的孔数可做出如下阐述。
N1=12.4，取N1=12;N2=8.6，取N2=9；装药结构可做出如下表述:①炮孔上端堵孔长为3m；②第I部分：装药长L1=H1-2.5m=7，N1=12，装药孔对应的编号为1~12#；③第II部分：装药长度L2=H2=7m，N2=9，装药孔4~12#，1~3#孔充填物间隔；①第III部分：装药长度L3=H3=26m，N3=4，装药孔对应的编号为4~5#、10~11#；⑤第IV部分：L4=H4-2.5=14m，N4=12，装药孔1~12#；⑥底部堵孔长为3m。
结合抵抗线长度，科学调整装药孔孔洞数目，一方面保证崩落目标对象顺利垮落过程，另一方面也要促使爆破能量匀称性排布，以防出现过度破碎现象，同时也能提升爆破能量的利用率。
图1 集束孔装药结构示意图
2.3爆破施工过程中的施工组织形式
2.3.1及时应用交通管制及高压线断电措施。
2.3.2爆破施工前1d将一车细沙送往爆破区，以为填塞炮孔与覆盖防护创造便利条件。
2.3.3爆破后续工作：在经历爆破等待时间以后，技术组工作人员应迅速前往爆破现场探查爆破状况，用挖掘机清理散落的石块，清理干净并确认安全后解除警戒信号。
3技术执行效果
本矿区爆破施工作业过程中共计布设了27组集束28组，总孔深度为8520m，辅助应用10个小酮室，中深孔为1917.5m，总炸药用量为150t，成功治疗了采空区，崩落矿总量为77万t，炸药单耗量为0.197kg/t。
对进路口崩落矿岩进行现场监测，发现爆堆块度＜300mm，块度结构相对较完善。综合分析爆破全过程及地表和井下整体状况，发现地表形成了与冒落区相连通的崩落区。井下各水平通爆区进路口都能观察到爆堆，未形成局部拒爆与悬顶等不良现象。矿区在经历整体大爆破崩落以后，方可进行放矿作业[3]。矿山企业派遣2台铲运机出矿，每天出矿量达到2500~3000t。集束孔精细化爆破技术的应用，有效消除了矿山内滞留的各类安全隐患，同时提升了残矿资源的回收效率，减轻了矿山生产压力，为矿山企业创造了较理想的经济效益。
结束语
在处理或治理过程中，应积极落实残留资料的回收作业，可应用整体崩落法回收采空区周围的残留矿石资源，以减少数次回踩对采空区形成的不良影响，保证矿区生产作业的高效性、安全性。采空区暴露时间相对较长，跨落事件发生率较高，为解除大抵抗线、变抵抗线的现实问题，开设集束孔，能取得良好的爆破效果。
参考文献
[1]邵友忠.露天采矿边坡控制性爆破施工的探讨[J].内蒙古煤炭经济, 2018(04):38+71.
[2]潘祖瑛,仪海豹,江东平.公路既有线路拓宽降坡控制爆破技术与安全管理措施[J].现代矿业,2017,33(02):214-215.
[3]阎南.扇形中深孔爆破大块率与爆破参数的关系[J].中国矿山工程, 2016,45(05):74-76+84.
论文作者:黄国永
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/17
标签：采空区论文; 矿山论文; 崩落论文; 作业论文; 技术论文; 矿区论文; 炸药论文; 《防护工程》2019年第5期论文;