1.本發(fā)明屬于采礦工程技術領域，尤其涉及一種地下金屬礦山階段回采的切割拉槽方法。

背景技術：

2.切割拉槽爆破的目的是為地下采場回采提供初始的自由面與爆破補償空間。因此，切割拉槽爆破的質量以及所形成切割槽的形態(tài)對整個采場的回采至關重要。

3.地下金屬礦山采用階段礦房法回采時，其階段高度一般為40m~60m，高階段回采如何形成其初始爆破自由面一直是該類方法成功應用的關鍵技術。由于階段高度大，施工切割天井的成本高難度大，隨著切割天井施工高度的增加，天井自身的直立性難以保障，天井施工的斷面尺寸也難以保障，經(jīng)常導致天井形態(tài)兩端高中間窄以及天井發(fā)生傾斜等問題。這些問題的產生將極大程度上影響階段回采的切割拉槽爆破，甚至導致切割拉槽爆破失敗，不能為后續(xù)的回采爆破提供有效的初始補償空間。

4.針對以上問題，國內外地下金屬礦山主要采用以下兩種方式進行切割拉槽爆破：第一種是采用天井鉆機進行切割天井的施工，確保天井斷面的尺寸與直立性，但是該種方法的施工成本高，且一般的天井鉆機的成井斷面尺寸為直徑0.9m，其形成的空間不足以為切割拉槽爆破提供補償空間，因此一般需要施工2-3個切割天井，造成施工成本和施工周期的大幅增加。第二種方法是將階段進一步劃分為多個分段，在每一分段內施工切割天井，進行分段內的切割拉槽爆破，最后形成符合爆破要求的階段采場切割槽，但是這種方法將階段劃分成分段，增加了采切工程量，導致切割拉槽爆破的工藝復雜、起爆網(wǎng)絡復雜等問題出現(xiàn)。

技術實現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明提出了一種地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，其目的是：減少切割工程量，降低爆破難度，縮短施工周期，提高切割質量與效率，降低成本。

6.本發(fā)明技術方案如下：一種地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，包括：步驟一、選定切割槽的位置；步驟二、沿階段高度方向，將選定的切割槽劃分為上下兩個區(qū)域，即上部區(qū)域和下部區(qū)域；步驟三、對下部區(qū)域采用中深孔側向爆破的方式進行拉槽爆破；步驟四、對上部區(qū)域采用“品”字型分次爆破的方式進行拉槽爆破。

7.作為本方法的進一步改進：步驟二中，下部區(qū)域高度應小于20m，上部區(qū)域高度應大于30m。

8.作為本方法的進一步改進：步驟三中，先在下部區(qū)域的底部施工第一切割平巷，再在下部區(qū)域的前側施工出上下貫通整個下部區(qū)域的切割天井，然后在第一切割平巷內施工

出與所述切割天井平行的上向平行中深孔作為炮孔進行爆破。

9.作為本方法的進一步改進：步驟三中，爆破時，每一排炮孔中位于中間的炮孔早于左右兩側的炮孔進行爆破。

10.作為本方法的進一步改進：步驟三中，根據(jù)爆破補償系數(shù)確定下部區(qū)域爆破的次數(shù)，如果爆破補償系數(shù)大于等于1.35，則采用一次切割拉槽爆破；如果爆破補償系數(shù)小于1.35時，則按從前向后的方向分次進行切割拉槽爆破。

11.作為本方法的進一步改進：步驟三中，如果所使用的炮孔為扇形炮孔，則扇形炮孔的角度不低于70度。

12.作為本方法的進一步改進：步驟四中，先在上部區(qū)域的頂部施工出第二切割平巷，再從第二切割平巷施工下向平行深孔作為炮孔，然后以上部區(qū)域的底部為自由面和爆破補償空間，按從下向上的方向從底部順次進行“品”字型爆破；所述“品”字型爆破是指：位于上部空間中央?yún)^(qū)域的炮孔先爆破，兩側的炮孔后爆破，從而在上部區(qū)域的底部爆破形成“品”字型空間。

13.作為本方法的進一步改進：步驟四中，每次爆破的高度為3-5m。

14.作為本方法的進一步改進：步驟四中，在中央?yún)^(qū)域圍繞中央炮孔設置補償炮孔；爆破時，先爆破中央炮孔，再爆破補償炮孔，最后爆破位于外側的其它炮孔。

15.作為本方法的進一步改進：步驟四中，爆破的起爆位置位于炮孔孔底，爆破前先堵塞炮孔底部，再根據(jù)爆破高度裝填炸藥，炸藥中插有雷管，裝藥高度全長鋪設導爆索，然后填塞炮孔頂部。

16.相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果：（1）本發(fā)明按階段高度將切割槽分為上下兩個區(qū)域分別進行爆破，降低了階段回采切割拉槽爆破的難度，且沒有增加額外的采切工程量。

17.（2）下部區(qū)域以切割天井為自由面和初始爆破補償空間，從第一切割平巷施工上向中深孔進行切割拉槽爆破，由于下部區(qū)域高度低，施工切割天井的難度低，質量高，因此可以很好地保證側向拉槽爆破的質量和施工效率。

18.（3）由于上部區(qū)域高度較高，采用傳統(tǒng)的切割拉槽方式難以達到預期的效果，因此從第二切割平巷施工下向深孔，以下部區(qū)域為自由面和爆破補償空間分次進行“品”字型爆破，該方式不用施工切割天井，減少了切割工程量，避免了高天井施工存在的難題，同時，采用“品”字型分次爆破，既利用了下部的自由面和補償空間，又利用了“品”字型空間，中央位置的超前自由面和補償空間，將向下崩礦變?yōu)橄蛳潞拖騻让姹赖V，增加了自由面，提升了切割拉槽爆破的效果，降低了切割拉槽爆破的圍巖夾制作用，保證了上部區(qū)域切割拉槽爆破的質量和施工效率。

附圖說明

19.圖1為施工下部區(qū)域的第一切割平巷和切割天井后，進行中深孔側向爆破時的示意圖；圖2為下部區(qū)域中深孔側向爆破時的俯視示意圖；圖3為上部區(qū)域開始第一次爆破時的示意圖，圖中粗線部分為裝藥爆破部分；圖4為上部區(qū)域第五次爆破時的示意圖，圖中粗線部分為裝藥爆破部分；

圖5為上部區(qū)域第九次即最后一次爆破至頂部的示意圖，圖中粗線部分為裝藥爆破部分；圖6為上部區(qū)域爆破時深孔炮孔的布局示意圖。

具體實施方式

20.下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的技術方案：一種地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，包括：步驟一、選定切割槽的位置。本實施例中，切割槽位于采場中央，長度與采場的寬度相同為13m，切割槽寬度為3.5m。

21.步驟二、如圖1、3、4、5，沿階段高度方向，將選定的切割槽劃分為上下兩個區(qū)域，即上部區(qū)域和下部區(qū)域。劃分原則是，下部區(qū)域高度應小于20m，上部區(qū)域高度應大于30m。本實施例中，下部區(qū)域高度18.5m，上部區(qū)域高度31.5m。

22.步驟三、對下部區(qū)域采用中深孔側向爆破的方式進行拉槽爆破。

23.如圖2，具體步驟為，先在下部區(qū)域的底部施工第一切割平巷1，本實施例中，為了方便鑿巖施工，第一切割平巷1寬3.75m，尺寸略寬于切割槽；再在下部區(qū)域的前側施工出上下貫通整個下部區(qū)域的切割天井2，本實施例中，切割天井2斷面尺寸為2m×2m,高度為15m；然后在第一切割平巷1內施工出與所述切割天井2平行的上向平行中深孔3作為炮孔進行爆破，可以抵消切割拉槽爆破過程中圍巖的夾制作用。

24.如圖1和2，切割拉槽爆破的炸藥能量集中度以及炸藥單耗均較高，下部區(qū)域切割拉槽爆破的炸藥單耗為0.92kg/t。炮孔直徑d為76mm，炮孔排距b=1.5m，炮孔間距ε=1.5m，邊孔距離設計爆破邊界的距離δd=0.3m，炮孔超深為1.0m，填塞長度為2.0m。每排布置3個炮孔，共布置8排炮孔。

25.可以根據(jù)爆破補償系數(shù)確定下部區(qū)域爆破的次數(shù)，如果爆破補償系數(shù)大于等于1.35，則采用一次切割拉槽爆破；如果爆破補償系數(shù)小于1.35時，則按從前向后的方向分次進行切割拉槽爆破。本實施例中，將下部區(qū)域的切割拉槽爆破分為兩次進行，第一次爆破前3排炮孔，第二次爆破后5排炮孔。

26.爆破采用毫秒微差爆破，排內炮孔間微差間隔為25ms，每一排炮孔中位于中間的炮孔早于左右兩側的炮孔進行爆破。炮孔排間微差間隔為50ms。

27.第一切割平巷1連通有出礦巷道4，用于將爆破后的礦石運出，最終形成下部區(qū)域的切割槽。

28.需要說明的是，盡量避免采用扇形炮孔進行切割拉槽爆破。如受鑿巖空間限制，炮孔為扇形炮孔，則扇形炮孔的角度不低于70°。

29.步驟四、對上部區(qū)域采用“品”字型分次爆破的方式進行拉槽爆破。

30.如圖3至5，具體步驟為，先在上部區(qū)域的頂部施工出第二切割平巷6（與鑿巖巷道5連通），巷寬3.75m，尺寸略寬于切割槽。；再從第二切割平巷6施工下向平行深孔7作為炮孔，然后以上部區(qū)域的底部為自由面和爆破補償空間，按從下向上的方向從底部順次進行“品”字型爆破。每次爆破的高度為3-5m。

31.所述“品”字型爆破是指：位于上部空間中央?yún)^(qū)域的炮孔先爆破，兩側的炮孔后爆破，從而在上部區(qū)域的底部爆破形成“品”字型空間?！捌贰弊中涂臻g的形成將向下崩礦變?yōu)?br />
向下和向側面崩礦，極大程度的改善了切割拉槽的爆破效果。

32.下向平行深孔7的炮孔直徑d=100mm，下部區(qū)域的炸藥單耗設計為0.85kg/t。炮孔間排距相等b=1.5m，邊孔距離設計爆破邊界的距離δd=0.5m，下向炮孔要與下部區(qū)域連通。

33.進一步的，如圖6，為了實現(xiàn)切割槽中央?yún)^(qū)域超前于兩側，可以在中央?yún)^(qū)域圍繞中央炮孔8設置補償炮孔9，其間排距為炮孔間排距的一半。上部區(qū)域共施工11排31個炮孔，其中裝藥孔27個（包括中央炮孔8），補償炮孔9為4個。

34.爆破分9次完成，采用“品”字型拉槽，自中央向兩側逐步爆破。根據(jù)下向崩礦的圍巖夾制作用，每次爆破高度為3m。爆破的起爆位置位于炮孔孔底，裝藥結構為：首先在孔底放置堵塞體，堵塞炮孔，其次緊鄰堵塞體裝填細沙墊層（高度0.5m），再根據(jù)每次爆破高度裝填對應的乳化藥卷（將非電導爆管雷管插入乳化炸藥中，反向裝入孔底），最后采用水袋進行炮孔頂部填塞（填塞長度1m）。裝藥高度全長鋪設導爆索。

35.爆破采用毫秒微差單孔順次爆破，孔間微差間隔時間為25ms，先爆破中央炮孔8，再爆破補償炮孔9，最后爆破位于外側的其它炮孔。技術特征：

1.一種地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，包括：步驟一、選定切割槽的位置；其特征在于：還包括以下步驟：步驟二、沿階段高度方向，將選定的切割槽劃分為上下兩個區(qū)域，即上部區(qū)域和下部區(qū)域；步驟三、對下部區(qū)域采用中深孔側向爆破的方式進行拉槽爆破；步驟四、對上部區(qū)域采用“品”字型分次爆破的方式進行拉槽爆破。2.如權利要求1所述的地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，其特征在于：步驟二中，下部區(qū)域高度應小于20m，上部區(qū)域高度應大于30m。3.如權利要求1所述的地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，其特征在于：步驟三中，先在下部區(qū)域的底部施工第一切割平巷（1），再在下部區(qū)域的前側施工出上下貫通整個下部區(qū)域的切割天井（2），然后在第一切割平巷（1）內施工出與所述切割天井（2）平行的上向平行中深孔（3）作為炮孔進行爆破。4.如權利要求3所述的地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，其特征在于：步驟三中，爆破時，每一排炮孔中位于中間的炮孔早于左右兩側的炮孔進行爆破。5.如權利要求3所述的地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，其特征在于：步驟三中，根據(jù)爆破補償系數(shù)確定下部區(qū)域爆破的次數(shù)，如果爆破補償系數(shù)大于等于1.35，則采用一次切割拉槽爆破；如果爆破補償系數(shù)小于1.35時，則按從前向后的方向分次進行切割拉槽爆破。6.如權利要求3所述的地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，其特征在于：步驟三中，如果所使用的炮孔為扇形炮孔，則扇形炮孔的角度不低于70度。7.如權利要求1所述的地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，其特征在于：步驟四中，先在上部區(qū)域的頂部施工出第二切割平巷（6），再從第二切割平巷（6）施工下向平行深孔（7）作為炮孔，然后以上部區(qū)域的底部為自由面和爆破補償空間，按從下向上的方向從底部順次進行“品”字型爆破；所述“品”字型爆破是指：位于上部空間中央?yún)^(qū)域的炮孔先爆破，兩側的炮孔后爆破，從而在上部區(qū)域的底部爆破形成“品”字型空間。8.如權利要求7所述的地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，其特征在于：步驟四中，每次爆破的高度為3-5m。9.如權利要求7所述的地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，其特征在于：步驟四中，在中央?yún)^(qū)域圍繞中央炮孔（8）設置補償炮孔（9）；爆破時，先爆破中央炮孔（8），再爆破補償炮孔（9），最后爆破位于外側的其它炮孔。10.如權利要求7所述的地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，其特征在于：步驟四中，爆破的起爆位置位于炮孔孔底，爆破前先堵塞炮孔底部，再根據(jù)爆破高度裝填炸藥，炸藥中插有雷管，裝藥高度全長鋪設導爆索，然后填塞炮孔頂部。

技術總結

本發(fā)明公開了一種地下金屬礦山階段回采深孔切割拉槽方法，包括：步驟一、選定切割槽的位置；步驟二、沿階段高度方向，將選定的切割槽劃分為上下兩個區(qū)域，即上部區(qū)域和下部區(qū)域；步驟三、對下部區(qū)域采用中深孔側向爆破的方式進行拉槽爆破；步驟四、對上部區(qū)域采用“品”字型分次爆破的方式進行拉槽爆破。本發(fā)明按階段高度將切割槽分為上下兩個區(qū)域分別進行爆破，降低了階段回采切割拉槽爆破的難度，且沒有增加額外的采切工程量，降低了爆破難度，縮短了施工周期，提高了切割質量與效率，降低了成本。降低了成本。降低了成本。

技術研發(fā)人員：郭良銀 劉濱 安龍 蔣萬飛 宋召法 劉曉光 張金超 牟占武 張銘 趙風臣 張慶 周波 隋玉成 孫霞 王文文

受保護的技術使用者：山東黃金礦業(yè)股份有限公司新城金礦

技術研發(fā)日：2021.10.26

技術公布日：2022/1/6