摘要：陕西铅硐山厚大矿体采用分段崩落法采矿方法，目前施工了盘区下盘斜坡道，首次使用中深孔凿岩台车进入采场分段，使用中深孔凿岩台车在分段凿岩道中施工中深孔，凿岩台车施工的孔径大于60mm，爆破后的矿块块度不均匀，与铅硐山井下中深孔采场的爆破参数要求不符，需要对相关参数进一步研究调整，得到最优参数；该项目的实施，可以大幅度提高中深孔施工精度，提高回采率，提高矿山的机械化水平，有利于施工安全。对铅硐山矿井下相关参数进一步研究调整，得到最优参数。采用不同排距，试验得到不同最优参数。优化了分次崩矿步距，降低人工成本，优化了爆破参数，降低了炸药单耗，实现了经济与安全双效益。

　　关键词：厚大矿体；中深孔；爆破参数；安全性；效益

　　分段崩落法作为矿山开采中广泛应用的一种方法，具有诸多优势，在提高矿石回采率等方面发挥着重要作用。然而，中深孔爆破参数在其中扮演着极为关键的角色，对采场的生产效率、矿石贫化率以及作业安全性等都有着重要且直接的影响。倘若爆破参数设置不合理，将会引发一系列问题，比如矿石大块率大幅升高，增加二次破碎的工作量和成本；或者导致围岩过度破坏，使得大量废石混入矿石中，提高矿石贫化率，降低矿石质量。

　　随着开采技术的持续发展以及矿山地质条件的越发复杂多样，传统的爆破参数已难以满足新的开采要求。为了有效提升开采效率与安全性，深入研究中深孔爆破参数显得尤为迫切和必要。尽管国内外在这一领域已经取得了不少研究成果，但在将这些成果转化为实际应用时，由于实际矿山生产受到地质条件、设备状况、人员操作水平等多种因素的制约，部分优化方案的应用效果并未达到预期。而且，目前对于爆破参数与采矿工艺其他环节的协同优化研究相对较少，亟待进一步加强。

　　本项目聚焦于分段崩落法采场中深孔爆破参数在铅硐山采矿的应用研究。通过采用中深孔凿岩台车取代传统中深孔钻机的采矿工艺，不仅能提升中深孔凿孔的安全性，还能切实实现机械化减人、换人的目标，有效降低作业人员的安全风险，提升矿山的本质安全水平。同时，还有助于提高回采效率，降低贫化率，进而降低采矿成本，对矿山的安全管理和生产运营都具有不可忽视的重要意义。

　　1矿山开采现状。

　　铅硐山铅锌矿于1996年建成投产，历经多年发展，已形成较为成熟的开采体系。在井下开采布局上，中段高度设定为50m，自首采中段1630m起始，一路向下开采至当前的回采中段1080m，期间共划分出12个中段，为矿山的持续开采提供了合理的空间架构。

　　在回采方法的选择上，该矿较为多样。主要以分段凿岩阶段空场采矿法和浅孔留矿法为主，多数采场采用漏斗收矿的电耙出矿底部结构，这种结构在出矿效率和成本控制方面具有一定优势。此外，个别采场也会根据实际情况，采用有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法以及浅孔分层崩落法。

　　针对不同厚度的矿体，该矿制定了针对性的开采策略。当矿体厚度小于等于5m，选用留矿法，矿块长度设定为50m；矿体厚度在5m～15m之间时，采用沿走向布置的分段空场法，矿块长度同样为50m；而当矿体厚度超过15m，则采用垂直走向布置的分段空场法，矿块宽度为30m。

　　1.1地质概况
      1280中段Ⅱ#矿体7采位于Ⅱ#矿体东端，矿体地质情况较复杂，本中段水平表现为多条矿体而上中段表现为一条矿体，且受一条大断层影响使矿体错动很大，产状变化悬殊，厚度和倾角变化大，其中Ⅱ#-2矿体沿走向向西侧伏角较小，在垂直方向上厚度变化大，1303m水平以下矿体中间夹石较大，矿体层位界线明显，下盘为灰岩，稳固；上盘为千枚岩，中等稳固，没有发现大的溶洞，无涌水。矿块地质储量170000t，品位分别为pb1.38%、Zn7.09%,根据设计分段平面图计算的可爆矿量为300000t。

　　1.2回采方案
       采场确定采用铲运机出矿方式的分段崩落采矿法进行回采作业。在采场布局方面，回采进路沿矿体走向精心布置，这种布置方式能够更好地适应矿体的形态和产状，提高矿石的回采率。同时，为方便车辆和人员进出采场，专门设置了联络斜坡道，车辆和人员可通过该斜坡道安全、便捷地抵达采场内部开展工作。

　　采场内共设置三条出矿溜井，这些溜井合理分布，能有效提高出矿效率，确保矿石能够及时、顺畅地运出采场。在落矿方式上，选用中深孔落矿方式，该方式落矿效果好，能够满足大规模开采的需求。

　　关于回采顺序，总体遵循从上往下的原则，逐分段进行回采，这样有利于保证采场的稳定性，降低安全风险。在分段内部，先利用靠近充填区的穿脉回采进路，采用自南向北后退式回采的方法，逐步推进；待穿脉回采进路回采完毕后，再利用沿脉回采进路，同样由南向北回退式逐分段回采，通过这种科学合理的回采顺序安排，能够有效提高采矿作业的效率和安全性，实现采场的高效回采。

　　2爆破参数研究与试验

　　1280中段Ⅱ#矿体7采位于Ⅱ#矿体东端，矿体地质情况较复杂，本中段水平表现为多条矿体而上中段表现为一条矿体，且受一条大断层影响使矿体错动很大，产状变化悬殊，厚度和倾角变化大。

　　第一，研究中深孔凿岩台车在不同尺寸采矿进路中的凿孔参数以及对不同岩性的适应要求。中深孔凿岩台车的凿孔参数会因采矿进路尺寸、岩石性质、爆破要求等因素而有所不同，以下是一些常见情况，小尺寸采矿进路（3m×3m左右），可使用专为小断面巷道设计的凿岩台车，其适应孔径64mm～89mm，孔深达30m。中等尺寸采矿进路（如4.2m×3.8m左右）其孔径76mm，崩矿步距1.8m，最小抵抗线1.8m，孔底距2.4m.大尺寸采矿进路（3.6m×3.6m以上）能够凿钻64mm～115mm炮孔，最大深度达54m。

　　第二，对比中深孔排距不同时所呈现出的爆破效果差异，可从多方面深入分析。在岩石破碎质量上，排距过小，炸药能量过于集中，易造成局部过粉碎，而排距过大，能量分散，部分岩石破碎不充分。对于爆破块度分布，合理排距能使块度均匀，排距不当则会导致大块和小块比例失衡。在爆破能量利用率方面，合适的排距可使能量有效作用于岩石破碎，减少能量损耗。排距还会影响爆破抛掷与堆积，不同排距下岩石抛掷距离和堆积形态各异。此外，排距对爆破振动与安全性影响显著，排距不合理可能增大振动强度，威胁周边建筑物和人员安全，需综合考量以确定最佳排距。

　　第三，对比中深孔孔底距不同，爆破效果的情况。孔底距过小，会增加工作量和爆破器材消耗，提高采矿成本。爆破时相邻炮孔的爆炸应力波相互干扰，可能使排面过早形成破裂面，导致矿石得不到充分破碎，从而产生较多大块。同时，过多的炮孔会使炸药分布过于密集，在岩石破碎过程中，可能因能量过于集中而造成岩石过度粉碎，产生大量粉矿，影响矿石质量和后续的装运工作。孔底距过大，孔网密度变稀，炸药能量分布不均，每个炮孔负担的岩石体积增大，导致岩石破碎块度不均匀，大块产出率高。这会给后续的装、运、提工作带来困难，降低工作效率，增加二次破碎的工作量和成本。

　　第四，岩性通过影响岩石的可爆性（破碎难度、能量需求、裂隙响应），决定了爆破排距的合理范围，硬岩、完整岩需减小排距以集中能量；软岩、破碎岩可增大排距以优化效果。实际工程中，需结合岩性试验和现场试爆，动态调整排距，以平衡破碎块度，振动控制和施工效率。

　　此次爆破参数研究在采场二分段，共9个出矿进路，分次进行试验。首先，方案初选与试验阶段；其次，确定参数试应用阶段；最后，成熟定型全面推广阶段。

　　方案初选参照同类矿山经验，结合铅硐山历年来的尝试经验及矿山实际条件，初选定为在回采进路中施工扇形中深孔方案。根据方案初选，先在1280中段Ⅱ#矿体7采进行试验，按试验参数的范围，将排距划分三种来进行试验，以得出最优参数。初选过程中将主要技术参数也初步制定。回采进路规格2.6m×2.6m，切割横巷规格4m×2.6m，切割井规格宽2m×2m。孔径60mm，孔深根据分段高度定（＜15m），炮孔扇面倾角85°、90°,扇形炮孔边角孔45°~90°。

　　2.1炮孔参数排距初定分别为1m、1.1m、1.2m，崩矿步距1.1m～2.2m，最小抵抗线1.2m。

　　2.2爆破工艺

　　在本次爆破作业中，选用散装2号岩石乳化炸药作为主要爆破材料。这种炸药具有良好的抗水性和爆炸性能，能确保在不同地质条件下实现稳定爆破效果。装药环节采用装药器进行操作，严格控制装满系数为0.8，既能保证炸药在炮孔内充分发挥能量，又能避免因装药过满而引发安全隐患。

　　为增强爆破的可靠性和有效性，在每个炮孔内加装导爆索。导爆索能够快速、稳定地传播爆轰波，使炸药在炮孔内同时起爆，提高爆破的均匀性和破碎效果。孔口则进行简单堵塞，以防止爆破时飞石和冲炮现象的发生，保障周边环境安全。

　　起爆网络采用双发非电毫秒导爆管孔底反向起爆的复式串并联方式。这种网络设计能够确保起爆的准确性和可靠性，减少瞎炮率。同时，利用远程起爆器在远距离进行起爆操作，进一步保障了爆破作业人员的安全。

　　在起爆药包的制作上，现场采用管状药包。管状药包结构合理，能够更好地与导爆管连接，确保起爆能量顺利传递，为整个爆破作业的顺利进行提供有力保障。

　　2.3实验过程

　　最初选用1m排距进行爆破，装药排数为1排，炮孔长度65.9m，预计装药量为141.3kg，爆破矿岩量为267.6t，单耗为0.53kg/t。爆破效果不太理想，块度太小，过度挤压，造成粉矿过多，浪费较大，成本较高。

　　第二次爆破采用1.2m排距进行爆破，装药排数1排，炮孔长度87.1m，预计装药量为186.7kg，爆破矿岩量为315.3t，单耗为0.59kg/t，矿块块度偏大，爆破已达到初见效果，但还需再次进行试验取得新数据。

　　第三次爆破作业中，基于前两次爆破的经验积累与细致分析，技术人员经过审慎研讨，最终决定采用1.1m的排距开展爆破工作。此次爆破在炮孔排数、炮孔长度以及预计装药量等关键参数上，均与前两次爆破保持一致，确保了爆破作业条件的一致性与可比性。爆破结束后，现场效果令人满意，矿岩块度均匀适中，既没有出现过多的大块岩石增加二次破碎难度，也没有产生过多细碎矿渣，完全达到了理想的出矿要求，为后续的出矿工作奠定了良好基础。

　　经过三次实验爆破，根据在现场的每次爆破记录，1m排距爆破时因为排距较小，分次爆破后对未爆破的孔有一定影响，妨碍到后续的爆破作业而且矿岩块度较小，在出矿、运输过程中有大量的浪费，所以将1m排距的参数排除。1.2m排距经过爆破试验与爆破后现场观察，发现已经达到了爆破效果，但矿岩块度还是偏大，没能做到资源利用最大化，所以进行了1.1m排距的爆破试验。1.1m排距相较与1m、1.2m爆破后矿石参数不仅有利于运输，减少了一定的浪费且对未爆破炮孔不存在影响。所以选用1.1m排距为最优实验参数将沿用到未来分段崩落法采场爆破中。

　　通过工业试验，获取了可靠的分段崩落法中深孔爆破参数，为后期推广应用提供了可靠的依据。中深孔爆破技术上成熟，安全上有保障，劳动效率高的优越性得以充分体现。目前定型的参数为，回采进路规格2.6m×2.6m，采用垂直平行扇形中深孔，排距1.1m,崩矿步距1.1m～2.2m，炮孔装药系数80%～85%，炸药平均单耗0.56kg/t。

　　现阶段为了塑造良好的安全矿山形象以及迎合现阶段采矿业的安全要求；寻找一种安全可靠，技术成熟，在本矿山采用可施行的中深孔爆破参数，是公司采矿技术工作的既定目标。而经过此次试验，确定试验的爆破参数，不仅提升了矿山工装水平，而且提高了矿山的本质安全性，是我矿山现阶段可应用的最有力的采矿技术方法。在应用的同时，我们还会不断地创新与延续，力保在今后的采场中，可以全面应用该分段崩落法爆破参数，将矿山分段崩落法回采工艺提升一个新的高度，提高回采率，为调品位保产能提供更有效的保证，进一步提升回采作业的本质安全水平。

　　3结论

　　铅硐山铅锌矿多年来一直使用YGZ90中深孔钻机，用于分段空场法凿岩道中深孔的施工以及间柱中深孔的施工。公司率先将中深孔凿岩台车用于1280中段II#矿体7采场进行中深孔爆破参数试验研究，解决目前制约矿山中深孔爆破参数不合理的根本问题，实现机械化采矿代替传统人工操作钻机，符合国家“四化建设”要求。第一步先实现机械化钻孔减人，第二步在机械化的基础上继续开展无人化、自动化研究、最终实现智能化矿山。此外，还可以优化分次崩矿步距，减少分次爆破次数，降低人工成本；通过持续不断改进，优化爆破参数，降低炸药单耗，达到经济与安全的双重效益。

　　通过中深孔爆破参数的研究，从本质安全性出发，不仅增强了中段生产能力，在采切时间与空间上很好的解决了与其他采切工程地矛盾，加快了工程进度为下部中段采场形成生产能力赢得了时间，而且减轻了安全与管理上的压力，避免了大量的安全隐患，提高了井下作业的本质安全。