露天矿采空区爆破方法的探讨

露天矿采空区爆破方法的探讨

露天矿采空区的处理成为很多矿产业现阶段关注的重点问题，采空区的存在不仅对开采设备作业构成隐患，而且对矿坑的推进造成非常大的影响，同时随着附近平盘爆破震动影响，空洞有进一步向扩大发育的可能。因此为了尽可能排除安全隐患，提高设备、穿爆、生产作业安全系数，需要及时处理采空区。基于此，文章就露天矿采空区爆破方法展开分析和探讨。

标签：露天矿；采空区；爆破方法

从2005年开始我国针对小矿窑采取了淘汰关闭、扩能改造、大集团整合等方式逐步淘汰小矿窑开采，全面对小矿窑进行整合改造。而整合改造后的小矿窑多数存在图纸不健全、地质资料缺失以及原小矿窑偷采乱采等问题，导致整合后开采困难加大，尤其井工开采转为露天开采的矿山，由于存在大量采空区的原因，造成露天开采爆破施工困难，严重影响了矿山开采的生产进度计划和生产安全。如何解决采空区开采问题，成为露天矿山保障安全生产正常进行的重要任务。

1 露天矿产采空区处理方案的选择

我国金属非金属矿山大多地质条件较复杂，相当一部分露天金属非金属矿山存在采空区问题。由于空区分布广，加之自然条件和生产技术等相关条件的制约，在露天矿山开采中，地下采空区问题已经成为矿山生产的重要安全隐患。对于小矿山及杂乱矿山地下开采遗留的采空区，露天矿采空区处理方法通常有以下4种：封闭采空区、崩落采空区上层岩石、加固空区和充填空区遗留空巷。

具体的采空区处理方案应根据各个矿山存在的采空区数量、所处位置、形态特征等情况，分别采取相应的处理方法。

使用深孔爆破法处理采空区最关键的地方是确定采空区顶板的安全厚度，这是确定采空区处理方案的基础和重要的技术参数。在此基础上，做好采空区探查工作，根据探查资料来确定处理方案和进行爆破设计。大量采空区工作实践证明，对地下转露天开采留下的采空区，用台阶深孔爆破来处理是可行和可靠的，而且也是经济安全的。

深孔崩落法处理采空区是在采空区上方预先钻凿的中深孔或大孔，采用垂直倒漏斗爆破技术，将采空区上方岩石崩落，爆破后的岩石充填采空区空巷，并消除采空区。具体操作过程如下：从以探明的采空区位置，布置并钻凿直径为250mm的炮孔，炮孔深度直接穿透采空區，采用孔内间隔装药，用气囊对所有炮孔进行堵塞，该方法爆破效果好、可快速处理，但是在采空区上方进行凿岩、爆破作业时安全性差，并且易于卡钻。

2 采空区爆破塌陷法实例

2.1 工程概况

以某露天矿采空区为例对采空区爆破塌陷法进行分析。该区域为整体南北走向。据地质钻探、测试资料分析，此采空区无任何温度异常及积水情况。该平盘岩层至上而下大致分4个岩层。

2.2 钻孔

采空区到底深度约为11～13m，采空区长约12m，宽约6m，采空区最高底部高度深度4～6m，此次钻孔采用孔径165mm的钻机，共钻12个孔，孔间距为4m，排距为4m。根据钻机所钻的炮孔情况，对其深度和空腔内部高度，以及孔内温度等情况进行了验孔记录。

2.3 装药

孔内底部放空气间隔器，然后回填0.5m的岩粉，放第二发间隔器，再回填0.5m的岩粉。然后装铵油炸药，1发10m高精度非电导爆管42ms孔内管及起爆具，孔上部堵塞3.0～3.5m。

2.4 爆破方案

①底部充填方案。该采空区先钻探孔及打穿孔，装药前要在打穿孔炮孔底部进行充填，以承受上部炸药的重量，并且达到改变抵抗线方向的目的，要求爆破时反向起爆。根据孔内空腔情况确定底部抵抗线长度，确保爆破后碎石能够延最小抵抗线方向，充填至空腔。不断监测底部充填长度，当空气间隔器达到打穿孔上部4～5m时，底部充填工作完成，此时可以开始装药；②爆破参数。本工程所处理采空区的孔网参数选为5m×5m，呈近似等边三角形布置，本工程处理采空区的孔深较大且自由面较多，采用孔内分段装药的方式；③孔内间隔及上部填塞。采空区炮孔中间段间隔充填长度一般小于下段药柱长度，本次选取3～4m。孔口段的充填长度正常情况下要求大于孔距或者大于底部抵抗高度，本采空区选取5～6m；④联网设计。为使岩石充分回填至空腔内部，一般选取炮区中间打穿深度最浅的炮孔作为激发点，采用“环形等时线”的起爆方式，由中间向四周传爆，本次选取B5作为起爆点向周围传爆。

3 结语

现在爆破塌陷方法处理采空区已普遍在露天台阶爆破中使用，随着其施工作业工艺及操作流程不断地完善和改进，形成了完整的爆破作业工序，体现了时间短、见效快、经济效果好等优势。随着爆破科技的不断发展，爆破塌陷方法处理采空区的技术也会不断提高，逐渐创造出更大的矿山效益。

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