现代矿业 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (12): 63-69,80.
陈镇开
摘要: 在大型矿山中,常采用生产能力较大的阶段矿房嗣后充填法,采用中深孔或大直径 深孔爆破落矿,二步骤矿房回采时,中深孔或大直径深孔爆破产生的冲击荷载易导致充填体垮塌, 严重威胁矿房回采作业安全。为解决此技术难题,研究首先通过 6种差异化经验公式,结合马坑铁 矿充填体与矿岩物理参数,计算充填体自立所需强度,并基于安全系数初步筛选一步骤充填体强 度阈值。其次,基于爆破冲击波透射应力理论,建立装药量、爆心距离(护壁厚度)与充填体损伤的 量化关系,分别计算中深孔和大直径深孔爆破时的冲击波透射应力,确定充填体抗爆破冲击所需 强度,最终确定基于爆破荷载条件下的充填体合理强度。最后,在马坑铁矿 6-3-4P(中深孔)和 60-2P(大直径深孔)二步骤矿房开展回采爆破工业试验,通过采空区三维扫描,确定充填体垮塌混 入率,验证充填体强度及护壁留设的合理参数。研究结果表明:当矿房高度 72 m,宽度 15 m 时,6 种经验公式计算的充填体自立强度最大值为 2.22 MPa。在考虑爆破冲击对充填体影响条件下,对 于边孔最大装药量为 100 kg 的中深孔爆破,当护壁厚度为 1.3,2 m 时,对应冲击波透射应力分别为 2.4,1.7 MPa;对于边孔最大装药量为 294 kg 的大直径深孔爆破,当护壁厚度为 1.87,2.9 m 时,对应 冲击波透射应力分别为 2.4,1.7 MPa。基于研究成果进行矿房回采爆破工业试验,中深孔矿房充填 体垮塌混入率 1.17%,大直径深孔矿房混入率 7.6%,均满足安全回采要求。综合考虑充填体自立强 度、炮孔偏斜等,并结合爆破荷载影响,最终确定阶段矿房嗣后充填体的合理强度为 2.4 MPa,中深 孔爆破落矿留设充填体护壁厚度为 1.3~2 m,大直径深孔爆破落矿留设充填体护壁厚度为 1.9~2.9 m,该参数可有效平衡充填体自立性与抗爆破冲击能力,为同类大型矿山二步骤矿房回采提供技术 参考。