VCR法爆破成井在金源公司的試驗應用

顧寶華，苗 丁

(河南金源黃金礦業有限責任公司， 河南 嵩縣 471400)

0 前 言

河南金源黃金礦業有限責任公司是由中國黃金集團公司控股的大型黃金礦山企業，是在原河南省嵩縣祁雨溝金礦的基礎上組建的股份制黃金生產企業。該礦于1976年建成投產，為采選聯合企業，1997年礦山改制成立股份制企業,經過多次改、擴建，采選生產規模擴大至3000 t/d。

公司主采礦區為祁雨溝礦區，祁雨溝礦區開采主要對象是礦區J4角礫巖體，過去一直采用空場采礦法開采,且留下大量采空區未處理。改擴建后J4礦體采礦方法變為無底柱分段崩落法，生產過程中許多采礦進路布置在原有空區頂部，部分空區頂板厚度小于10 m，為保證安全,需在空區頂板施工溜井對空區進行處理；同時根據采礦方法設計，上、下分段間距15 m，分段之間需要施工行人井、溜井、通風井、切割井，天井等工程。在這種情況下，需要一種安全、高效的天井施工來滿足生產需要。

1 試驗方案

VCR法爆破成井的理論基礎是利文斯頓爆破漏斗理論[1]，以天井下部空間為自由面，通過球形藥包爆破形成爆破漏斗，而后以爆破漏斗為自由面爆破形成天井。天井爆破炮孔布置如圖1所示。

布一個中心孔，4個周圍孔，中心空與邊孔距離為a[2]：

a=(0.58～0.7)×13.7d

式中，d為炮孔直徑，m。

炮孔采用YQ-100型潛孔鉆機施工，孔徑100 mm，計算得出孔距a=0.79～0.95 m，考慮炮孔偏斜等因素，取a=0.7 m。

圖1 炮孔布置

圖2 炮孔裝藥結構

爆破采用毫秒差非電導爆管微差爆破，中心孔1段，周邊孔3段，炸藥使用當地炸藥廠生產的巖石粉狀乳化炸藥，規格：25 kg/袋，密度0.85～1.05 g/cm3。裝藥時炮孔下部填渣0.3～0.5 m，裝藥長度0.9 m，炸藥上部填渣1.0～1.2 m。裝藥結構見圖2。

2 應用效果

試驗以J4-430-201采空區頂板充填井(見圖3)，以及J4-0線-415至430通風井(見圖4)為試驗對象。J4-430-201采空區頂板厚度約6 m厚，為避免空區頂板冒落需要在頂板施工一條充填井對空區進行充填處理，普通法施工出渣困難且存在安全隱患。J4-0線-415至430通風井為探礦工程通風井，深度約10 m，此處急需解決通風困難問題,但公司缺少天井炮工及天井吊罐卷揚工。

圖3 J4-430-201充填井剖面

圖4 J4-0線-415至430通風井

充填井炮孔由上部向下施工，通風井由下往上施工炮孔。每次爆破前首先用測繩測量炮孔實際孔深，然后對炮孔下部進行堵塞，用細鐵絲系牢堵頭(堵頭為預制水泥塊，圓柱形直徑8 cm，高度10 cm，制作時上部嵌入鐵絲呈鉤狀)，將堵頭下放到炮孔下部孔口位置，用碎渣(或沙石)將炮孔下部填實。中心孔下部填塞深度0.3～0.5 m，邊孔填塞深度高于中心孔0.2～0.3 m。炮孔下部填塞完畢之后,經檢查無松動、漏渣現象，往孔內填裝炸藥，每孔裝藥長度0.9 m(約5 kg炸藥)。裝藥約0.5 m時放入起爆藥包，藥包采用雙發同段別導爆管連接以保證正常起爆。炸藥填裝完后上部填塞1.0～1.2 m深度的碎渣。正常情況下，每次裝藥填塞作業時間不超過2 h。

經過多次試驗爆破，充填井及通風井均與上部水平施工貫通，每次爆破深度1.5～1.9 m，平均1.7 m，天井爆破后規格約1 m×1 m，形狀規整，試驗達到預期效果。

3 問題及處理方案

VCR法爆破成井在施工中容易出現以下兩方面的問題。

(1) 炮孔偏斜。炮孔施工精度是中深孔爆破成井的基礎，相比于平行深孔爆破成井，VCR法對炮孔精度的要求沒有那么高。天井高度較短時，炮孔偏斜小基本不影響正常爆破，當高度較高時偏斜就比較明顯。影響炮孔施工精度的因素較多，無法避免炮孔偏斜，只能盡量減少影響偏斜的因素。炮孔施工前，炮孔位置放點必須準確，保證起始施工質量；炮孔施工時盡量由上部向下部施工。

(2) 炮孔堵孔。使用藥卷裝藥時，藥卷與鐵絲、導爆管以及孔壁相互摩擦影響易造成炮孔堵孔；裝藥時上部填渣太深、巖石偏軟周邊孔爆破時將中心孔擠實，也會造成堵孔。使用中深孔爆破常用散裝炸藥可以避免裝藥引起的堵孔；控制填渣深度可以避免上部碎渣堵孔。炮孔堵塞長度小于0.5 m時，可以按照正常程序進行裝藥爆破，炮孔堵塞長度較大時，需要使用鉆機捅孔，或者在孔內灌水使用高壓風管清孔(炮孔深度較淺時)。

參考文獻：

[1]孫再東，李壽喜，彭建華．VCR法爆破參數選擇與爆破漏斗試驗[J]．長沙礦山研究院季刊，1984(4)：17-26.

[2]徐小荷，等.《采礦手冊》第二卷[M].北京：冶金工程出版社，1990.