VCR法在大型地下鐵礦的應用思考

張孝東

摘 要：VCR采礦法是將利文斯頓漏斗爆破的原理作為前提，并根據潛孔鉆機的變化來進行改進的采礦手段，由于生產效率高、作業安全的特點，所以自其在20世紀70年代中期被加拿大成功發明運用之后，就令世界各國對其高度關注。到了70年代末，此項技術已經在美國、西班牙和澳大利亞等國家地區普及。VCR采礦法是-種先進的采礦工藝，具有生產效率高、作業安全等優點，在國內外礦山得到廣泛應用。本文在這種情況下，對VCR法在A鐵礦中的應用進行分析，VCR采礦法的利弊進行了論述。

關鍵詞：VCR法 地下鐵礦 應用

中圖分類號：TD861.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（a）-0059-01

VCR采礦法又被稱之為深孔大口徑球狀藥包垂直落礦階段空場采礦法，在20世紀80年代被引入中國，在我國礦山得到了廣泛推廣應用。VCR采礦法在我礦試驗成功并推廣使用30年來，取得了顯著的技術經濟成果，不僅為凡口的礦山生產發展和技術進步作出了重要貢獻，而且有力地推動了我國采礦技術的發展。

1 VCR法在A鐵礦中的應用

1.1 A鐵礦簡介

A鐵礦地質資源/儲量（332+333）為27624.82萬 t，平均品位（TFe）34.29%。礦床礦帶長3.4 km，寬0.25～0.04 km。主礦體LI號礦體儲量占全礦床儲量的85.35%，礦體為盲礦體，頭部埋深90 m341/lq，礦體斜深100～767 m，走向近南北，礦體長2800 m，賦存標高-52～862 m，厚度25.5～96.5 m，平均48.2 m，屬于中厚礦體。傾角65～88°，屬于急傾斜礦體。礦體內基本沒有夾層，礦石品位比較均勻。設計開采礦區-200 m標高以下礦體，小計礦石儲量23957.72 萬t，地質影響系數取0.7，采礦規模530 萬a，生產年限32 a。

大理巖、角閃巖、片巖和片麻巖等巖石類別共同構成了A鐵礦礦體的頂部和底部部分，底部部分大理巖所占的比重較高。其中，大理巖的紋縫部分沒有發育跡象，相對巖石的完整性很高，片巖和片麻巖卻剛好相反，在裂隙部位發育很好，完整性和穩定性略遜，巖石的硬度系數f=6-8。這樣的礦床架構在實際的采礦作業時，屬于一般難度。

I號礦體完整性較好，硬度系數f=6-8。

礦床所在的位置的地面上部是水稻田與村落，并沒有江流或海洋等大型水體，礦床部分則在地下水位和寢室標準面的下方，水文狀況也是一般復雜。

1.2 VCR法的應用

1.2.1 采礦方法的選擇

通過前期的考察和研究，A鐵礦因為頂部有導水層覆蓋于第四系上面，開采時不適合用需要村落搬遷以及征集農田的崩落法。其余的充填與空場兩種方式，其優劣如下：首先，若采用充填法，則需使用上向水平分層充填的方式，優勢在于可以通過分層的回采和充填，依據礦體本身的形態而不斷調整，從而不會出現漏采或超采的情況。當然，這種方式也存在明顯的劣勢，即由于要對分層進行回采和充填，重復工作的項目較多，相互影響較大，所以工作效率不高，另外，作業工人在進行操作時，必須要將頂部石板重新固定，存在一定的安全隱患。

空場法推薦階段礦房法，可采用分段鑿巖階段礦房法和垂直深孔球狀藥包落礦階段礦房（簡稱VCR法）。

分鑿巖階段礦房法：礦體厚度小于15 m，其礦房沿礦體走向布置，礦房長50 m，寬度為礦體水平厚度，高度為階段高50 m。礦體厚度大于15 m，礦房垂直礦體走向布置，每個礦塊長100 m，分為三個礦房和三個礦柱，礦房寬25 m（有-個礦房寬度為26 m），間柱寬8m。礦房頂底柱高6 m，礦房內設4個分段，分段高度11.5 m，采用電耙出礦底部結構高1l m，YGZ-90型鉆機鑿巖，中深孔落礦，用電耙出礦，電耙效率15萬 a。

VCR法鑿巖分段高度50 m，階段出礦高度100 m。優點是使用下向深孔或大孔穿爆，鏟運機出礦，裝備水平高，生產能力大；采、填各自作業，彼此沒有交集，生產能力提升；爆破后掉下的巖石可以固定充填的部分，并且數量很多，對操作技術要求很低，工作效率高；促進了鐵礦生產數量的更大提升。由于A礦的礦產量較高，整個礦體的形狀比較平整，礦體的巖石也相對牢靠，所以可以利用VCR法，也就是深孔大口徑球狀藥包垂直落礦階段空場采礦法進行開采。這種辦法對操作技術的要求不高，鐵礦的產量能明顯增加，前期投入也較少。

1.2.2 VCR礦房參數

垂直礦體走向布置階段空場嗣后充填采礦法礦塊構成要素：礦塊高度100 m，礦塊長度50 m（礦體厚度），礦塊寬度20 m，鑿巖中段高度50 m。

沿礦體走向布置階段空場嗣后充填采礦法礦塊構成要素：礦塊高度100 m，步采礦塊長度40（30-50） m，二步采礦塊長度80（40-90） m，鑿巖中段高度50 m。

1.2.3 裝藥與爆破

漏斗爆破使用的炸藥包為球狀或似球狀。巖石破碎機理的研究表明，球狀或似球狀藥包的效果最佳，在實際工作中，要將-個球狀藥包放在-個柱狀炮孔內是不現實的。因此，所謂球狀藥包是指長徑比為4∶1或更小至不超過6∶1的藥包。對直徑165 mm的炮孔來說，直徑165 mm，長1 m的藥包也是-個球狀藥包。

在進行爆破操作的時候，制定了幾種不同的計劃以方便選擇和應對突發情況。操作時，測量空洞的深度、裝塞子、給藥、將雷管放到指定位置，這些步驟要按照要求仔細操作，在切頂層上實行爆破。

分層裝藥通常運用在回采頂柱上，其將產生的硫化物粉塵對此項操作影響不大。

2 VCR采礦法的利弊

VCR采礦法主要優點：（1）勞動生產率高，所需采場較少；（2）人力少，采礦成本低；（3）采礦作業循環中無非生產性間歇；（4）作業安全，因工作是在采場外進行；（5）地層控制得到改善，推進速度較快；（6）可用來回采礦房和礦柱，礦山只需采用-種采礦方法。

VCR采礦法存在的缺點：（1）開拓采準費用高；（2）工程控制要求高；（3）品位控制靈括性較差；（4）不適用于細脈礦床。

3 結論

雖然VCR采礦法優缺點共存，但可以明顯地看出VCR采礦法利大于弊，尤其是伴隨著礦山高機械化、高自動化以及高階段大直徑深孔技術的不斷發展，VCR采礦法的優勢會越來越明顯的體現出來，而大參數、高機械化、高自動化以及連續出礦，也必將成為VCR采礦法必然的發展趨勢。

參考文獻

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