一次成井技術在VCR采礦法中的研究與應用

高圣棋

摘 要 VCR采礦法在底部拉底爆破中必須施工切割天井提供爆破補償空間，為保證一次成井爆破成功率，解決爆破補償空間不足的問題，針對VCR采礦法上部及底部均布置鑿巖硐室（巷道）的特點，提出了上部深孔與底部中深孔相輔的布孔施工方案。由大直徑深孔提供補償空間，經中深孔裝藥爆破，使用該方案增加了一次成井爆破成功率，值得在使用該采礦方法的礦山推廣。

關健詞 中深孔爆破 切割天井 一次成井 爆破設計 VCR采礦法

1前言

近年來，越來越多的礦山企業開始使用中深孔一次爆破成井技術，該方法相較于普通法等其他方法具有安全性好、工期短、人工少等優點，目前現有的一次成井爆破施工，通常使用上向中深孔，布孔數量較多，對布孔、鑿巖精度要求較大。如若受操作人員或現場環境等因素影響，在炮孔定位、鉆鑿施工時出現誤差，易造成炮孔偏斜、穿孔等問題，影響爆破效果，導致天井凈深度不滿足設計要求，爆破后難以返工補孔，這樣必然會延誤工期、增加人工、材料成本。而對于使用VCR采礦法的礦山，拉底爆破使用的切割天井一般為小斷面、凈深小于12m的短盲天井，為解決各類問題，增加一次成井爆破成功率，設計了一種適用于VCR采礦法的一次成井爆破施工方案。

2施工工藝

該方案一次成井工藝主要包含爆破設計、炮孔敷設、鑿巖、裝藥爆破等環節，而爆破設計、鉆孔及裝藥爆破質量是中深孔爆破一次成井能否實現的關鍵性因素。該方案施工工藝主要是基于VCR采礦法上部及底部均布置鑿巖硐室（巷道）的特點，進而采用上向中深孔（Φ70mm）與下向深孔（Φ165mm）相結合的方式進行布孔。

2.1爆破設計

爆破炮孔由上部鑿巖硐室鉆鑿的下向深孔（Φ165mm）及下部鑿巖巷道鉆鑿的上向中深孔（Φ70mm）兩部分組成，其中上向中深孔18個、下向深孔9個（含4個擴井孔），拉底高度為12m，需切割井凈深達到8.4m。為保證爆破補償空間，掏槽孔布孔采用“直孔桶型掏槽”的方案，按照圓形的方式間隔布置若干個裝藥孔以及不裝藥的補償孔，以1個炮孔（Φ165mm）為中心，掏槽孔內圈周邊環繞4個炮孔，外圈孔6個炮孔，內圈孔距中心孔250mm，外圈孔距中心孔450mm，見圖1所示，爆破時，首爆孔（a b c d）均以其中心的空孔為自由面進行爆破，其余裝藥炮孔（e f g）各自附近的空孔和首爆孔爆破出的空間以及輔助空孔為自由面進行掏槽爆破，見圖1所示。這種掏槽方式所需炮孔數量相對較多，但這種掏槽方式對炮孔直徑大小及位置精度要求較低，施工最為方便。

周邊孔、輔助孔為上向孔與下向孔聯合布置，其中上向中深孔（Φ70mm）與下向深孔（Φ165mm）各設置8個（含4個下向擴井孔），最終切割井成型為2m*2m矩形天井。詳細見圖2。

2.2鉆孔鑿巖

深孔鑿巖采用T-150鉆機鉆鑿下向深孔，炮孔直徑165mm，鉆透至底部受礦巷道。布孔參數及切割井參數參照爆破炮孔設計。中深孔鑿巖使用YGZ90導軌回轉鑿巖鉆機鉆鑿上向φ70mm豎直炮孔，孔深10m，掏槽孔超深1m。根據測量給出排位線和中心點擺放鉆機。施工前首先對現場進行強制通風、灑水降塵、浮石檢撬，然后對底板進行平整。鉆機定位應準確無誤，鉆孔角度嚴格按設計要求施工，以保證施工質量。中深孔及深孔施工質量要求見表1。

2.3裝藥爆破

切割天井爆破采用顆粒狀銨油炸藥，由采場底部使用BQF-100裝藥器配套裝藥器專用半導體防靜電輸藥膠管壓氣裝藥。采用非電毫秒導爆管雷管配備特制起爆彈孔底反向孔底起爆。起爆藥采用聚乙烯塑料起爆彈殼填塞粘性顆粒炸藥，配兩發同段別非電毫秒微差導爆管雷管，放入導爆管槽內，用炮棍送入孔底，采用BQF-100型裝藥器連續裝藥，確保裝藥密實。裝藥后用炮泥堵塞，堵塞長度不得少于25公分。爆破裝藥結構見表2。

爆破采用非電毫秒微差導爆管雷管復式起爆，起爆順序：1段、2段、3段…依次起爆，導爆管連結必須采用正向連結。主線聯結完畢后，作好爆破工作面材料的回收，在技術人員檢查聯線并確認無誤后，將起爆主線由爆破工作面經下盤沿脈引至預先設置的起爆箱位置。起爆前首先與井口取得聯系，檢查起爆線路是否暢通。待檢查完成并切斷電源后連接起爆器至起爆線路。引爆地點設置在井口，由專門爆破人員負責起爆。

一次成井爆破設計藥量為顆粒狀銨油炸藥587kg，最高單響藥量為148kg。

2.4深孔擴井

中深孔一次成井爆破后查驗切割井凈深，若高度不滿足拉底需求，則利用上部深孔炮孔對切割井進行擴井爆破。裝藥均采用人工裝藥，將導爆索綁扎在起爆藥包中上部，通過掛鉤掛于吊繩上吊裝至孔內，其余藥包依次吊裝。采用普通乳化油球狀藥包爆破，裝藥結構采用耦合連續裝藥。單孔裝藥量為30～45kg，藥包長徑比≤6：1的方式，藥包下部采用河砂或巖粉堵塞，堵塞長度0.4m～0.7m，藥包上部采用細粒巖粉、河砂聯合堵塞，堵塞長度0.5m～0.8m。進行數次爆破直至切割井深度滿足拉底高度設計要求為止。

3工程成果

經多次實踐，切割井爆破效果均良好。實測成井凈高9.2m～9.7m，天井高度及斷面均滿足設計要求，爆破礦石塊度適中，所成天井見圖3所示。爆破采用微差爆破，合理的延期時間和起爆順序，減少了單響藥量，同時也充分利用了每段爆破沖擊波的功效。圍巖爆破震動及爆轟波破壞較小，保證了天井附近其他中深孔的完整性。

本方法在施工中采用雙向布孔的方法，既降低了一次成井爆破對于炮孔鉆鑿精度的要求，也保證了天井爆破質量，為天井一次成井爆破上了雙重保險，增加了爆破成功率。適用于地下礦山VCR法采礦拉底爆破切割天井的爆破施工。

參考文獻

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