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[摘 要]文章简单介绍了什么是VCR采矿方法。同时对VCR采矿方法的基本原理、爆破参数及工艺流程进行了全面、细致的阐述。通过凡口铅锌矿最近几年对VCR采矿方法的应用与实践，对VCR采矿方法的优缺点进行了总结，同时提出了对VCR采矿方法的一些优化。
[关键词]VCR采矿方法；爆破设计；侧向爆破；爆破工艺；球状药包
中图分类号：TD23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）17-0011-01
1、前言
垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法（V.C.R法）是以大直径垂直深孔球状药包落矿为主要工艺特点的高效率、安全、经济的空场采矿法。它综合应用了大直径深孔凿岩装备、球状（柱状）药包爆破理论和大型无轨出矿设备等新技术、新工艺的成就。该法采用高威力、高爆速、低感度的柱状炸药，利用倒置爆破漏斗原理由下而上进行逐层爆破。由于该法具有安全性好、劳动强度低、生产效率高、爆破成本低的优点， 1982年在凡口铅锌矿试验成功后并推广应用至今。近年来随着凡口铅锌矿年产18万吨铅锌金属技改项目的实现，凡口铅锌矿2011～2013年期间平均每年井下同时开采的VCR法采场约有15～20个，安全采下原矿石量约为50万吨，大大提高了凡口铅锌矿的生产效率。
2、VCR采矿法
2.1 采场状况
该法是在矿块的上部水平经掘进、切采，薄压后形成供凿岩作业用的凿岩上部硐室或巷道，采用大直径潜孔钻机（或牙轮钻机）钻凿下向中深孔，直至矿块下部的受矿硐室，然后从炮孔的下部采用柱状药包漏斗爆破的方法，自下而上分层爆破，直至矿块的上部硐室为止。崩落的矿石从下部出矿巷道采用无轨运输设备运出。为了控制钻眼的倾斜率在1%以内，凡口铅锌矿的VCR法采场高度一般控制在在20～40m左右，个别采场当矿体厚度超过40m时，则一般设置双硐室结构（在矿体中部再设置一个上部硐室，回采时先回采下半部分矿体，充填后再回采上部分矿体）。采场宽度为8-12m。上部凿岩硐室高度为3.6m（适用Roc-306型钻机）。下部硐室高2.5-3.5m，采用无漏斗底部结构，下部硐室连接出矿进路，铲运机出矿。
2.2 爆破设计
采场爆破自下而上分层进行。先进行拉槽，经过多次拉槽爆破到一定高度，形成足够的补偿空间后，再进行破顶爆破，破顶爆破后再进行数次侧向爆破完成采场的全部回采。
采场分次爆破示意如图1：
（1）炮孔参数：根据凡口铅锌矿的经验及试验数据，侧爆区孔网参数采用（2.0-2.4）mx（2.0-2.4）m（孔距x排距）。孔网参数根据矿石的坚固性做疏密调整。采场一般设置一个通风天井，若采场有天井，则拉槽时以采场天井作为拉槽自由面；若采场无天井，则通常在拉槽区中心设计4个D=165mm的空孔（不装药孔）作为爆破补偿孔。
（2）拉槽爆破。拉槽区每次爆破药量在1000kg左右，装药1-3层，每层装2～3条药（药卷规格：药卷直径90mm，长670mm，重5kg）每次拉槽高度在2.5-6.5m。若采用多层装药，则采用空气间隔装药并同时进行孔内和孔间微差爆破，孔内每层插入“双雷管导爆索”起爆，层与层之间用0.6～1.5m河沙或竹筒隔开。各拉槽孔由下而上分层起爆，第一层药先起爆，待所有拉槽孔第一层炸药全部爆完后第二层炸药才爆，每层又围绕空孔扩槽以形成槽腔。孔内引出的导爆管绑扎后用电雷管引爆。
（3）破顶爆破。经过多次拉槽后，矿体厚度逐渐变小，为确保上部铜室设备行走和人员作业安全，必须保留一定的安全作业厚度，一般为l0m，最后一次爆破破穿上部硐室。装药结构和孔内起爆方式与拉槽爆破一样。
（4）侧向爆破。破顶完后对采场剩余矿体进行侧向爆破。侧向爆破炮孔采用间隔装药，每层药包之间用河沙或竹筒隔开。由于侧向爆破时每孔多层装药，药柱较长，装药较多，一般用“双雷管加双导爆索”起爆，孔内用两条导爆索贯穿各层炸药，孔外连接两发同段雷管引爆。侧向爆破时边孔要求滞后一段，并适当减小装药量，以减少爆破对边界的破坏，同时预防前排边孔来炮效果不好时导致后排边孔抵抗线过大。孔内引出的导爆管用电雷管起爆。
2.3 爆破工艺
主要工艺有测孔、堵孔、装药和起爆。每次爆破为一循环工序。
（1）测孔。常见是用一根长160 mm、直径25mm的胶皮管，系于带有刻数的测绳上来测量孔深，便可绘制出每次爆破后顶板曲线形状和下部硐室补偿空间的高度。每循环要进行爆前和爆后两次测孔，并以此实测孔深做为爆破设计依据。
（2）堵孔。装药前需将通孔堵严，常见堵孔是采用水泥胶皮塞堵孔。堵孔塞至孔底的深度0.8～1.3m。
（3）装药。每条柱状乳化炸药包的长度为670mm，重量为5kg。每条炸药用塑料袋包装，并带有吊环。装药时将两发毫秒延期导爆管雷管插入一条柱状药包并同时插入一条导爆索作为起爆药包，每一层装一条起爆药。药包加工好后按设计要求用尼龙绳吊装送进炮孔内。药包上部填砂2.0m并堵一水袋，保证爆破质量。
3、优点总结
凡口铅锌矿采用VCR采矿方法，大大减轻了工人的劳动强度，提高了地下作业的安全性及劳动生产效率，节约了生产成本，为凡口铅锌矿的安全高效生产奠定了基础。凡口铅锌矿在VCR采矿方法中运用“双雷管加双导爆索”起爆方式，在发生雷管拒炮时也能确保导爆索顺利起爆，大大减少了盲残炮的发生率。在孔内及孔间采用间隔装药，减小了线装药密度及炸药单耗，确保爆破后块度均匀，有效地防止了爆破后矿堆过粉，加快铲出矿速度。
4、缺点及优化
VCR采矿方法在凡口铅锌矿应用并推广至今，取得了不少成绩。但是VCR法一次爆破炸药量大，爆破冲击波及爆破地震大，对间柱采场矿体的坡坏比较大，常常容易导致采场边帮大面积垮落，加大间柱采场断层及裂隙带，加大间柱采场的回采难度。
针对VCR采矿方法的缺点，提出对采场边帮眼采用小直径中深孔空气间隔不耦合装药，并同时减小边孔距，进一步减小线装药密度，采用似光面爆破法起爆，控制好采场边帮窿形及平整度。减少爆破对间柱的破坏，保证二步骤回采间柱的安全。
参考文献
[1] 王青，史维祥国.采矿学[M].北京.冶金工业出版社.2001.
[2] 赵金三.小孔径深孔采矿法在凡口矿的试验[J].凡口科技.2001.
[3] 黄天福.大直径深孔采矿法在凡口铅锌矿的应用[J].有色金属（增刊）.1998.
[4] 张向上[主编].矿业工程师实务全书.北京工业出版社.2002.
[关键词]VCR采矿方法；爆破设计；侧向爆破；爆破工艺；球状药包
中图分类号：TD23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）17-0011-01
1、前言
垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法（V.C.R法）是以大直径垂直深孔球状药包落矿为主要工艺特点的高效率、安全、经济的空场采矿法。它综合应用了大直径深孔凿岩装备、球状（柱状）药包爆破理论和大型无轨出矿设备等新技术、新工艺的成就。该法采用高威力、高爆速、低感度的柱状炸药，利用倒置爆破漏斗原理由下而上进行逐层爆破。由于该法具有安全性好、劳动强度低、生产效率高、爆破成本低的优点， 1982年在凡口铅锌矿试验成功后并推广应用至今。近年来随着凡口铅锌矿年产18万吨铅锌金属技改项目的实现，凡口铅锌矿2011～2013年期间平均每年井下同时开采的VCR法采场约有15～20个，安全采下原矿石量约为50万吨，大大提高了凡口铅锌矿的生产效率。
2、VCR采矿法
2.1 采场状况
该法是在矿块的上部水平经掘进、切采，薄压后形成供凿岩作业用的凿岩上部硐室或巷道，采用大直径潜孔钻机（或牙轮钻机）钻凿下向中深孔，直至矿块下部的受矿硐室，然后从炮孔的下部采用柱状药包漏斗爆破的方法，自下而上分层爆破，直至矿块的上部硐室为止。崩落的矿石从下部出矿巷道采用无轨运输设备运出。为了控制钻眼的倾斜率在1%以内，凡口铅锌矿的VCR法采场高度一般控制在在20～40m左右，个别采场当矿体厚度超过40m时，则一般设置双硐室结构（在矿体中部再设置一个上部硐室，回采时先回采下半部分矿体，充填后再回采上部分矿体）。采场宽度为8-12m。上部凿岩硐室高度为3.6m（适用Roc-306型钻机）。下部硐室高2.5-3.5m，采用无漏斗底部结构，下部硐室连接出矿进路，铲运机出矿。
2.2 爆破设计
采场爆破自下而上分层进行。先进行拉槽，经过多次拉槽爆破到一定高度，形成足够的补偿空间后，再进行破顶爆破，破顶爆破后再进行数次侧向爆破完成采场的全部回采。
采场分次爆破示意如图1：
（1）炮孔参数：根据凡口铅锌矿的经验及试验数据，侧爆区孔网参数采用（2.0-2.4）mx（2.0-2.4）m（孔距x排距）。孔网参数根据矿石的坚固性做疏密调整。采场一般设置一个通风天井，若采场有天井，则拉槽时以采场天井作为拉槽自由面；若采场无天井，则通常在拉槽区中心设计4个D=165mm的空孔（不装药孔）作为爆破补偿孔。
（2）拉槽爆破。拉槽区每次爆破药量在1000kg左右，装药1-3层，每层装2～3条药（药卷规格：药卷直径90mm，长670mm，重5kg）每次拉槽高度在2.5-6.5m。若采用多层装药，则采用空气间隔装药并同时进行孔内和孔间微差爆破，孔内每层插入“双雷管导爆索”起爆，层与层之间用0.6～1.5m河沙或竹筒隔开。各拉槽孔由下而上分层起爆，第一层药先起爆，待所有拉槽孔第一层炸药全部爆完后第二层炸药才爆，每层又围绕空孔扩槽以形成槽腔。孔内引出的导爆管绑扎后用电雷管引爆。
（3）破顶爆破。经过多次拉槽后，矿体厚度逐渐变小，为确保上部铜室设备行走和人员作业安全，必须保留一定的安全作业厚度，一般为l0m，最后一次爆破破穿上部硐室。装药结构和孔内起爆方式与拉槽爆破一样。
（4）侧向爆破。破顶完后对采场剩余矿体进行侧向爆破。侧向爆破炮孔采用间隔装药，每层药包之间用河沙或竹筒隔开。由于侧向爆破时每孔多层装药，药柱较长，装药较多，一般用“双雷管加双导爆索”起爆，孔内用两条导爆索贯穿各层炸药，孔外连接两发同段雷管引爆。侧向爆破时边孔要求滞后一段，并适当减小装药量，以减少爆破对边界的破坏，同时预防前排边孔来炮效果不好时导致后排边孔抵抗线过大。孔内引出的导爆管用电雷管起爆。
2.3 爆破工艺
主要工艺有测孔、堵孔、装药和起爆。每次爆破为一循环工序。
（1）测孔。常见是用一根长160 mm、直径25mm的胶皮管，系于带有刻数的测绳上来测量孔深，便可绘制出每次爆破后顶板曲线形状和下部硐室补偿空间的高度。每循环要进行爆前和爆后两次测孔，并以此实测孔深做为爆破设计依据。
（2）堵孔。装药前需将通孔堵严，常见堵孔是采用水泥胶皮塞堵孔。堵孔塞至孔底的深度0.8～1.3m。
（3）装药。每条柱状乳化炸药包的长度为670mm，重量为5kg。每条炸药用塑料袋包装，并带有吊环。装药时将两发毫秒延期导爆管雷管插入一条柱状药包并同时插入一条导爆索作为起爆药包，每一层装一条起爆药。药包加工好后按设计要求用尼龙绳吊装送进炮孔内。药包上部填砂2.0m并堵一水袋，保证爆破质量。
3、优点总结
凡口铅锌矿采用VCR采矿方法，大大减轻了工人的劳动强度，提高了地下作业的安全性及劳动生产效率，节约了生产成本，为凡口铅锌矿的安全高效生产奠定了基础。凡口铅锌矿在VCR采矿方法中运用“双雷管加双导爆索”起爆方式，在发生雷管拒炮时也能确保导爆索顺利起爆，大大减少了盲残炮的发生率。在孔内及孔间采用间隔装药，减小了线装药密度及炸药单耗，确保爆破后块度均匀，有效地防止了爆破后矿堆过粉，加快铲出矿速度。
4、缺点及优化
VCR采矿方法在凡口铅锌矿应用并推广至今，取得了不少成绩。但是VCR法一次爆破炸药量大，爆破冲击波及爆破地震大，对间柱采场矿体的坡坏比较大，常常容易导致采场边帮大面积垮落，加大间柱采场断层及裂隙带，加大间柱采场的回采难度。
针对VCR采矿方法的缺点，提出对采场边帮眼采用小直径中深孔空气间隔不耦合装药，并同时减小边孔距，进一步减小线装药密度，采用似光面爆破法起爆，控制好采场边帮窿形及平整度。减少爆破对间柱的破坏，保证二步骤回采间柱的安全。
参考文献
[1] 王青，史维祥国.采矿学[M].北京.冶金工业出版社.2001.
[2] 赵金三.小孔径深孔采矿法在凡口矿的试验[J].凡口科技.2001.
[3] 黄天福.大直径深孔采矿法在凡口铅锌矿的应用[J].有色金属（增刊）.1998.
[4] 张向上[主编].矿业工程师实务全书.北京工业出版社.2002.