VCR法爆破成井在金源公司的试验应用

顾宝华，苗 丁

(河南金源黄金矿业有限责任公司， 河南 嵩县 471400)

0 前 言

河南金源黄金矿业有限责任公司是由中国黄金集团公司控股的大型黄金矿山企业，是在原河南省嵩县祁雨沟金矿的基础上组建的股份制黄金生产企业。该矿于1976年建成投产，为采选联合企业，1997年矿山改制成立股份制企业,经过多次改、扩建，采选生产规模扩大至3000 t/d。

公司主采矿区为祁雨沟矿区，祁雨沟矿区开采主要对象是矿区J4角砾岩体，过去一直采用空场采矿法开采,且留下大量采空区未处理。改扩建后J4矿体采矿方法变为无底柱分段崩落法，生产过程中许多采矿进路布置在原有空区顶部，部分空区顶板厚度小于10 m，为保证安全,需在空区顶板施工溜井对空区进行处理；同时根据采矿方法设计，上、下分段间距15 m，分段之间需要施工行人井、溜井、通风井、切割井，天井等工程。在这种情况下，需要一种安全、高效的天井施工来满足生产需要。

1 试验方案

VCR法爆破成井的理论基础是利文斯顿爆破漏斗理论[1]，以天井下部空间为自由面，通过球形药包爆破形成爆破漏斗，而后以爆破漏斗为自由面爆破形成天井。天井爆破炮孔布置如图1所示。

布一个中心孔，4个周围孔，中心空与边孔距离为a[2]：

a=(0.58～0.7)×13.7d

式中，d为炮孔直径，m。

炮孔采用YQ-100型潜孔钻机施工，孔径100 mm，计算得出孔距a=0.79～0.95 m，考虑炮孔偏斜等因素，取a=0.7 m。

图1 炮孔布置

图2 炮孔装药结构

爆破采用毫秒差非电导爆管微差爆破，中心孔1段，周边孔3段，炸药使用当地炸药厂生产的岩石粉状乳化炸药，规格：25 kg/袋，密度0.85～1.05 g/cm3。装药时炮孔下部填渣0.3～0.5 m，装药长度0.9 m，炸药上部填渣1.0～1.2 m。装药结构见图2。

2 应用效果

试验以J4-430-201采空区顶板充填井(见图3)，以及J4-0线-415至430通风井(见图4)为试验对象。J4-430-201采空区顶板厚度约6 m厚，为避免空区顶板冒落需要在顶板施工一条充填井对空区进行充填处理，普通法施工出渣困难且存在安全隐患。J4-0线-415至430通风井为探矿工程通风井，深度约10 m，此处急需解决通风困难问题,但公司缺少天井炮工及天井吊罐卷扬工。

图3 J4-430-201充填井剖面

图4 J4-0线-415至430通风井

充填井炮孔由上部向下施工，通风井由下往上施工炮孔。每次爆破前首先用测绳测量炮孔实际孔深，然后对炮孔下部进行堵塞，用细铁丝系牢堵头(堵头为预制水泥块，圆柱形直径8 cm，高度10 cm，制作时上部嵌入铁丝呈钩状)，将堵头下放到炮孔下部孔口位置，用碎渣(或沙石)将炮孔下部填实。中心孔下部填塞深度0.3～0.5 m，边孔填塞深度高于中心孔0.2～0.3 m。炮孔下部填塞完毕之后,经检查无松动、漏渣现象，往孔内填装炸药，每孔装药长度0.9 m(约5 kg炸药)。装药约0.5 m时放入起爆药包，药包采用双发同段别导爆管连接以保证正常起爆。炸药填装完后上部填塞1.0～1.2 m深度的碎渣。正常情况下，每次装药填塞作业时间不超过2 h。

经过多次试验爆破，充填井及通风井均与上部水平施工贯通，每次爆破深度1.5～1.9 m，平均1.7 m，天井爆破后规格约1 m×1 m，形状规整，试验达到预期效果。

3 问题及处理方案

VCR法爆破成井在施工中容易出现以下两方面的问题。

(1) 炮孔偏斜。炮孔施工精度是中深孔爆破成井的基础，相比于平行深孔爆破成井，VCR法对炮孔精度的要求没有那么高。天井高度较短时，炮孔偏斜小基本不影响正常爆破，当高度较高时偏斜就比较明显。影响炮孔施工精度的因素较多，无法避免炮孔偏斜，只能尽量减少影响偏斜的因素。炮孔施工前，炮孔位置放点必须准确，保证起始施工质量；炮孔施工时尽量由上部向下部施工。

(2) 炮孔堵孔。使用药卷装药时，药卷与铁丝、导爆管以及孔壁相互摩擦影响易造成炮孔堵孔；装药时上部填渣太深、岩石偏软周边孔爆破时将中心孔挤实，也会造成堵孔。使用中深孔爆破常用散装炸药可以避免装药引起的堵孔；控制填渣深度可以避免上部碎渣堵孔。炮孔堵塞长度小于0.5 m时，可以按照正常程序进行装药爆破，炮孔堵塞长度较大时，需要使用钻机捅孔，或者在孔内灌水使用高压风管清孔(炮孔深度较浅时)。

参考文献：

[1]孙再东，李寿喜，彭建华．VCR法爆破参数选择与爆破漏斗试验[J]．长沙矿山研究院季刊，1984(4)：17-26.

[2]徐小荷，等.《采矿手册》第二卷[M].北京：冶金工程出版社，1990.