VCR采矿施工罗河铁矿副本解读.docx

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VCR采矿施工罗河铁矿副本解读

垂直深孔落矿阶段矿房法（VCR法）

施工方案

湖南涟邵建设工程（集团）有限责任公司

前言1

1.地质概况3

2.矿块布置4

3.采场结构参数5

4.工艺原理5

5.工艺流程及操作要点5

5.1施工工艺流程5

5.2操作要点6

6.材料与设备16

7.质量控制17

7.1工程质量控制标准17

7.2质量保证措施18

8.安全措施19

前言

罗河铁矿床是由大型高磷高硫含钒磁铁矿及大型硫铁矿、大型石膏矿组成的多种隐伏矿床，主要采用垂直深孔阶段空场嗣后充填采矿方法（VCR法）和中深孔分段空场嗣后充填采矿方法回采，VCR法占回采量的75%。

随着新型潜孔钻机的发展以及大型无轨设备的应用，垂直深孔落矿阶段矿房法与其它采矿方法相比，以作业环境安全、劳动效率高、工程成本低、矿房回采速度快及出矿能力大且连续、集中等优点，逐渐成为国内采矿业的主流采矿方法。

我公司施工中采用的井下无轨设备主要采用阿特拉斯（ATLAS）的ST系列铲运机、BOOMER系列凿岩台车、SIMBA系列中深孔台车，也有国产的JCCY、ACY和WJ系列铲运机，具备熟练操作和维修上述无轨设备人员近百余人。

在实际生产过程中，我公司ST-1030铲运机效率达到年出矿45万吨、Boomer281达到年掘进3600米（最高月产量400米）、SimbaH1354年中深孔量8万米（月产量8000米）。

如果由我公司承担罗河铁矿2012年完成两个矿房的拉底回采任务，需配置的中深孔凿岩台车SimbaH1354、平巷凿岩台车BOOMER281设备可以立即进场作业；如果下一步由我公司承担年回采矿石任务200万吨，将配置深孔凿岩台车4台，中深孔SimbaH1354设备1台、平巷凿岩台车Boomer281设备2台，6m3铲运机4台。

以我公司所具备的技术、机械化的装备、多年积累的施工经验及管理能力，完全可以在产量、质量、安全与工期上达到贵公司要求。

我公司从2001年起先后通过了ISO14001：

2000（2004）质量保证体系、GB/T28001-2001职业健康安全体系和ISO14001：

2004环境管理体系三证的认证，并以此为基础进行全面质量控制与HSE的管理工作，将PDCA全面质量管理原理运用于采矿生产中，将事故树和生物钟法则运用于安全隐患预测分析和控制中，使项目施工的全过程，做到“精心组织、统筹安排、安全高效、文明施工”。

垂直深孔落矿阶段矿房法（VCR法）施工方案

1.地质概况

罗河铁矿矿体埋藏在-382～-846m标高，东浅西深，距地表深度最浅425m，最深856m。

总趋势为纵向上向南西倾状，倾伏角3°～12°。

横向上大致呈一穹状。

I号矿体为本矿床规模最大的矿体，水平投影呈近似椭圆形，长轴呈北东东向延伸。

平均长轴1911m，短轴平宽1099m。

矿体形态为似层状～透镜状，分枝复合现象频繁，矿体倾角10°。

最小厚度2.03m，最大141.68m，平均59.66m。

Ⅱ号矿体为矿体最下部的矿体，矿体呈半环状，开口于南东部，中部为无矿带。

环边长度北部1163m，南部636m，西部938m。

矿体为透镜状，似层状，倾角10°，最小厚度2m，最大厚度84.19m，平均21.61m。

矿岩物理力学性质：

1、矿石体重：

磁铁矿3.69t/m3；

黄铁矿3.19t/m3；

2、岩石：

2.89t/m3。

3、松散系数：

矿石1.5；

岩石1.5。

4、普氏硬度系数：

矿石12～16

岩石8～14。

5、近矿围岩及夹石含矿率：

14.55%。

2.矿块布置

阶段划分：

东区划分为二个阶段回采，分别是-560m阶段和-620m阶段。

-560m阶段运输水平已经形成，首采-560m阶段。

沿南北向每90m布置1条盘区联络巷。

盘区联络巷布置矿柱中，矿柱宽度18m，两盘区联络巷矿柱外即为采场，沿南北向布置。

根据-560m、-545m、-455m中段划分，出矿水平确定为-540m水平，凿岩水平为-455m水平，采场最大高度85m。

需要说明的是，高度大于60m以上的采场比例不大。

盘区内划分一步采场和二步采场。

一步采场在初期隔三采一，后期隔一采一。

一步采场根据矿体稳固性情况可一次回采，也可分两次回采，二步采场分两次回采，即二步采场回采长度为36m。

3.采场结构参数

采场结构参数：

沿南北向布置，矿房、矿柱均为长度72m，宽度18m，采场最大高度85m。

4.工艺原理

中深孔拉底形成底部出矿堑沟及补偿空间、上部深孔钻凿结束后，以利文斯顿爆破漏斗原理为基础，充分利用球状药包爆破特点，采用小断面掏槽与倒梯段侧向崩矿相结合的留矿爆破回采工艺：

VCR法爆破形成竖向切割槽；然后以切割槽形成的侧向自由面及中深孔拉底形成的下向自由面，进行分段崩矿；通过控制侧向崩矿的分段段高和崩矿步距来控制爆破规模，从而按设计将采场爆成沿采场宽度和长度方向略呈倒阶梯形。

同时矿房底部适量出矿以满足下次爆破所需空间和底部结构安全，以此确保采场稳定性，保护底部结构。

5.工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

上部凿岩硐室施工

底部中孔拉底施工

下部采准、切割巷道施工

上部深孔施工

VCR小断面掏槽

倒梯段侧向崩矿

边排孔、破顶爆破

矿房集中连续出矿

5.2操作要点

5.2.1矿房底部采准、切割巷道施工

主要有受矿巷、出矿巷及出矿进路、切割巷及切割天井施工，首先完成受矿巷、出矿巷的掘进工作，随后根据受矿巷、出矿巷所揭露的矿体形态布置出矿进路、切割巷，最后进行切割天井的施工。

（矿房下部采准、切割布置示意图见5.2.1-1）。

矿房底部采准、切割巷道施工要求：

1.出矿巷、受矿巷必须掘出矿体20m以上，确保后续生产需要。

2.出矿进路应保证在受矿巷内均匀错口布置，以便能最大限度出矿，降低矿石损失。

3.切割巷尽可能布置于矿房中部，确保中深孔拉底效果。

4.切割井采用反井钻机掘出直径1.2米的天井，然后扩大，规格要确保达到设计要求，以保证中深孔拉槽效果。

5.及时完善采区通风系统，确保具备良好的通风条件。

5.2.2矿房顶部凿岩硐室、底部中孔拉底施工

及时进行矿房顶部凿岩硐室、矿房联巷以及其它巷道施工，同时相继完成底部中深孔（φ76mm）施工及拉底爆破工作，形成底部结构及补偿空间。

垂直扇形中深孔布置见图5.2.2-1，中深孔拉槽炮孔布置见图5.2.2-2，中深孔起爆网络示意图见图5.2.2-3。

矿房顶部凿岩硐室、底部中深孔拉底施工要求：

1.由于矿房顶部凿岩硐室断面较大，要密切关注凿岩硐室围岩变化情况，必要时及时进行锚喷、锚网喷或锚索支护。

2.凿岩硐室掘进宽度应比矿房回采宽度超宽1m，沿硐室中线每侧超宽0.5m，确保凿岩设备的操作空间；矿房长度应根据揭露矿体实际情况而定。

3.矿房底部中深孔拉底施工应根据矿体实际倾角，在上盘适当舍弃2~4排中深孔不施工，在下盘适当多布置2~4排中深孔，以降低矿石贫化率及损失率。

4.矿房拉底爆破期间及时进行出矿工作，确保拉底爆破所需空间，以保证拉底爆破效果达到设计要求。

5.2.3矿房深孔施工

炮孔设计前应结合类似矿山成功的经验现场进行漏斗爆破试验，从而确定合理孔距、排距及倾角。

确定炮孔设计参数后，施放炮孔位置，采场凿岩采用simba364或CK150D型环形潜孔钻机进行下向凿岩施工，孔径φ165mm，垂直平行排列，偏斜率不超过1%；靠近上盘位置可适当布置几排倾斜孔。

深孔布置见图5.2.3-1。

5.2.4VCR小断面掏槽、倒梯段侧向崩矿、边排孔、破顶爆破

深孔施工完毕后即可开始回采爆破作业，回采作业依次为小断面掏槽爆破、倒梯段侧向崩矿、边排孔爆破及破顶爆破。

期间底部适量出矿配合回采工作，每次爆破后出矿量应控制在落矿量的40%左右，确保爆破所需补偿空间的同时减弱采场爆破对矿岩稳定性及底部结构的破坏，从而保证回采过程中采场的稳定。

回采爆破施工流程：

起爆

联线

装药

堵孔

测孔

5.2.4.1测孔

深孔爆破所受夹制较大，易产生堵孔、孔底葫芦等现象，掏槽爆破尤为突出。

所以必须在每次爆破前认真测孔，收集孔深、孔底表面形状及底部补偿空间等资料，为后续爆破设计提供有效的基础数据。

测孔采用测绳、胶皮管、皮尺等，测绳系于胶皮管上，将其下放于孔内至孔底后，读出数据从而测出孔底高度、爆堆高度，检查多分层药包和填砂高度，仔细对比分析并详细记录在案，借以绘制分层崩落等高线图，保证爆破过程的可溯性。

5.2.4.2堵孔

堵孔作业时，铁丝绑扎混凝土塞中心处的吊环，下放混凝土塞至孔底以上0.2m~0.4m区间处进行固定，随后向孔内填河砂或岩粉0.4m~0.7m厚即可。

5.2.4.3装药

装药均采用人工装药，将导爆索绑扎在起爆药包中上部，通过挂钩挂于吊绳上吊装至孔内，其余药包依次吊装。

1.VCR小断面掏槽装药结构

VCR法小断面掏槽采用普通乳化油球状药包爆破，单孔装药量为30-45kg，药包长径比≤6:

1方式，孔数11~18个，掏槽面积30m2~40m2，分层爆破高度2.5m~3.0m。

掏槽区设在矿房中心区域，最大单响药量控制在150㎏以内，药包中心埋置深度为1.6m~2m；药包下部采用河砂或岩粉堵塞，堵塞长度0.4m~0.7m，药包上部采用细粒岩粉、河砂联合堵塞，堵塞长度0.5m~0.8m，保证掏槽爆破质量，提高采场掏槽效率。

VCR小断面掏槽装药结构见图5.2.4.3-1。

2.倒梯段侧向崩矿装药结构

VCR小区掏槽16m~20m高后，即可开始倒梯段侧向崩矿。

倒梯段侧向崩矿采用小抵抗线大孔距布孔方式，每次区域爆破炮孔4~6排，崩矿步距10m~18m；侧向崩矿分段高度10m~12m，崩矿量每次在7000t—14000t，最大单响药量控制在600㎏以内；装药结构采用多层球状药包空气间隔装药，分层装药量为25kg~36kg，最下层药包埋置深度1.6m~2.0m，下部用岩粉堵塞，堵塞长度为0.5m~0.8m，层间空气间隔长度1.2m~1.5m，最上层药包堵塞料为岩粉或河砂，堵塞长度1.2m~1.4m。

相邻炮孔药包交错布置，提高爆破效果。

倒梯段侧向崩矿装药结构见图5.2.4.3-2。

3.边排孔爆破、破顶爆破装药结构

为控制矿房回采边界和避免矿柱片帮垮落，边排孔（矿房边界左右两侧孔）在中间孔回采结束后单独爆破，或采用毫秒延期雷管滞后爆破。

在一步骤回采矿房时，边排孔采用光面爆破，孔间距一般为2.0m*2.0m，边孔至采场边界0.5m；当二步骤回采矿柱时，矿柱两侧为充填体，矿柱的布孔原则是保护两侧的充填体，尽量减少爆破规模过大所引起的充填体的垮落。

边排孔采用2.m*2.0m的布孔参数，实行加强松爆破，边孔距充填体边界1.7m。

两个步骤的回采边排孔爆破采用球形药包空气间隔装药，同段起爆；分层装药量18㎏，空气间隔1.0m。

破顶层高度为8m~12m，全断面破顶；破顶爆破采用控制破顶爆破技术，即在破顶前的掏槽爆破中主爆破药包上面适量填砂后，外加上一个9㎏控顶药包。

随后自切割槽向上、下盘方向进行破顶爆破作业，上、下盘每次破顶爆破排数在8排以内；装药结构与倒梯段侧向崩矿相同。

5.2.4.4联线

采场爆破起爆系统是将孔内双根导爆索与孔口非电毫秒延时导爆管、雷管依次联结起来；采场爆破起爆顺序如下：

1.VCR小断面掏槽爆破中心孔采用1段延时，其余各孔以同心圆或菱形对角方式依次起爆；掏槽中心孔与边孔间微差间隔时间为75ms~100ms，边孔间微差间隔25ms~50ms。

VCR小断面掏槽爆破段位布置示意图见图5.2.4.4-1。

2.倒梯段侧向崩矿、破顶爆破为采场中间