VCR法爆破快速成井的应用技术

30m超深孔VCR法一次成井研究与实践摘要：进行超深孔一次成井实验以取得深孔爆破一次成井的炮孔布置、钻孔施工、装药、起爆网络等工艺参数数据，为今后深部空区采用深孔爆破成井充填采空区提供强有力的技术支撑。

Abstract: the super deep hole first well experiment in order to obtain one deep-hole blasting as well as the blast hole arrangement, drilling, explosive, detonation network parameters data, for future deep space zone by deep hole blasting filling of mined area and provide a strong technical support.关键词：深孔爆破成井爆破参数Key words: deep hole blasting and blasting parameters1，概述由于八九十年代乡镇、集体、民营企业地下无序开采，洛阳栾川钼业集团股份有限公司露天开采境界内地下形成了千奇百怪的采空区。

地下采空区面积近2000万m3，且所有采空区均未进行任何处理，空区大小不一，重叠交错，给生产带来了极大隐患。

随着生产台阶的下降，采场内越来越多的深部超大型，极复杂多层复合空区将临近台阶面，严重的影响着安全生产。

因此，以前所采用的在满足顶板最小安全厚度的前提下深部崩落法来处理深部超大型，极复杂多层复合空区显然不太适合，只宜采用先充填后崩落的方法进行治理。

即对深部超大型，极复杂多层复合空区治理先采用次品矿充填空区，使次品矿支撑顶板与矿柱，提高顶板与矿柱稳定性，避免其塌陷而造成重大灾害；空区充填后，随着台阶的下降，再在合适的水平采用中深孔崩落法进行处理。

2.1,成井原理充分利用两个自由面，通过侧向爆破、VCR微差爆破和VCR抛掷爆破形成高17m的天井，具体为通过侧向爆破将充填井底部空区规格从2.3m×1.68m刷大为6m×6m，将17m 分5层，按自由面分为两类爆破，靠近底部空区的两层在侧向爆破将底部断面刷大为6m×6m规格后通过VCR微差爆破将碎渣抛向下部空区，靠近地表的两层通过VCR抛掷爆破将其上层碎渣抛向1366工作面，剩下的一层通过两层加强药包分别向下和向上爆破，向下的碎渣抛向下部空区，向上的碎渣向上抛，与其上层的碎渣相互作用，在整个天井贯通后，在重力作用下落到下部空区。

例谈VCR法与浅孔爆破结合施工技术VCR法爆破理论从上世纪八十年代国外引进我国后已有多年的研究，在矿山开采中已有技术比较成熟应用的实例，但在水利水电工程施工中应用并不多见，特别是在闸门井施工中则更为少见。

浙江钦寸水库工程亭输隧洞出口闸门井施工成功地采用了这一方法与浅孔爆破相结合的爆破施工工艺技术，其在施工安全、成本、进度、质量保障能力上优势非常明显。

1 工程概况与工程地质浙江钦寸水库工程主体水库库区坝址位于黄泽江中下游新昌县钦寸村，库区与输水隧洞所在区域为中低山区，为浙东盆地四明山區，隧洞穿越新昌、嵊州、奉化地区。

输水隧洞工程进水口位于坝址右侧，两个出口分别位于剡江支流晦溪下游亭下水库内以及亭下水库管理区附近。

亭输隧洞出水口位于亭下水库管理区和亭下水库距大坝约0.40km处。

闸门井（即竖井）位于亭下水库管理区内，设置于亭输桩号0+608m处，距离亭下湖水库大坝约400米。

闸门井开挖顶高程（即启闭机房的基础高程）102.5m，闸门井开挖底高程（即亭输隧洞底高程）59.5m，闸门井高约43米（含亭输隧洞高），开挖断面为5.2m×6.2m 的“凸”形。

闸门井位于岩塞段上游约130m处山路旁，基岩大都出露，山坡有少量坡积物和强风化岩石，厚度1m～2m，以下为弱风化岩石。

井深0m～20m以Ⅲ类围岩为主，K0=30～40MPa/cm，井深20m以下以Ⅱ类围岩为主，K0=50～60MPa/cm。

通过闸门井平台边仰坡刷方、井底平洞开挖后岩层揭露地质情况测定，其岩石岩性均为侏罗系上统九里坪组（J3j）流纹质凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩，岩体较完整；但在闸门井中心位置有一宽约50cm断层破碎带垂直贯穿。

2 施工方案闸门井开挖总体上分两步进行。

第一步：待进出水口平洞开挖贯通至闸门井井座段后，采用CL-120Y高风压露天潜孔钻在已做好锁口的闸门井部位自上而下钻导井孔（导井为圆形，直径为2.0 m），再自下而上反向爆破；第二步：利用导井溜渣，用手风钻自上而下先行扩挖，再采用预裂爆破将整个闸门井开挖成型。

垂直深孔落矿阶段矿房法（VCR法）施工工法1. 前言垂直深孔落矿阶段矿房法(Vertical Crater Retreat mining method)即VCR法是近二十几年来我国从国外引进的深部采矿法，随着新型潜孔钻机的发展和应用，VCR采矿法也被我国越来越多的矿山所采用。

经过不断实践总结及发展改进后已成为我国矿山生产中的一种高效、安全、低成本的较先进采矿方法。

草楼铁矿成功应用VCR采矿法（国内首次应用于金属矿山），取得了良好的经济效益和社会效益。

在实际应用中经过不断改进优化，形成了一套技术与管理相结合的较为成熟的施工方法。

2. 工法特点2.1 利用中深孔爆破矿房底部形成堑沟，结构简单、采切工作量小，采矿成本低。

2.2深孔钻凿施工和深孔爆破作业均在上部硐室内进行，作业安全。

2.3采场结构合理，凿岩效率高，爆破工艺先进，一次崩矿量大，采场生产能力和劳动生产率高。

2.4采用球形药包爆破，爆破效果好，矿石大块率低。

2.5回采过程中采用大型无轨出矿设备通过出矿进路出矿，出矿集中连续，机械化程度高，出矿能力大。

3. 适用范围适用于开采矿石和围岩中等以上稳固的厚和极厚矿体，倾斜至急倾斜中厚以上矿体，本法要求矿岩接触面比较规整。

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。

-350m中段4R溜井爆破设计1.地质概况4R溜井硐室开凿在-350m水平4R凿岩硐室中部，黑云角闪斜长片麻岩中，下盘倾角47°左右,矿岩普氏硬度系数在10以上，属稳固矿岩。

围岩比重2.7t/ m3，松动系数1.6；矿石为磁铁石英岩，比重3.3t/m3，松动系数1.6。

2.工程概况-350m水平采切工作正紧张进行，由于4R凿岩硐室内侵入岩较多，绝大部分为岩石，目前不存在采矿爆破，采切工程量极大，又-350m水平近期溜井无法形成，因此设计此溜井。

溜井上部硐室位于-350m水平4R凿岩硐室中部间柱内。

溜井高度约为40m，下部位于-395m水平4P出矿巷内，溜井中心坐标为（x=3589677.661，y=403874.145）。

凿岩工程：在溜井上部硐室内用T-150高风压潜孔钻掘下向深孔。

设计全为垂直深孔。

孔间距0.7m，孔径φ165㎜。

共计15个孔,14#、15#孔为措施孔。

凿岩总长为600m,开挖废石量为160m3 ，炸药单耗4.5kg/t。

通孔共三个，深度40m。

在凿岩过程中由于钻机和岩石节理原因，导致大孔存在一定偏斜，爆破过程中，只能根据实际情况调正参数，做到成井规格不影响使用。

3.崩矿方式及布孔参数设计3.1设计原则根据岩石性质、层理裂隙产状、构造特点、爆堆要求和破碎程度等因素结合深孔布置方式和起爆顺序进行选择，优化爆破工艺，强化爆破开采组织，降低炸药单耗，降低爆破块度。

3.2崩矿方式选择4R溜井采用了三角布孔方式，经过对比筛选决定采用三角布孔对角微差起爆方案，以形成小抵抗线宽孔距爆破，使密集系数增大至3-8，并保证矿岩破碎质量。

3.3溜井孔网布置：（图一）孔数15个，溜井面积4㎡，孔网参数外径孔间距为：1m×1m，内径孔间距为：0.7m×0.7m。

图一4.爆破方案在取得矿房掏槽积累数据分析结果后，决定采用类似矿房内掏槽爆破的方式，爆破段高为1.5m-2m。

偶合连续装药，装药高度为1m-1.5m。

垂直深孔落矿阶段矿房法（VCR法）施工工法1. 前言垂直深孔落矿阶段矿房法(Vertical Crater Retreat mining method)即VCR法是近二十几年来我国从国外引进的深部采矿法，随着新型潜孔钻机的发展和应用，VCR采矿法也被我国越来越多的矿山所采用。

经过不断实践总结及发展改进后已成为我国矿山生产中的一种高效、安全、低成本的较先进采矿方法。

草楼铁矿成功应用VCR采矿法（国内首次应用于金属矿山），取得了良好的经济效益和社会效益。

在实际应用中经过不断改进优化，形成了一套技术与管理相结合的较为成熟的施工方法。

2. 工法特点2.1 利用中深孔爆破矿房底部形成堑沟，结构简单、采切工作量小，采矿成本低。

2.2深孔钻凿施工和深孔爆破作业均在上部硐室内进行，作业安全。

2.3采场结构合理，凿岩效率高，爆破工艺先进，一次崩矿量大，采场生产能力和劳动生产率高。

2.4采用球形药包爆破，爆破效果好，矿石大块率低。

2.5回采过程中采用大型无轨出矿设备通过出矿进路出矿，出矿集中连续，机械化程度高，出矿能力大。

3. 适用范围适用于开采矿石和围岩中等以上稳固的厚和极厚矿体，倾斜至急倾斜中厚以上矿体，本法要求矿岩接触面比较规整。

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。

VCR法在危岩排危爆破工程中的应用摘要:在采矿作业当中，若作业现场有危岩体存在时，则很有可能发生崩塌事故，进而给施工人员与财产的安全带来严重影响。

从我国目前的危岩排危爆破工程来看，较常采用的爆破方法为VCR法，VCR法具有稳定矿岩状态、改善爆破质量、作业简单等诸多的优势。

本文具体分析VCR法在危岩排危爆破工程中的有效应用，以供相关工程人员参考所用。

关键词:VCR法；危岩排危；爆破工程；应用在采矿工程中，若作业现场存在有危岩体，且岩石切割、分裂现象十分严重时，则有可能造成很大的安全隐患，因此必须于作业前及时将其清除，以确保人员与财物的安全。

从目前情况来看，较常采用的危岩体排危方法多是以VCR爆破法为主。

另外，在进行危岩排危爆破施工时，也需注意控制飞石的飞溅距离和方向，以免对周围建筑、电线、树林、人、畜等造成严重的影响。

1工程概况某矿山危岩体位于矿山山体中部南面，周围边坡陡峭，由于常年受雨水等诸多因素的影响，岩石裂隙较发育，并在此处分布形成了近8~27m不等的危岩单体。

在危岩范围内，由于岩石分裂较为严重，随时都有坍塌的可能，对矿石正常的采矿作业与人员安全造成了严重的影响。

为消除作业时的安全隐患，本工程决定采用VCR法先对危岩体进行排危爆破。

通过对矿区危岩体的位置与情况进行分析，发现危岩体所在的山上200m左右有电线通过，山下正面住有较为密集居民，右侧面为一片果园。

因此，进行危岩非危爆破时，若将危岩爆破成为大块石体，则有可能对周围电线、果林、居民房造成严重破坏，并会导致人、畜的伤亡。

基于以上因素考虑，在进行爆破时，其爆碴粒径一定要控制在较小的范围内。

2VCR法在危岩排危爆破工程中的具体应用2.1爆破施工方法及方案（1）爆破施工方法：根据实地考察发现，本矿山大部分的危岩体已经与母岩之间断开，因此，若进行分次排危，有可能引发大崩塌等安全事故的发生。

基于这种因素考虑，本次爆破工程确定为一次性爆破，并主要采用深孔一效性解体爆破方法，和分层下沉式爆破方式进行危岩的排危爆破。

ＶＣＲ法在深孔爆破成井中的应用陈晓青，王明星(辽宁科技大学资源与土木工程学院，　辽宁鞍山市　１１４０５１)摘　要:ＶＣＲ法是球状药包垂直漏斗后退式采矿技术，地下矿山已将其成功用于天井掘进。

以某露天转地下开采金矿７０ｍ高地面废石充填井为工程背景，通过试验数据确定爆丼施工中的药包最佳埋深，生产实践证明，通过选用合适的穿孔设备，采用适当的工艺参数，ＶＣＲ法可以掘进超高天井，并确保天井安全施工。

关键词:ＶＣＲ法；深孔爆破；充填天井；天井掘进２０世纪７０年代后期美国Ｃ.Ｗ利文斯顿对球状药包爆破进行了长期的研究，提出了球状药包漏斗爆破理论，加拿大工业有限公司Ｌ.Ｃ.朗在此基础上结合采矿应用提出了漏斗爆破新概念，并与国际镍业公司合作实验成功了ＶＣＲ法，现已在加拿大、美国、澳大利亚、西班牙、瑞典及中国等许多矿山推广应用。

ＶＣＲ法工艺是在采场的上部水平开掘供凿岩作业的凿岩硐室钻凿下向大直径深孔，然后自孔的下端开始以自下而上的顺序用球状药包向下部水平已开掘好的拉底空间逐层崩矿，崩落的矿石从出矿巷道运出。

实践证明，ＶＣＲ法具有矿石破碎质量好、效率高、工艺简单、作业条件安全、采准量小等一系列优点。

中国在２０世纪８０年代后引进此法，目前有多家矿山试验采用ＶＣＲ法施工断面２ｍ×２ｍ的采矿通风天井获得良好效果。

１　爆破漏斗实验辽宁某大型金矿１９９７年投产，采用露天开采。

２００２年由露天开采转为地下开采。

金矿露天转地下开采后，利用露天坑作为尾矿库存放干排尾砂。

应用有底柱空场采矿法开采露天境界外的矿体。

随着回采工作面的下降，由于顶板围岩滞后冒落，形成了规模较大的不连续的采空区，其中２７５ｍ中段以上形成的采空区面积达到１１２５０ｍ２。

为防止空区冒落危害，通过长期的监测工作，根空间几何形态、围岩力学性质与监测结果，矿山决定采用限制采空区尺寸和充填废石限制空区冒落地表的处理案。

鉴于井下空区面积大，从井下无法充填，为此拟从地表空区正上施工多个充填井，将废石由地表充填井填入空区。