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
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。
基于爆破漏斗试验的VCR一次成井爆破实践
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｄｏｐｔ ＶＣＲ ｏｎｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｔｏ ｆｏｒｍ ｔｈｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｈａｆｔ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｇｏａｆ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｃ．Ｗ ．Ｌｉｖｉｎｇｓｔｏｎ ｃｒａｔｅｒ ｔｈｅｏｒｙ，ｓｉｎｇｌｅ ｈｏｌｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｃｒａｔｅｒ ｔｅｓｔ ｉｓ ｄｏｎｅ ｉｎ ａ ｍｉｎｅ，ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｅｐｔｈ ｉｓ １．９１ ｍ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｃｒａｔｅｒ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ， ｂｌａｓｔｉｎｇ ｃｒａｔｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｃｕｒｖｅｓ ａｒｅ ｄｒａｗｎ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｔｅ ｄｏｓａｇｅ ｉｓ ３ ｋｇ，ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｐｔｈ ａｎｄ ｒａｄｉｕｓ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｃｒａｔｅｒ ａｒｅ １．０７ ｍ ａｎｄ １．３２ ｍ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｔｈｅｏｒｙ ，ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｒｅ— ｓｕｉｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｒｅｓ ａｎｄ ｒｏｃｋ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｅ，ｔｈｅ ｓｈａｆｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ３２ ｍ ｉｓ ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＶＣＲ ｏｎｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｈｅｉｇｈｔ ｉｓ ３ ｍ ａｎｄ ｈｏｌｅ ｓｐａｃｉｎｇ ｉｓ ２ ｍ ．
例谈VCR法与浅孔爆破结合施工技术
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。
VCR采矿工法
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。
铁矿VCR回风井爆破设计
-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。
凡口铅锌矿VCR法采矿工艺的应用发展与技术创新
1000t/r， 采场综合生 产 能 力 为 300.6 ～304t/r， 是 原 普
通充填法的 3 倍 ， 作业成本是原普通充填法的 1/3～
1/2。 它的试验成功为凡口铅锌矿达到 3000t/r 的生
表 2 凡口铅锌矿 VCR 采矿法暂缓使
VCR / 2003 2004 2005 2006 2007 19952002 1.48 2.22 0.75 0 0 t /% 1.3 1.98 0.64 0.0 0.0 1 2 1 0 0 / / 112.22 110.18 116.4 116.7 122.6 t /% 98.7 98.02 99.36 100.0 100.0 113.7 112.4 116.4 116.7 122.6 / t
1.2.2
凿岩 目前 ， 我矿 VCR 采矿法采场炮孔施工的凿岩
设备 ， 主要采用的是我国铜陵有色公司生产的 T-
100/150 型高气压潜孔钻机 ，钻孔直径为 110mm。 通
过 近 几 年 的 实 践 ，T-100/150 型 高 气 压 潜 孔 钻 机 基 本能满足我矿的生产要求 。
m, 1968~2011 年, 采掘总量约为 3600 万 t。 VCR 采矿法的全称是深孔大口 径 球 状 药 包 垂
直落矿阶段空场采矿法 ， 它以利文斯顿的漏斗爆破 理论 为 基 础 并 随 着 潜 孔 钻 机 的 发 展 和 应 用 而 发 展 起来的一种采矿方法 。 自 20 世纪 70 年代中期在加 拿大涅瓦克矿间柱采场试验成功后 ， 就引起了国内 外采矿界的极大重视 ， 加拿 大 、 美 国 、 澳 大 利 亚 、 西 班 牙 等 国 家 于 20 世 纪 70 年 代 中 后 期 相 继 得 到 推
VCR采矿工法
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法在空区充填井掘进施工中的应用
文章编 号 ： １ ０ ０ １ —１ ２ ７ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ ３ ８— ０ ５
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ １ ７ ９ ２ ／ ｈ ｊ ２ ０ １ ３ ０ ３ １ ０
０ 概
述
后与多家矿山合作试验采用 Ｖ Ｃ Ｒ法施工断面 ２ ｍ× ２ ｍ的采 矿通 风天井 ， 证 明是可 行 的 。
事项。排 山楼金矿充填 井掘进工程施 工实践表明， 通过选用合适的 穿孔设备， 采 用适 当的工艺参
数， Ｖ Ｃ Ｒ法可 以 实现 高天 井安 全施 工 。
关键 词 ： Ｖ Ｃ Ｒ法 ； 球状 药包 ； 漏斗 ； 采空 区 ； 充填 井 ； 施 工
中图分类号 ： Ｔ Ｄ ２ ６ ３ ． ２
形状和起爆方式等条件不同时 ， 孔壁受力状态和吸收 的爆 炸能量 等 有较 大的差 异 。地 下 Ｖ Ｃ Ｒ法 球状 装 药
一
般直径为 １ ５ ０ ｍ ｍ， 构成 一 球 状 药包 。 当装 有 雷 管
率高、 工艺简单 、 作业条件安全 、 采准量小等一系列优
点 。 中国 ８ ０年 代后 引进 此 法 ， 北 ｎ ｄ ａ ｎ ｄ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ， Ｋ ｕ ｎ ｍｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｎ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ）
理 。根 据利 文 斯顿爆 破 能量 平衡 准则 和束 状孔 当量球 状 药 包原理 ， 以排 山楼 金矿 为 工程 背景 ， 在 爆
破 成 井的应 用现 场进 行 单孔爆 破 漏斗试 验 ， 通过 试验数 据确 定爆破 漏 斗特性 曲线 、 爆破 漏 斗最佳 埋
VCR法在危岩排危爆破工程中的应用
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
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。
采矿方法——VCR的开采
VCR法开采摘要：本文着重探讨了用VCR法开采在经济上合理的最小矿块尺寸。
1985年Homstake采矿公司开始一项用VCR法开采几个小矿块的计划。
本文将研究这几个试验采场的设计计划。
本文将研究着几个试验采场的设计参数、地压控制、布孔方式、二次爆破和出矿问题。
与机械化分层充填采矿法和空场水平分层采矿法进行了成本和生产进度对比。
前言1977年Homstake矿开始研究VCR 采矿法，到1983年此法已成为一种十分完整的采矿方法，其采矿量已占地下开采量的60%。
已证明这种采矿方法开采方法开采倾角大于60°矿量超过5万吨的连续矿块是卓有成效的。
此法的平均人.班劳动生产率为35吨，比空场水平分层充填采矿法高92%。
不适于用大规模采矿法的不连续矿体、小扁豆矿体和平伏矿体采用机械化水平分层充填法进行开采，平均劳动生产率可达29吨/人班。
小量的低品位残矿用大规模采矿技术开采在经济上是不可行的，也难以支持机械化分层充填采矿法的采准工程。
由于这些原因，Homstake矿开始研究改进的大规模采矿法，以便在降低采矿成本的同时，提高生产效率和保证作业安全。
为了尽量减少基本投资和加快生产进度，设计了一种大量减少采准工程的VCR法改型方案。
这种改进后的方法称为小矿块垂直后退式采矿法（SB VCR）。
地质Homstake 金矿位于南达科他州布莱克山边的里德。
1876年以来一直在生产，现已开采到地表以下2140米水平。
矿山有三套前寒武纪变质沉积岩层。
这些岩层是多褶皱的向斜和背斜构造，这些向斜和背斜向东南倾伏，倾伏角10°～90°，岩层向东北倾斜50°～80°。
两套含矿主岩层为Poorman层（ Fmf）和Ellison层（Ef），前者为带状明显的千枚岩—片岩，后者为石英岩—千枚岩。
含金层为Homstake层（Hf），是—镁铁闪石片岩-菱镁铁矿片岩-绿泥片岩。
今一般与砷黄铁矿、磁黄铁矿和绿泥石共生。
VCR法爆破快速成井的应用技术
VCR法爆破快速成井的应用技术
VCR法爆破快速成井的应用技术
摘要：把垂直深孔落矿法（vcr法）的掏槽经验推广应用在天、溜井施工中，解决了普通法、吊罐法、爬罐法掘进速度慢、功效低、劳资强度大、木材消耗量大、风尘浓度高、通风条件差、安全性差等缺陷。
加快成井速度，降低了施工难度及工程成本，保证了工程质量，降低了施工中的安全风险，在天井、溜井施工中具有较好的推广价值。
【中图分类号】tb41
1 前言
目前国内地下矿山施工天井、溜井主要方法有普通法、吊罐法、爬罐法和反井钻机施工法等。
但此法都存在掘进速度慢、功效低、劳动强度大、木材消耗量大、粉尘浓度高、通风条件差、安全性差等缺陷；反井钻机施工法存在工艺复杂、钻机钻井过程中防骗斜困难、成本高等缺陷。
vcr采矿法采用无轨出矿设备，对天井、溜井需求大，安徽省大昌矿业集团有限公司吴集铁矿在采矿过程中，最大限度地利用现有的深孔钻机设备，把垂直深孔落矿法（vcr）的掏槽经验推广应用在天井、溜井施工中，取得了较好效果。
2 施工工艺流程及操作要点
2.1 施工工艺流程
（1）凿岩。
a凿岩硐室底板要求平整无浮渣；b按设计布孔；c安装t-150型潜孔钻机；d凿岩；e检查炮孔的偏斜、深度、数量等指标必须符合设计要求。
VCR采矿法在采矿工程中的应用
VCR采矿法在采矿工程中的应用作者：谢国强来源：《中国科技博览》2016年第04期[摘要]VCR采矿法，具有较高的采矿效率和生产能力，降低了成本，保障了采矿的安全，具有出色的切割工程优势，在矿区广泛应用。
文章回顾了VCR采矿法在矿区的使用历程，同时分析了这种采矿方法的利与弊，最终展望发展。
[关键词]VCR采矿法采矿应用中图分类号：TD23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0272-01VCR采矿法是在分层爆破漏斗理论基础上，挖掘方法以球形装药为主要特点[1]。
VCK采矿法自诞生以来，便朝向高科技的方向发展，以低成本、低消耗为发展方向，使得这种采矿方式不断完善和更新，从而推进了在矿业的发展步伐。
虽然VCR采矿法优缺点共存，但可以明显地看出VCR采矿法利大于弊，尤其是伴随矿山高机械化、高自动化以及高阶段大直径深孔技术的发展。
1 VCR采矿法1.1 VCR法的产生VCR前是由加拿大工业有限公司和国际镍公司共同研发的，在漏斗爆破理论的基础上形成的，一经出现，首次用在了利瓦克矿上，后来广泛应用到其它矿山中。
这种采矿模式具有较高的生产率，受到世界范围采矿业的普遍青睐，先后在美国、加拿大等一些国家使用，我国在上个世纪八十年代初开始引用这种采矿技术，并广泛推广使用。
1.2 VCR采场布局对VCR矿区，在顶部和底部分别切顶、拉底巷道掘进。
采场垂直布局，钻井工作是在矿体宽度范围内进行，从上到下，拉削钻大直径炮孔。
对炮孔底部，将预先准备好的炸药填充进去，以此进行爆破，然后开采该层矿石，以此类推，矿藏深度和漏斗相齐。
矿爆空间下面每爆破一个，就开采一个，厚度和漏斗在同一深度，对拉底层，使用出矿设备将矿石拉走，当一层爆破之后，有助于后续爆破的顺利进行。
1.3 凿岩潜孔钻机。
钻洞是垂直的，165mm直径，平均长度约56m，所有孔渗透拉底，便于观察炮孔是否出现偏斜，如果有需要，再打一个洞；自动钻孔机可以完全自动化，通过可编程逻辑控制器对控制参数进行调整，该钻井平台完全自动化，包含对钻架角的控制，螺杆的连接和拆卸序列，并通过液压，旋转，扭矩和位置传感器监测钻井机的性能。
VCR法在危岩排危爆破工程中的应用分析
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 避 免危 岩 突发 坍 塌 等 不 可预 知 的 危 险 事 故 ，本 次 工 程 一 致 决
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 Ｖ Ｃ Ｒ爆 破 法 为
隐患． 本 工 程 决 定采 用 Ｖ Ｃ Ｒ法 先 对 危 岩 体 进行 排 危 爆 破 。
图 ２ 爆破施工工艺的全部流程图
（ ３ ） 爆破 防 护 措 施 。通 过 对 现 场 实 际情 况 的 考 察 ， 本 爆 破
工 程 设 计 于危 岩 体 下侧 １ ８ ０ ｍ 的 山 坡 上 设 置 一 道 拦 石 防 护 沟
（ ２ ） 爆 破施 工工 艺 。爆破 施 ． Ｙ － 工 艺的 全部 流程 如 图 ２所 示 。
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
【 中图分类号 】 Ｐ ２ ０ ８
【 文献标识码 】 Ｂ
【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ １ ５ ８ — ０ ２
另外． 在进行钻孔、 爆破施工过程 当中， 为了 在采矿 ． Ｔ ． － － 程 中． 若作业现 场存在有危 岩体 ． 且岩石切 割 、 使 爆 破 块度 变 小 。
改善爆破质量、 作业简单等诸多的优势 。本 文就结合广西银 山钙业有限责任公司百钦 山矿采矿 工程 为例 ， 具体 分析 Ｖ Ｃ Ｒ法在危岩排危爆破 工
VCR法爆破成井在周油坊铁矿的应用
VCR法爆破成井在周油坊铁矿的应用作者：雷晶黄泽石来源：《环球人文地理·评论版》2015年第06期摘要地下矿山生产过程中，对于一些深度达60m以上的回风、放矿天井的施工，由于客观工程条件的限制，采用常规天井施工方法则施工困难，安全性低、且难以达到工程质量要求，而采用VCR法爆破成井技术施工则是一种比较可行的方法。
本文详细介绍了周油坊铁矿利用爆破成井的施工工艺，并就VCR法爆破成井的应用范围及特征进行总结。
关键词爆破成井；VCR法；施工工艺；应用范围1、概述周油坊铁矿是一座大型地下采选铁矿山。
矿山从2008年开始基建，设计年采选能力为450万吨，采用地下开采，主、副井开拓的现代化矿山，目前开拓中段已下降到-560m中段。
地表标高+40m左右，矿体为南北走向，倾向为东西。
矿体平均厚度30-100m。
矿山主要采用高阶段大直径深孔法开采。
天井是地下矿山开拓、采准、切割的重要通道[1]。
周油坊铁矿矿废石溜井、风井、切割井，高度均为60m左右。
应用传统的普通法、吊罐法施工，施工进度慢，难度大，安全性较差，并且对岩层的稳固性要求较高。
鉴于本矿主要采用VCR采矿工艺，为利用现有矿山凿岩设备，提高矿山中段天掘进效率和提高安全保障，因此，周油坊铁矿采用VCR法进行天井爆破施工。
2、VCR法爆破成井施工工艺2.1 爆破原理VCR法爆破成井就是利用利文斯顿爆破漏斗理论，进行下向分段爆破形成所需要断面和高度的天井[2]。
周油坊铁矿主要在上中段凿岩硐室或联络道使用T150钻机向下一中段施工大直径垂直深孔，利用VCR法分次爆破形成所需天井。
2.2 布孔形式及凿岩参数周油坊铁矿采用大直径深孔爆破技术形成的天井.断面规格为4m×4m，成井深度一般为55m。
用T150型潜孔钻机钻凿直径165mm的下向深孔。
天井布孔的关键在于中间的拉槽孔，拉槽方式有单孔拉槽、一字型拉槽、三角拉槽和菱形拉槽。
由于周油坊矿井下天井断面较大、并且岩石可爆性较差，因此拉槽孔采用菱形拉槽布置。
短竖井导井掘进VCR施工工法(2)
短竖井导井掘进VCR施工工法短竖井导井掘进VCR施工工法一、前言短竖井导井掘进VCR施工工法是一种应用于井下工程的施工方法，通过对施工过程进行详细描述，本文旨在介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例，以期为实际工程提供参考和指导。
二、工法特点短竖井导井掘进VCR施工工法的主要特点包括：施工周期短、施工成本低、精度高、适应性强、工作效率高等。
该工法采用了先进的导井掘进技术和设备，能够在短时间内完成井下工程，并且具有较高的施工精度和稳定性。
三、适应范围短竖井导井掘进VCR施工工法适用于矿井、隧道、水利工程、石油勘探等领域。
无论是在垂直井道还是在倾斜井道中，都能够灵活应用该工法进行施工。
它能够满足不同工程对井下结构稳定性和施工周期的要求。
四、工艺原理短竖井导井掘进VCR施工工法的工艺原理是将导井与井下掘进作为一个整体进行施工，通过导井器的引导下，掘进机沿着设定的井轨进行掘进，同时进行导管敷设、支护材料切割和清理工作。
通过合理配置和使用相关的设备和工具，能够保证施工的连续性和安全性。
五、施工工艺短竖井导井掘进VCR施工工法的施工过程包括：井眼定位、井道准备、导井器安装、井下掘进、导管敷设、支护材料切割和清理等。
在每个施工阶段，都有相应的工艺和步骤，需要进行详细的操作和控制。
六、劳动组织短竖井导井掘进VCR施工工法的劳动组织涉及到人员配备、工作安排和沟通协调等方面。
为了确保施工效率和安全性，需要合理安排和调度施工人员，同时加强沟通和协作。
七、机具设备短竖井导井掘进VCR施工工法所需要的机具设备主要包括导井器、掘进机、导管敷设机、支护材料切割机、清理机以及相关的工具和辅助设备。
这些设备具有高效、精准、安全等特点，能够满足施工过程的需求。
八、质量控制短竖井导井掘进VCR施工工法的质量控制主要包括施工前的设计和计划、施工过程中的监控和检验以及施工后的验收和评估。
VCR法、无底柱分段崩落法
一、球状药包爆破。
（1）一般爆破使用的是柱状药包，经过试验发现，当爆药的类型及药量相同的情况下，球状药包的爆破漏斗体积是柱状药包的四倍。
球形药包起爆后应力波从药包中心向各个方向均匀传播，因而能量的利用比较充分。
而柱状药包起爆后，爆轰压力主要是沿轴线方向传播，在能量利用上，不如球状药包。
因而球状药包爆破比柱状药包爆破效果好得多。
（V球=4V柱）二、VCR法的应用加拿大的什么矿在回采矿柱时，采用了这种方法，并且取得了良好效果。
后来加拿大的森特纳来铜矿，用VCR法回采矿房。
回采矿柱时（矿房已充填完毕），钻凿了炮孔直径为165mm，它是在矿柱上部开开掘平巷，然后在切割平巷中打下向平行深孔。
炮孔呈梅花形布置。
爆破时先把每个炮孔的孔底塞好，然后装上砂子，之后再装上球状药包，进行爆破。
每次爆破约4米的水平层矿石，每次爆破的药量一般控制在90-160kg要掘进分段凿岩巷道及切割槽工程。
（2）钻孔、装药、爆破等项工作都集中在同一空间进行，工作人员和工人不必进入采场或掘进工作面，故工作安全可靠。
（3）爆破效果好，工程质量高，由于爆药的能量利用充分。
因而崩矿效果好，例如直径为165mm的深孔，每米孔崩矿量为30吨以上，矿石块度均匀，二次破碎工作量少。
四、使用VCR结前提条件（1）必须有高效率，高质量的钻机，要求钻速快，偏斜度小的钻机。
而提高风压是很重要的。
森特纳来矿将风压，由4.55～6.7kg/cm2,提高到17.5 kg/cm2，大大地加快了钻孔速度。
（2）对于开采中厚的急倾斜矿体且矿石和围岩中的稳固矿体，采用VCR法是有效的。
总之，VCR法虽然只有十多年的历史，但事实说明，这种方法是有前途的一种方法。
五VCR法在美国霍姆斯太克金矿的推广与应用情况。
美国南达科他州霍姆斯太克（Homestake）金矿推广VCR法获得了较好效果。
该矿是美国唯一的大型地下金矿，有105年的开采历史，现有职工1700人，矿石生产能力C200吨/日，黄金产量1200盎司/日。
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VCR法爆破快速成井的应用技术
摘要：把垂直深孔落矿法（vcr法）的掏槽经验推广应用在天、溜井施工中，解决了普通法、吊罐法、爬罐法掘进速度慢、功效低、劳资强度大、木材消耗量大、风尘浓度高、通风条件差、安全性差等缺陷。
加快成井速度，降低了施工难度及工程成本，保证了工程质量，降低了施工中的安全风险，在天井、溜井施工中具有较好的推广价值。
【中图分类号】tb41
1 前言
目前国内地下矿山施工天井、溜井主要方法有普通法、吊罐法、爬罐法和反井钻机施工法等。
但此法都存在掘进速度慢、功效低、劳动强度大、木材消耗量大、粉尘浓度高、通风条件差、安全性差等缺陷；反井钻机施工法存在工艺复杂、钻机钻井过程中防骗斜困难、成本高等缺陷。
vcr采矿法采用无轨出矿设备，对天井、溜井需求大，安徽省大昌矿业集团有限公司吴集铁矿在采矿过程中，最大限度地利用现有的深孔钻机设备，把垂直深孔落矿法（vcr）的掏槽经验推广应用在天井、溜井施工中，取得了较好效果。
2 施工工艺流程及操作要点
2.1 施工工艺流程
（1）凿岩。
a凿岩硐室底板要求平整无浮渣；b按设计布孔；c安装t-150型潜孔钻机；d凿岩；e检查炮孔的偏斜、深度、数量等指标必须符合设计要求。
（2）爆破：a进场后检查顶板是否安全，清理孔口杂物；b准备材料（水泥塞、14#铁丝、孔口横棍），进行测孔、吊孔；c复测孔低高度，高度无误后开始堵塞；d下起爆药卷，每孔的第一次装药量控制在每孔总装药量的60%以内；e测每孔第一次装药后的药定高度；f计算爆破高度，第二次装药，保证装药高度一致；g孔口堵塞把导爆管连接在到爆索上； h收集所有与导爆索连接好的导爆管尾部，并连接上起爆导爆管；i施工人员撤离；j敷设起爆网络至安全地带起爆。
2.2.1 起爆顺序
2.2.2 天、溜井炮孔布置图（见图1）
先确定溜井中心孔，然后围绕中心孔不止其余炮孔。
力求炮孔的位置在断面内分布均匀，孔间距要相等。
共布置15个炮孔。
溜井井中布置一个中心孔，围绕中心孔布置4个掏槽孔，外围的八个孔为周边孔控制成井后的井筒形状，2个措施孔。
溜井直接ф=2.5m，面积4.91m2，孔网参数；周边孔间距为1m，中心孔至掏槽孔间距为0.71m。
2.2.3 爆破
2.2.
3.1 装药设计
每次分段爆破，爆破段高为3m，共8个装药孔，剩余5个为补偿孔（自由面），分段爆破的总装药量360kg/m3。
每孔沿孔深敷设一根到爆索，采用非电毫秒微差导爆管，导爆管正向连接。
每班的爆破次数视通风情况而定，原则上在条件允许的情况下尽可能多爆
破。
装药结构见图2.
2.2.
3.3 溜井堵塞处理
经对比爆破效果后，4.91m2的断面控制在3m最佳。
假如爆破段高不合理或装药量过大极易造成溜井井筒爆破分段部分井筒收缩，暴落物在收缩段挤死，使溜井堵塞。
溜井堵塞对后面的爆破工作影响极大，处理这种问题，可以利用外围的周边孔。
外围周边孔的爆破进度一般要滞后于掏槽孔。
通过精确的测孔后，确认“度赛段”的具体高度。
把在相对外围周边孔“度赛段”的高度连续耦合装药爆破使堵塞段挤压爆破，解决溜井堵塞问题。
2.2.4 孔口清理
爆破进场后，首先组织人员把爆破孔口反冲形成的碎石从孔口周围清理干净，如铁丝、碎石、竹篾。
防止杂物坠落入孔内，影响炮孔的选择，使爆破孔不能在溜井断面内等距分布。
2.2.5 测孔
技术人员一定认真完成每一遍测孔工作，要求记录详细、数据对比直观。
每次分段爆破应测三遍，第一遍测孔在孔口清理之后，以掌握所有孔的情况，分析爆孔数据后，选择合理的爆破装药孔；第二遍测孔在完成爆孔下部堵塞工作后，检查堵塞的高度。
第三遍测孔在每孔装入设计药量的60%之后，对比其他炮孔装药高度，把所有炮孔装药高度统一在一个高度。
三遍测孔应由同一个人完成，中间不要换人。
由于孔口反冲，会在孔口造成爆破漏斗，每人确定孔口的标准不一样，会直接影响其
2.2.6 连线
导爆管与起爆网络连接过程中作业人员将导爆管的脚线拉紧且
保持一定角度，最佳角度为30-70°，其捆扎长度不得小于15cm，要求用力捆紧扎牢，严禁打结或随意连接。
要统一、有序、且保持与传爆相同的方向。
2.2.7 堵塞
结合矿房爆破掏槽施工经验，天、溜井爆破的孔底堵塞高度应不超过30cm，孔口堵塞在100-150cm，既不会在孔底形成喇叭口，也不会反冲孔口形成较大的爆破漏斗。
2.2.8 破顶厚度选择
根据经验，把溜井破顶厚度确定在2.5m较为合理。
达到设计破顶厚度的关键是调整爆破高度和控制装药量。
最终破顶厚度的预留要提前两次分段爆破开始调整。
调整过程中要遵守“只减不加”的原则。
2.2.9 破顶的段位设计
破顶的段位选择要根据炮孔之间的位置关系灵活确定。
段位间隔既不能大，有不能同时起爆。
溜井面小，夹制性大，假如同时起爆，破碎岩石体积在散散系数下陡然突越1.6倍，很有可能在井口挤死；如果段位间隔较大，先爆孔的冲击波夹带大量废石杂物向四周溅射，有可能崩断的现象，应注意防护。
所有导爆管连接完毕后，把导爆管雷管埋入孔内，并用覆盖物盖住孔口。
防止雷管弹片崩断其
2.2.10 起爆网络敷设方式
主起爆网络的敷设方式为：中央悬吊式。
把主起爆导爆管悬吊在溜井上方，悬吊高度1m左右。
其他炮孔内的孔内延期导爆管连接到主要起爆管上，主起爆导爆管使用1段管。
这样能最大限度的避免导爆管被崩断的现象。
4 结论
（1）完整阐述了地下矿山天、溜井深孔分段爆破成井技术设计、施工全过程，为工程设计及技术人员应用该技术提供了依据。
（2）施工方法简单，操作方便，减少了人力物力的投入，降低了工程成本。
（3）按该施工方法，解决了天、溜井普通法、吊罐法、爬罐法施工中通风条件差，安全性差等不安全因素。
具有施工工期短、质量好、成本低、施工作业安全性高、工序交叉作业少的特点。