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 (4)
4. ⼯艺原理 (4)
5. ⼯艺流程及操作要点 (5)
5.1 施⼯⼯艺流程 (5)
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5. 2 操作要点 (5)
6. 材料与设备 (15)
7. 质量控制 (16)
7. 1 ⼯程质量控制标准 (16)
7. 2 质量保证措施 (17)
8. 安全措施 (18)
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）。
strider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 3.19 t/m3；
2、岩⽯： 2.89 t/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
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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
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。
6#1#2#3#
4#5#7#8#9#10#
11#受矿巷
通灵人士
图5.2.2-1 垂直扇形孔布置图
图5.2.2-2 拉槽炮孔布置图
主导爆管
三级导爆管
⼆级导爆管
单排起爆药
卷导爆管束
起爆药卷图5.2.2-3 串并复式联结起爆⽹络⽰意图
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。conference
说明：
1.凿岩硐室
2.凿岩硐室点柱
uac是什么
3.深孔
4.崩落矿⽯
5.⼀步采堑沟
6.出矿联巷
7.⼆步采堑沟
8.矿房
9.矿柱10.间柱
11.凿岩⽔平沿脉巷
5. 2. 4 VCR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：
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0.4 m~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。
ecg1. 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30 m2~40m2，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1.6 m ~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
ostravaVCR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。
图5.2.4.3-1 掏槽孔装药结构⽰意图图5.2.4.3-2 侧崩装药结构⽰意图
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孔先爆，呈“V”形向
两侧对称起爆；边排孔滞后，单侧3~4个孔为⼀段次，呈⼀字形起爆；段间微差间隔25ms~50ms。倒梯段侧向崩矿段位布置⽰意图见图5.2.4.4-2，边孔段位布置⽰意图见图5.2.4.4-3。
图5.2.4.4-1掏槽爆破段位布置⽰意图
图5.2.4.4-2 侧向崩矿爆破段位布置⽰意图
图5.2.4.4-3 边排孔爆破段位布置⽰意图
5. 2. 5 ⼤规模出矿
采场爆破完毕后，采⽤SANDVIK LH514E电动铲运机从矿房两侧进路集中连续出矿，以缩短采场暴露时间。
采场结构参数为长*宽*⾼=72*18*85，采场拉底⾼度20m，底部堑沟拉底矿量约5.3万吨，底柱矿量约4.
3万吨，采场上部矿量约31万吨。下部堑沟拉底中深孔量约6500m，采⽤SimbaH1354施⼯，打孔时间1个⽉，出矿时间为1个⽉，下部堑沟拉底形成时间2个⽉。上部深孔量约为1万m，采⽤Simba364或两台CK150D型钻机施⼯，打孔时间约2个⽉。打孔完成后切槽、侧向爆破。切槽⾼度16⽶以上后，可以侧向爆破，每次爆破矿量1万吨，出矿0.4万吨，爆破时间2个⽉，出矿12万吨。然后⼤量出矿，剩余矿量19万吨，按每天出矿量0.22万t，出矿时间3.5个⽉，上部回采时间约7.5个⽉。⼀个采场在采准切割完成后爆破回采时间约9.5个⽉。
5. 3充填
采场⼤量出矿完毕后，⽴即进⾏充填准备。从凿岩⽔平吊挂泄⽔管，在出矿⽔平砌筑泄⽔挡墙。⼀步采场充填料灰砂⽐为1：4～1：6，⼆步采场底部15m采⽤灰沙⽐1:4全尾砂胶结充填，其余采⽤灰砂⽐1：8～1：10进⾏胶结充填。
采场封闭采⽤实践中总结出的柔性封闭，其优点是：底部脱⽔效果好、减少封闭门压⼒、降低⽣产成本，采⽤φ100mm塑料波纹管脱⽔，其脱⽔效果能达到4.5t/h，并悬吊⽅便。
kitt6. 材料与设备
本⽅案采⽤的材料均为冶⾦矿⼭⽣产常规材料，采⽤的特殊机具设备及材料见表6.1、表6.2、表6.3。潜孔钻机Simba364和CK150D 技术经济⽐较见附表。
表6. 1 机具设备表威尼斯商人英文剧本
表6.2⽕⼯材料
表6.3.炮孔堵塞材料
