顧寶華，苗 丁

(河南金源黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司， 河南 嵩縣 471400)

0 前 言

河南金源黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司是由中國黃金集團(tuán)公司控股的大型黃金礦山企業(yè)，是在原河南省嵩縣祁雨溝金礦的基礎(chǔ)上組建的股份制黃金生產(chǎn)企業(yè)。該礦于1976年建成投產(chǎn)，為采選聯(lián)合企業(yè)，1997年礦山改制成立股份制企業(yè),經(jīng)過多次改、擴(kuò)建，采選生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大至3000 t/d。

公司主采礦區(qū)為祁雨溝礦區(qū)，祁雨溝礦區(qū)開采主要對象是礦區(qū)J4角礫巖體，過去一直采用空場采礦法開采,且留下大量采空區(qū)未處理。改擴(kuò)建后J4礦體采礦方法變?yōu)闊o底柱分段崩落法，生產(chǎn)過程中許多采礦進(jìn)路布置在原有空區(qū)頂部，部分空區(qū)頂板厚度小于10 m，為保證安全,需在空區(qū)頂板施工溜井對空區(qū)進(jìn)行處理；同時(shí)根據(jù)采礦方法設(shè)計(jì)，上、下分段間距15 m，分段之間需要施工行人井、溜井、通風(fēng)井、切割井，天井等工程。在這種情況下，需要一種安全、高效的天井施工來滿足生產(chǎn)需要。

1 試驗(yàn)方案

VCR法爆破成井的理論基礎(chǔ)是利文斯頓爆破漏斗理論[1]，以天井下部空間為自由面，通過球形藥包爆破形成爆破漏斗，而后以爆破漏斗為自由面爆破形成天井。天井爆破炮孔布置如圖1所示。

布一個(gè)中心孔，4個(gè)周圍孔，中心空與邊孔距離為a[2]：

a=(0.58～0.7)×13.7d

式中，d為炮孔直徑，m。

炮孔采用YQ-100型潛孔鉆機(jī)施工，孔徑100 mm，計(jì)算得出孔距a=0.79～0.95 m，考慮炮孔偏斜等因素，取a=0.7 m。

圖1 炮孔布置

圖2 炮孔裝藥結(jié)構(gòu)

爆破采用毫秒差非電導(dǎo)爆管微差爆破，中心孔1段，周邊孔3段，炸藥使用當(dāng)?shù)卣ㄋ帍S生產(chǎn)的巖石粉狀乳化炸藥，規(guī)格：25 kg/袋，密度0.85～1.05 g/cm3。裝藥時(shí)炮孔下部填渣0.3～0.5 m，裝藥長度0.9 m，炸藥上部填渣1.0～1.2 m。裝藥結(jié)構(gòu)見圖2。

2 應(yīng)用效果

試驗(yàn)以J4-430-201采空區(qū)頂板充填井(見圖3)，以及J4-0線-415至430通風(fēng)井(見圖4)為試驗(yàn)對象。J4-430-201采空區(qū)頂板厚度約6 m厚，為避免空區(qū)頂板冒落需要在頂板施工一條充填井對空區(qū)進(jìn)行充填處理，普通法施工出渣困難且存在安全隱患。J4-0線-415至430通風(fēng)井為探礦工程通風(fēng)井，深度約10 m，此處急需解決通風(fēng)困難問題,但公司缺少天井炮工及天井吊罐卷揚(yáng)工。

圖3 J4-430-201充填井剖面

圖4 J4-0線-415至430通風(fēng)井

充填井炮孔由上部向下施工，通風(fēng)井由下往上施工炮孔。每次爆破前首先用測繩測量炮孔實(shí)際孔深，然后對炮孔下部進(jìn)行堵塞，用細(xì)鐵絲系牢堵頭(堵頭為預(yù)制水泥塊，圓柱形直徑8 cm，高度10 cm，制作時(shí)上部嵌入鐵絲呈鉤狀)，將堵頭下放到炮孔下部孔口位置，用碎渣(或沙石)將炮孔下部填實(shí)。中心孔下部填塞深度0.3～0.5 m，邊孔填塞深度高于中心孔0.2～0.3 m。炮孔下部填塞完畢之后,經(jīng)檢查無松動(dòng)、漏渣現(xiàn)象，往孔內(nèi)填裝炸藥，每孔裝藥長度0.9 m(約5 kg炸藥)。裝藥約0.5 m時(shí)放入起爆藥包，藥包采用雙發(fā)同段別導(dǎo)爆管連接以保證正常起爆。炸藥填裝完后上部填塞1.0～1.2 m深度的碎渣。正常情況下，每次裝藥填塞作業(yè)時(shí)間不超過2 h。

經(jīng)過多次試驗(yàn)爆破，充填井及通風(fēng)井均與上部水平施工貫通，每次爆破深度1.5～1.9 m，平均1.7 m，天井爆破后規(guī)格約1 m×1 m，形狀規(guī)整，試驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果。

3 問題及處理方案

VCR法爆破成井在施工中容易出現(xiàn)以下兩方面的問題。

(1) 炮孔偏斜。炮孔施工精度是中深孔爆破成井的基礎(chǔ)，相比于平行深孔爆破成井，VCR法對炮孔精度的要求沒有那么高。天井高度較短時(shí)，炮孔偏斜小基本不影響正常爆破，當(dāng)高度較高時(shí)偏斜就比較明顯。影響炮孔施工精度的因素較多，無法避免炮孔偏斜，只能盡量減少影響偏斜的因素。炮孔施工前，炮孔位置放點(diǎn)必須準(zhǔn)確，保證起始施工質(zhì)量；炮孔施工時(shí)盡量由上部向下部施工。

(2) 炮孔堵孔。使用藥卷裝藥時(shí)，藥卷與鐵絲、導(dǎo)爆管以及孔壁相互摩擦影響易造成炮孔堵孔；裝藥時(shí)上部填渣太深、巖石偏軟周邊孔爆破時(shí)將中心孔擠實(shí)，也會(huì)造成堵孔。使用中深孔爆破常用散裝炸藥可以避免裝藥引起的堵孔；控制填渣深度可以避免上部碎渣堵孔。炮孔堵塞長度小于0.5 m時(shí)，可以按照正常程序進(jìn)行裝藥爆破，炮孔堵塞長度較大時(shí)，需要使用鉆機(jī)捅孔，或者在孔內(nèi)灌水使用高壓風(fēng)管清孔(炮孔深度較淺時(shí))。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫再東，李壽喜，彭建華．VCR法爆破參數(shù)選擇與爆破漏斗試驗(yàn)[J]．長沙礦山研究院季刊，1984(4)：17-26.

[2]徐小荷，等.《采礦手冊》第二卷[M].北京：冶金工程出版社，1990.