垂直深孔落礦階段vcr法在天、溜井中的應用

1反井鉆機施工工藝目前，我國地下采礦的主要生產方法包括：法、吊籃法、滑動法和反井挖掘機法。但該法存在掘進速度慢、功效低、勞動強度大、木材消耗量大、粉塵濃度高、通風條件差、安全性差等缺陷;反井鉆機施工法存在工藝復雜、鉆機鉆進過程中防偏斜困難、成本高等缺陷。VCR采礦法采用無軌出礦設備,對天井、溜井需求大,中冶集團安徽分公司在草樓鐵礦采礦過程中,因地制宜,最大限度地利用現有的深孔鉆機設備,把垂直深孔落礦階段礦房法(VCR法)的掏槽經驗推廣應用在天井、溜井施工中,取得了良好效果。2施工過程和操作要點2.1施工過程(1)潛孔鉆機布孔①驗收鑿巖硐室規格,要求底板平整無浮渣;②按設計布孔,并投射到硐室頂板上;③安裝T-150型潛孔鉆機;④鑿巖;⑤驗收炮孔的偏斜、深度、數量等指標(2)孔底高度測定①運送火工材料至溜井硐室;②進場后檢撬頂板,清理孔口雜物,鐵絲、碎石;③準備吊孔材料(水泥塞、14#鐵絲、孔口橫棍),進行測孔;④吊孔;⑤復測孔底高度,高度無誤后開始堵塞;⑥下放起爆藥卷,每孔的第一次裝藥量控制在每孔總裝藥量的60%以內;⑦測每孔第一次裝藥后的藥頂高度;⑧計算爆破高度,第二次裝藥,保證裝藥高度一致;⑨孔口堵塞;⑩把導爆管連接在導爆索上;(11)收集所有與導爆索連接好的導爆管尾部,并連接上起爆導爆管;(12)施工人員撤離;(13)敷設起爆網絡至安全地帶;(14)起爆。2.2操作要點保證炮孔質量,偏斜率不超過1%,否則應補孔。2.2.1爆器-500m腳線-東南角導爆管-導爆索起爆方式c采用自下而上的起爆順序,掏槽孔間隔時間25～50ms,周邊孔的間隔時間取150ms以上為宜。采用起爆器-500m腳線-毫秒導爆管-導爆索起爆方式。第一響掏槽孔至空孔的距離L按下式計算:L=2D2+n(D2+d2)4n(D+d)πL=2D2+n(D2+d2)4n(D+d)π,式中,D為空孔直徑,mm;n為補償系數;d為第一響掏槽孔孔徑,mm。掏槽孔至空孔的距離可按下式計算:L′=(2.6～4.5)D.2.2.2井身部位層設先確定溜井中心孔,然后圍繞中心孔布置其余炮孔。力求炮孔的位置在斷面內分布均勻,孔間距要相等。共布置15個炮孔。溜井井中布置一個中心孔,圍繞中心孔布置4個掏槽孔,外圍的八個孔為周邊孔控制成井后的井筒形狀,2個措施孔。溜井直徑?=2.5m,面積4.91m2,孔網參數:周邊孔間距為1m,中心孔至掏槽孔間距為0.71m。2.2.3爆炸2.2.3.爆破質量及支護結構每次分段爆破,爆破段高3m,共8個裝藥孔,剩余5個為補償孔(自由面),分段爆破的總裝藥量360kg,最大單響45kg。設計每次爆破崩渣量15m3。炸藥單耗為24kg/m3。每孔沿孔深敷設一根導爆索,采用非電毫秒微差導爆管,導爆管正向連結。每班的爆破次數視通風情況而定,原則上在條件允許的情況下盡可能多爆破。裝藥結構見圖2。1-4～9kg藥包;5-導爆索;6-孔口橫棍;7-水泥塞;8-孔底堵塞;9-吊孔鐵絲;10-炮孔2.2.3.sin1-32(1)掏槽孔的每米炮孔裝藥量:Q1=1.6(L1?D2)(sinα1)?32Q1=1.6(L1-D2)(sinα1)-32,式中,α1為裝藥孔中心至空孔切線夾角之半,(°);L1為裝藥孔至空孔距離,m。(2)其它炮孔裝藥量:Q2=0.6L2(sinα2)?32Q2=0.6L2(sinα2)-32,式中,α2為裝藥孔中心至槽腔切線夾角之半,(°);L2為裝藥孔至槽腔自由面的距離,m。2.2.3.孔口保持用藥卷的安全溜井斷面小,布孔近,爆破易使相鄰炮孔變形。藥卷直徑保持在130mm,裝藥時藥卷應與孔口成90°,避免碰到孔口使藥卷變形,影響藥卷在孔內的下落。裝藥人員一定要確認前一卷藥下落到孔底后方可投放下一卷藥。2.2.3.刷“日濾”井,把周邊孔作為爆破高度的高度確定經對比爆破效果后,4.91m2的斷面,爆破段高控制在3m最佳。假如爆破段高不合理或裝藥量過大極易造成溜井井筒爆破分段部分井筒收縮,爆落物在收縮段擠死,使溜井堵塞。溜井堵塞對后面的爆破工作影響極大,處理這種問題,可利用外圍的周邊孔。外圍周邊孔的爆破進度一般要滯后于掏槽孔。通過精確測孔后,確認“堵塞段”的具體高度。把在相對外圍周邊孔“堵塞段”的高度連續耦合裝藥爆破,使堵塞段擠壓破壞,解決溜井堵塞問題。2.2.4清理出的社會主義構件爆破進場后,首先組織人員把爆破孔口反沖形成的碎石從孔口周圍清理干凈,如鐵絲、碎石、竹篾。防止雜物落入孔內,影響爆破孔的選擇,使爆破孔不能在溜井斷面內等距分布。2.2.5爆破藥劑的選擇技術人員一定要認真完成每一遍測孔工作,要求記錄詳細、數據對比直觀。每次分段爆破應測三遍,第一遍測孔在孔口清理之后,以掌握所有孔的情況,分析炮孔數據后,選擇合理的爆破裝藥孔;第二遍測孔在完成炮孔下部堵塞工作后,檢查堵塞的高度。第三遍測孔在每孔裝入設計裝藥量的60%之后,對比其他炮孔裝藥高度,把所有炮孔裝藥高度統一在一個高度上。三遍測孔應由同一人完成,中間不要換人。由于孔口反沖,會在孔口造成爆破漏斗,每人確定孔口的標準不一樣,會直接影響其它測孔數據。2.2.6網束的固定導爆管與起爆網絡連接過程中作業人員要將導爆管的腳線拉緊且保持一定角度,最佳角度為20°～60°,其捆扎長度不得小于15cm,要求用力捆緊扎牢,嚴禁打結或隨意連接。要統一、有序、且保持與傳爆相同的方向。2.2.7孔底堵塞高度結合礦房爆破掏槽施工經驗,天、溜井爆破的孔底堵塞高度應不超過30cm,孔口堵塞在100～150cm,既不會在孔底形成喇叭口,也不會反沖孔口形成較大的爆破漏斗。2.2.8破頂厚度的確定根據經驗,把溜井破頂厚度確定在2.5m較為合理。達到設計破頂厚度的關鍵是調整爆破高度和控制裝藥量。最終破頂厚度的預留要提前兩次分段爆破開始調整。調整過程中要遵循“只減不加”的原則。2.2.9破頂未爆孔破頂的段位選擇要根據炮孔之間的位置關系靈活確定。段位間隔即不能大,又不能同時起爆。溜井斷面小,夾制性大,假如同時起爆,破碎巖石體積在松散系數下陡然突躍1.6倍,很有可能在井口擠死;如果段位間隔較大,先爆孔的沖擊波夾帶大量廢石雜物向四周濺射,有可能崩斷其它未爆炮孔,影響其他未爆孔的傳爆。破頂較成熟做法是:中間4個掏槽孔使用同一段位,周邊孔使用同一段位。掏槽孔與周邊孔的延期在50ms為宜。破頂時極易發生導爆管被崩斷的現象,應注意防護。所有導爆管連接完畢后,把導爆管雷管埋入炮孔內,并用覆蓋物覆蓋住孔口。防止雷管彈片崩斷其他導爆管。2.2.1懸吊懸吊主起爆網絡的敷設方式為:中央懸吊式。把主起爆導爆管懸吊在溜井上方,懸吊高度1m左右。其它炮孔內的孔內延期導爆管連接到主起爆導爆管上,主起爆導爆管使用1段管。這樣能最大限度的避免導爆管被崩斷的現象。3材料和設備3.1巖石鉆孔設備見表13.2火工材料見表24按該施工法施工的優勢(1)完整闡述了地下礦山天、溜井深孔分段爆破成井