VCR法采矿工程中矿石损失与贫化的控制与研究

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摘要： 交叉巷道暴露面积大，vcr采矿方法在我国的大型金属矿山中应用较为广泛，该种采矿方法优点是：矿块结构简单，不用掘进切割天井和切割槽，切割工程量小；生产能力大，采矿成本低，经济效果好；工艺简单，各项作业可以实现机械化；应用球状药包爆破，充分利用能量，爆破效果好，大块率少；缺点是：要求高密度、高爆速和低感度的炸药，成本比较高；对凿岩的精度要求高，孔深在50-60m之内，炸药爆破时工序复杂，工人体力劳动强度较大，机械化不易事项；矿房超挖量大，导致充填成本提高，同时造成矿柱回采难度增加，特别是在矿体形态变化大时，损失贫化率较高。因而如何降低VCR法采矿工程中损失与贫化率是现代采矿工程技术人员迫在眉睫的事，那么我们主要从降低单个采场的超挖量与降低矿柱回采综合成本入手，难点在于矿房回采的布孔参数及爆破参数的确定。本文通过这几年的矿山实践与应用，单个采场的边界孔的布孔参数调整，以及不耦合系数与线装药成反比关系，根据不耦合装药理论，爆炸压力随着不耦合系数值的减小而增大，而破坏矿柱岩壁。从以上两处入手来控制矿石的损失与贫化率，为企业创造出更多的经济效益。

Abstract： VCR mining method， which plays a very important rool in large metal mine of our country， and shows its advantages as follows： the structure of mineral piece is simple， need not to dig incise courtyard and incise slot， the amount of engineering is small； it has big productivity， the cost is lower， effective in economy； the craft is simple， each work can be done mechanizatively； blow up with ball like explosive so that energy can be better used and the explosion work will be effective will less big mineral piece. The shortages are as follows：it requires higher density， higher explosion speed and less sensitive explosive， higher cost； requires a higher digging accuracy， the depth of the hole is about 50-60m， the explosion work is complicated. Workers are with hard manual work， not easy to mechanize； the digging area is big so that the filling cost will rise and the extraction of mineral pillar becomes harder， especially when the mineral body varies a lot， will lost more. So how to lower the lose in VCR mining method is a urgent thing in modern mining technology， we solve the problem mainly from lower the digging quantity of a certain slope and lower the comprehensive cost of mineral pillar extracting. The crux lies in ensuring the parameter of hole setting and explosion. According to the practice and application of mines in recent years， adjustment of single slope's parameter and other ratio relationship， we know how to lower the lose in mineral stone， so that we can create a more efficient economy for our enterprise.

关键词： VCR采矿方法；边界孔；布孔参数；不耦合系数

Key words： VCR mining method；boundary hole；hole-setting parameter；decoupling charge index

中图分类号：TD851 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）10-0319-02

1 概述

冬瓜山矿床位于安徽省铜陵市狮子山矿区，赋存于铜陵有色金属（集团）公司的主要矿山——狮子山铜矿的深部，矿石储量近1亿吨，是一个设计年产铜矿石330万吨的特大型矽卡岩型铜矿床。

2 采矿方法简述

根据冬瓜山矿床开采技术条件，设计选用高效率的阶段空场嗣后充填采矿法：当矿体厚度大于30m时，采用大直径垂直深孔落矿；当矿体厚度小于30m时，采用扇形中深孔落矿。沿矿体走向每100m划分一个盘区，相邻盘区间留有18m宽的隔离矿柱。盘区宽100m，长度为矿体水平宽度，高度为矿体厚度。采场沿矿体走向布置，使采场长轴方向与最大主应力方向呈小角度角相交，让采场处于较好的受力状态，以利于控制岩爆。矿房采场宽16.4m，长82m，矿柱采场宽19.6m，长78m。盘区内采场按照隔三采一的顺序，分矿房、矿柱两步骤回采，第一步骤回采矿房，嗣后尾胶充填，第二步骤回采矿柱，嗣后全尾砂充填。崩落下的矿石用8立方码电动铲运机装卸入盘区溜井，再用20t电机车双机牵引10m3底侧卸式矿车运输。底部结构型式，设计选用堑沟式出矿。

3 降低采矿工程中矿石的损失及贫化的措施

降低采矿工程中矿石的损失及贫化具体有六大措施：

①加强地质测量工作，及时为采矿设计和生产提供可靠的地质资料；

②选择合理的开拓方法，尽可能避免留保安矿柱；

③选择合理的开采顺序，及时回采矿柱和处理采空区；

④选择合理的采矿方法及其结构参数，改进采矿工艺；

⑤改革出矿底部结构，推广无轨装运卸设备和振动放矿设备，加强放矿管理；

⑥选择适宜的提升、运输方式和容器，避免多次转运矿石，以减少粉矿损失。

4 现状调查

通过表1、图1反映平均采场超挖采矿量约为2万吨，导致矿石损失率8.75%，矿柱贫化率9.47%。

5 采矿技术、管理及可行性分析

①降低单个采场的超挖量，降低矿柱回采综合成本；

②矿房回采的布孔参数及爆破参数对矿柱回采有着必然的因果关系；

③矿柱回采边界难确定，易采出充填体，增加贫化；

④单个采场矿房超挖，充填成本增加，回采矿柱的贫化率大，造成采矿成本增加，综合效益降低；

⑤矿房超挖，跨落严格，采场大块产出率高，二次破碎量大，出矿效率低；

⑥国内同行业同类型矿山，单个采场的超挖量，均控制在6%以下，为降低贫化率和损失率提供一定的理论与实践依据；

⑦采场布孔参数与装药都以某采矿工艺比较成熟的矿山为参考，通过采场爆破后的效果，提供可借鉴的技术数据。

6 原因分析

在采矿工程中矿石的损失与贫化是在所难免的，那么影响采矿中损失率与贫化率的因素有多种。通过对以上数据分析并对在矿山开采生产中一些经验总结得出以下几种结论①布孔参数不合理。硐室内布孔的排距、孔底距及边界孔离矿柱的距离，从爆破后的效果看，应该进行局部的调整，以达到合理化。②爆破参数不合理。装药时线装药密度过大，边孔孔径过大，堵塞长度不合理，药包之间的间隔长度没有达到设计要求。③自检专检意识差，责任心不强。掘进在施工硐室时超挖过多不符合采准设计要求，边界孔坐标误差大，爆破时雷管分段不妥，施工斜插孔偏斜率过大，现场装药操作人员水平差。

7 结论

通过以上分析，对于布孔参数、爆破参数的确定，由于具体条件和影响因素的千差万别，理论的应用一定要与实际情况相结合，预测爆破区域内的地质变化，根据不同地段围岩的性质，随时调整布孔爆破的各种设计参数，只有通过现场不断地实验和改进，才能获得比较符合现场条件的参数。最终达到采矿工程中降低矿石损失率与贫化率的目标。

参考文献：

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[2]高尔新，杨仁树.爆破工程[M].中国矿业大学出版社，1999.

[3]陶颂霖.凿岩爆破[M].冶金工业出版社，1986.

[4]王英敏.矿井通风与防尘[M].冶金工业出版社，1986.