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vcr采矿法在国内外的应用

1vcr采矿法在我国的发展历程

口粉锌矿资源丰富，品质优良，储量大。这是中国著名的大型地下采矿矿床。矿山于1958年建矿,1968年投产,经过多期建设与扩产技术改造,目前已形成日处理铅锌矿石5500吨、年产18万吨铅锌金属量的生产生产规模和能力。矿山采用中央竖井、斜坡道开拓,开采深度目前已近900m,斜坡道长度达8000m,上部中段高度为40m,深部中段为50m,从1968年至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。自上世纪七十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、西班牙等国家于上世纪七十年代中后期相继得到推广应用。上世纪八十年代初,凡口铁矿与长沙矿山研究院、北京矿冶研究总院等科研单位合作,率先在国内开展了VCR采矿法的试验研究,1983年试验取得圆满成功,试验成果达到国外先进水平。1985年1月“凡口铅锌矿大孔径深孔采矿法”(简称FDQ采矿法)项目荣获国家科技进步二等奖。此后,VCR采矿法迅速在我国矿山得到了广泛推广应用。VCR采矿法在我矿试验成功并推广使用30年来,取得了显著的技术经济成果,不仅为凡口的矿山生产发展和技术进步作出了重要贡献,而且有力地推动了我国采矿技术的发展。实践证明,VCR采矿法是一种高效、安全、低成本的采矿工艺。

2采矿法的应用

2.1发展过程

凡口铅锌矿的VCR采矿法应用发展,大致分为四个阶段:试验研究阶段、推广应用阶段、暂缓使用阶段和恢复使用与创新阶段。

2.1.1采场充填采矿法试验研究

1982年7月至1984年12月为试验研究阶段,凡口铁矿与长沙矿山研究院、北京矿冶研究总院合作,先后在井下6个采场进行VCR采矿法试验研究,共回采矿石20万t,采场生产(出矿)能力达到733～1000t/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的生产规模创造了重要条件。

2.1.2矿法的推广

1985年1月至1994年12月为推广应用阶段,VCR采矿法在凡口铁矿试验成功后,迅速得到推广。这个阶段的使用情况,见表1。这段时期VCR采矿法推广使用,大大提高了凡口铅锌矿的生产效率并节约了生产成本,取得了显著的经济效益。

2.1.3采场充填体不全

1995年至2007年,矿山生产技术情况发生了变化。一方面,由于VCR采矿法在推广使用中逐渐出现爆破矿石块度较大、采场变帮控制困难以及采场嗣后充填脱水等问题,特别是在回采间柱采场时,采场两边充填体变帮控制不好,造成充填体混入矿石中,对选矿工艺带来较大影响;另一方面,随着矿山开采矿体条件的变化和盘区机械化分层充填采矿法的进一步推广应用,矿山采用的采矿方法有了选择的余地。因此,这段时间,VCR采矿法在矿山处于暂缓使用阶段(如2003～2007年VCR采矿法使用情况,见表2),甚至停止了使用。

2.1.4u3000在矿山中的应用情况

2008年至现在,随着矿山安全生产形势和井下用工人员结构等因素的变化,矿山需要寻找更加安全和高效的采矿工艺技术。VCR采矿工艺技术在矿山又逐渐恢复使用并进行了改进和创新。

这段期间,凡口铁矿根据矿山深部矿体结构较差的情况,在原VCR采矿法下向爆破崩矿的基础上加以改进,在破穿拉槽区位置后,以爆破空场为自由面实行侧向崩矿。2008年该矿与中南大学合作,将VCR采矿法改进发展为现在的无底柱深孔后退式采矿法。2008年开始到2010年9月,该矿又与北京矿冶总院合作在深部进行了精密VCR采矿的实验。此段时期应用情况见表3。

2.2使用当前条件

2.2.1无砂区采场布

VCR采矿法采场,一般选择矿体急倾斜中厚以上,形态较规整,矿、围岩均稳固的矿体,垂直于矿体布置,采场高度为井下中段高度,40～50m,采场宽度为8～10m。采场上部布置凿岩硐室,采场底部布置拉底巷(层),或叫下部硐室。我矿VCR采矿法采场典型结构如图1。

2.2.2t-100/400型高气压钻机

目前,凡口铁矿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。

2.2.3炮孔起爆方法

VCR法采场的爆破工艺主