补偿空间

在矿块中开凿的用于容纳被爆破矿石碎胀出的体积的空间

补偿空间是指在矿块中开凿的用于容纳被爆破矿石碎胀出的体积的空间。矿床地下开采中，由于矿岩的碎胀性，在爆破自由面处开凿的足够用来容纳爆碎岩石的空间。常用拉底和拉切割槽两种方法形成，补偿空间按形状分为硐室型和细长型两种。前者用于被爆破矿石的稳固性较好时，这种补偿空间的体积多按使被爆破矿石能自由碎胀去确定；后者用于被爆破矿石的稳固性较差时，这种补偿空间的体积多按被爆破矿石的碎胀能处于受挤压状态去确定。补偿空间按布置形式分为水平布置的和垂直布置的两种。

简介

补偿空间是指在矿块中开凿的用于容纳被爆破矿石碎胀出的体积的空间。矿床地下开采中，由于矿岩的碎胀性，在爆破自由面处开凿的足够用来容纳爆碎岩石的空间。常用拉底和拉切割槽两种方法形成。

分类

补偿空间按形状分为硐室型和细长型两种。前者用于被爆破矿石的稳固性较好时，这种补偿空间的体积多按使被爆破矿石能自由碎胀去确定；后者用于被爆破矿石的稳固性较差时，这种补偿空间的体积多按被爆破矿石的碎胀能处于受挤压状态去确定。补偿空间按布置形式分为水平布置的和垂直布置的两种。前者与水平层回采落矿配套便用。后者与垂直层回采落矿配套使用。垂直布置的硐室型补偿空间对矿石稳固性差的适应能力比水平布置的要强。垂直布置的硐室型补偿空间的形成方法，是首先拉出切割槽，然后用上向中深孔或探孔将切割槽扩宽。水平布置的硐室型补偿空间的形成方法足；当补偿空间低于4m左右时，先用浅眼拉底，然后用浅眼挑顶；当补偿空间更高时，先拉切割槽，然后用中深孔扩宽切割槽。

爆破补偿空间开凿方法

1.浅眼留矿法

这是很多中小型金属矿山常用的一种开凿方法，结合中厚以下急倾斜矿体回采，划分矿房与矿柱，先用浅眼留矿法回采矿房，然后用中深孔一次性爆破回收各种矿柱。而阶段矿房法应用此技术时，则或在矿房中部或在矿房一侧布设浅眼落矿采场：其长度为阶段矿房法的宽度；采场宽度应大于3～5m；高度与阶段矿房法崩落高度一致；采场底部出矿结构与阶段矿房法相同；另需在采场两端各掘一条采准、通风天井和相应采场联络道。浅眼留矿法分层回采，分层高2～3 m；采下矿石后需从底部放出1 /3矿石，以保证采场有1. 7 m以上作业空间；采完出净后留下的空区即是矿房大爆破补偿空间。

这里需注意:一是采切工程设计要合理；二是采场联络道相互错开；三是采场矿壁要直立，超欠挖不大于0. 5 m；四是采场规格要整齐，所以回采落矿应重视质量，加强测量管理工作。

2.VCR法

VCR法是20 世纪70 年代加拿大某矿山回采矿壁时发明的一种新型空场采矿法，即球型药包倒漏斗后退式爆破回采法。根据利文斯顿漏斗爆破理论，把长度与直径之比小于6. 0的短柱状药包可视为当量球形药包。所以，在阶段矿房法中可用此法从底部结构开始往上逐层爆破至矿房回采结束，此乃VCR法。使用此法需要高威力乳化炸药，这就增大作业成本与管理难度。为降低成本也可用少量乳化炸药自下而上逐层爆破形成一个切割槽，即爆破补偿空间，然后用普通炸药再行大爆破。

其中要领:第一， VCR 法布孔有别于矿房爆破的一般深孔；第二，每次落矿高度有严格要求，爆前应检查每个炮孔实际高度，再决定该孔装药量；第三，底部出净矿石后再进行下一次爆破作业；第四，每次爆破应有设计，且严格按规程操作，不能产生拒爆现象，若发生处理非常困难，处理不好前功尽弃。

3.分段中深孔扩槽法

此法也叫一次成井法，是陕西省略阳县杨家坝铁矿与马鞍山矿山研究院于20世纪90年代初研究成功的一种方法。为回采急倾斜厚大铁矿采用无底柱分段崩落法，段高12m，间距12m，若用普通法掘进天井施工强度大，难度也大，作业时间长，与生产要求不配套，于是应用中深孔分段微差爆破法以中心孔为自由面利用17个炮孔爆破形成2m×2m切割天井，再以此天井为中心左右各3排，后2排与天井一起同时分段爆破而形成长12 m，宽3. 5～4. 0 m切割槽。此法满足了该矿生产技术要求，而我们应用时要几个分段同时使用才达目的。这样一来，增加了掘进工程量和生产难度。

杨家坝铁矿实践证明，此法形成切割槽形状虽不十分规则，但完全可以保证切割效果。适用于中等硬度矿岩， f = 8～10左右效果最好；过硬效果很不理想；过软炮孔容易变形，无法保证装药和爆破效果；矿岩裂隙太大或太多，也会大大降低凿岩和爆破效果。

4.普通天井扩槽法

这是阶段矿房法中最常用且比较简单的一种方法。它在矿房中央或一端自下而上用普通天井掘进至矿房顶端，若是深孔矿房需与顶部凿岩硐室贯通，然后用深孔扩槽爆破而形成爆破补偿空间；若是分段中深孔，即在分段凿岩巷道内垂直矿房再拉开凿岩巷道至矿房边界，以天井为自由面钻凿垂直上向平行中深孔爆破，分段爆破后形成一个矿房全高的中深孔爆破补偿空间。

这里主要问题是普通掘进天井法速度慢，耗材多，成本高，安全性稍差，一般掘通一条40～50 m高的天井需时一个月以上；如果不是贯通天井，通风效果差，低气压天气容易炮烟中毒。所以，普通掘进天井法加强局部通风非常重要。

5.吊罐天井扩槽法

此法的开凿方式、掘进顺序和扩槽方法与普通天井扩槽法一模一样，主要区别是用吊罐掘进天进速度快，通风好，且安全性也好些。但本法必须满足下面几个条件:一是天井上方应有贯通的巷道如深孔凿岩硐室；二是矿房底部结构具有出矿能力；三是自上而下或自下而上需钻凿一个直径100 mm以上垂直孔，偏斜少于3°～5°，可上下连通钢丝绳。如矿山或矿房使用深孔大爆破已经具备这几个条件，即可以使用吊罐法掘进天井。

其关键技术：一是导向孔非常垂直，否则钢丝绳磨损严重，偏斜过大该孔作废；二是天井凿岩时掏槽爆破的4个布置于大孔旁边的炮眼要合理，避免导向孔挤死堵塞；三是若发生堵塞事故，先用水冲，后小炮震动，都无效则需用钻机解决。

6.钻机天井扩槽法

自1962年美国罗宾斯公司生产天井钻机以来，许多国家都引进或仿制。近年来，由于刀具和设备不断改进，国外使用矿山日益增多。西方国家此类钻机已增至数百台，累计进尺约几十万米。我国已有20多个矿山在应用，总进尺超万米。凿孔直径一般为0. 5～2. 0 m。钻进方式有两种:一种是上扩法，钻机安装于上水平，用牙轮钻头向下钻凿导向孔，与下部中段贯通后，换上扩孔钻头自下而上扩至上部水平；另一种为下扩法，其作业程序与上述相反。孔深一般为30～50 m。该法要求上下要有贯通通道，优点是井壁稳定与光滑，通风阻力小；作业安全，劳动强度小；掘进速度快，工效高。缺点为设备投资和生产成本较高，为此，一般矿山多用于掘进通风井，在阶段矿房法中作为天井扩槽爆破未见使用。

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