CN112146528A - 一种露天矿下部采空区顶板富水爆破处理方法 - Google Patents

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莫麟
王继野
于洋
陈帅
李成峰
赵鑫
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Abstract

本发明提供了一种露天矿下部采空区顶板富水状态下的爆破处理方法，包括如下步骤：对顶板富水采空区初步探测掌握其轮廓范围；根据采空区轮廓及周边地形以采空区轮廓几何中心为基准按照设计爆破参数布设爆破孔位，并全部设计采用垂直孔；以中心基准孔位为起始孔向四周间隔孔位穿透采空区顶板，并记录实际穿透深度；采空区轮廓范围内其它孔根据其周围孔穿透深度均值减去1.5‑3m为设计深度进行施工；穿透孔底部采用带有坠体的气囊进行封堵，并先用直径1‑3cm碎石回填1m，然后尾砂回填2m密实；钻孔装药、回填，网路连接后起爆。本发明方法简单、方便、速度快，能够很好的解决露天矿下部采空区顶板富水的崩落爆破处理难题。

Description

一种露天矿下部采空区顶板富水爆破处理方法
技术领域
本发明属于爆破技术领域，具体涉及到露天矿山下部充水采空区顶板也富水的崩落爆破处理方法。
背景技术
顶板崩落爆破处理是目前露天矿山常用的采空区处理方案，由于测量误差、仪器偏差、方位影响、磁偏角等的影响，采空区顶板形态很难通过激光扫描准确掌握。通常采用根据采空区轮廓穿透范围内的爆破孔并吊孔回填的形式进行装药爆破处理，但当采空区充水其顶板也富水时激光扫描已完全不行，采空区顶板数据基本完全缺失。在这种情况下崩落爆破处理采空区顶板，若采用孔底部预留岩层的方法爆破孔深度无法准确进行设计，极易造成预留厚度过大顶板无法完全破碎崩落或爆破效果不佳、顶板岩体夹制无法塌落，若采用在轮廓范围采用穿透并吊孔的方案因水层的影响也造成一般的吊孔封堵方法施工难度大同时其底部封堵效果也无法保证，炸药易从孔底流失造成浪费及爆破施工管控难度加大。
因此，如何提供一种适用在露天矿下部采空区顶板富水的爆破处理方法，能科学设计爆破孔深度，有效控制穿透孔底封堵效果保证炸药装填质量，使富水的采空区顶板能够有效的一次崩落充填空腔是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种适用在露天矿下部采空区顶板富水的爆破处理方法，包括以下几个步骤：
（1）对充水空腔进行探测，掌握其准确的空腔轮廓；
（2）根据采空区轮廓及周边地形以采空区轮廓几何中心为基准按照合计爆破参数布设爆破孔位，并全部设计采用垂直孔；
（3）以中心基准孔为起始孔向四周方向间隔穿透采空区顶板，并记录实际穿透深度；
（4）采空区轮廓范围内其它孔根据其周围孔穿透深度均值减去1.5-3m为设计深度进行施工；
（5）穿透孔底部采用带有坠体的气囊进行封堵，并用尾砂回填密实；
（6）钻孔装药、回填，网路连接后起爆。
步骤（1）中充水空腔探测是在地表通过钻孔使用声呐设备对空腔进行探测，必须形成完整的投影轮廓点云。
步骤（2）中垂直孔质量要求为孔斜不超过3°。
步骤（4）中采空区轮廓范围内其它孔设计深度当其周围孔穿透深度差值超过5m时，根据均值减去较小值；周围孔穿透深度差值小于5m时，根据均值减去较大值；
步骤（5）中带有坠体的气囊通过穿透孔下放至大于穿透深度0.5m，然后充气回拉至孔底并拉紧，采用1-3cm的碎石回填1m，尾砂回填2m，回填过程中不断探测孔深，确保回填质量；
步骤（6）中装药采用混装乳化炸药，孔口回填长度大于底部回填总长1-3m。
本发明通过间隔穿透设计的爆破孔掌握采空区顶板实际厚度，并根据穿透孔深度确定其余孔深，同时采用带坠体的气囊封堵穿透孔底，回填碎石及尾砂保证底部回填封堵和效果，从而实现顶板富水采空区的崩落爆破参数科学设计，实现富水顶板的一次爆破崩落处理，消除采空区形成的安全隐患，且施工工艺简单、操作安全、施工速度快。
附图说明
图1 在地表通过钻孔利用声呐设备对下部充水采空区进行测量示意图；
图2 根据采空区轮廓以几何中心为基准间隔布设穿透孔示意图；
图3 透孔利用带坠体的气囊封堵孔底并回填碎石和尾砂示意图；
图4带有坠体的气囊示意图；
附图中：1为声呐设备，2为测量形成的点云轮廓，3为充水空腔，A为中心基准穿透孔，BCD为先轮廓延伸布设的穿透孔，E为间隔布置的不穿透孔，4为带有坠体的气囊，5为回填的1-3cm碎石，6为回填的尾砂，7为孔口回填段，8为充气小管，9为气囊上易与孔底岩层接触部位设置的加厚耐磨橡胶，10为坠体。
具体实施方式
下面将参考附图1、附图2、附图3、附图4，对本发明进一步完整地描述，
（1）在地表通过钻孔下放声呐设备1进入充水空腔3进行探测，掌握其准确的空腔轮廓，当单孔测量点云2垂直投影不封闭时根据初步轮廓补孔探测，形成采空区完整的垂直投影轮廓；
（2）根据采空区轮廓及周边地形以采空区轮廓几何中心为基准按照合计爆破参数布设爆破孔位，并全部设计采用垂直孔，控制孔斜保持在3°内；
（3）以中心基准孔A为起始孔向四周方向间隔穿透采空区顶板，如图中BCD等实心圆，并按顺序记录实际穿透深度L1、L2、L3、L4；
（4）采空区轮廓范围内其它孔，如图2所示E空心圆，其设计穿孔深度根据周围孔穿透深度均值L1、L2、L3、L4减去1.5-3m为设计深度进行施工；当L1、L2、L3、L4互相之间差值最大数超过5m时，根据均值减去1.5-2.5m为该孔设计深度；L1、L2、L3、L4互相之间差值最小数小于5m时，根据均值减去2.5-3m为该孔设计深度；
（5）对于穿透孔，将带有坠体10的气囊4在不充气状态下利用进气小管8下放至大于穿透深度0.5m位置，然后充气回拉至与孔底岩层紧密贴合并拉紧，采用1-3cm的碎石5回填1m，尾砂6回填2m，回填过程中不断探测孔深，确保回填质量；
（6）所有钻孔装药采用混装乳化炸药，孔口回填段7长度大于底部回填碎石和尾砂总长度1-3m，网路连接后起爆。
经过大量创造性试验证明:本发明施工工艺简单、操作安全,施工速度快,实现了采空区顶板不确定情况下爆破孔深度的合理设计，确保了穿透孔孔底的回填质量，能够实现充水采空区富水顶板的有效爆破崩落处理。
上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明,但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (6)

1.一种露天矿下部采空区顶板富水状态下的爆破处理方法，其特征在于包括下列步骤：
1）对充水空腔进行探测，掌握其准确的空腔轮廓；
2）根据采空区轮廓及周边地形以采空区轮廓几何中心为基准按照合计爆破参数布设爆破孔位，并全部设计采用垂直孔；
3）以中心基准孔为起始孔向四周方向间隔穿透采空区顶板，并记录实际穿透深度；
4）采空区轮廓范围内其它孔根据其周围孔穿透深度均值减去1.5-3m为设计深度进行施工；
5）穿透孔底部采用带有坠体的气囊进行封堵，并用尾砂回填密实；
6）钻孔装药、回填，网路连接后起爆。
2.如权利要求1所述的一种露天矿下部采空区顶板富水状态下的爆破处理方法,其特征在于：步骤1)中充水空腔探测是在地表通过钻孔使用声呐设备对空腔进行探测，形成完整的投影轮廓点云。
3.如权利要求1所述的露天矿下部采空区顶板富水状态下的爆破处理方法，其特征在于：步骤2)中垂直孔倾斜小于3°。
4.如权利要求1所述的一种露天矿下部采空区顶板富水状态下的爆破处理方法，其特征在于：步骤4)中采空区轮廓范围内其它孔设计深度当其周围孔穿透深度差值超过5m时，根据均值减去较小值；周围孔穿透深度差值小于5m时，根据均值减去较大值。
5.如权利要求1所述的一种露天矿下部采空区顶板富水状态下的爆破处理方法，其特征在于：步骤5)中带有坠体的气囊通过穿透孔下放至大于穿透深度0.5m，然后充气回拉至孔底并拉紧，采用1-3cm的碎石回填1m，尾砂回填2m，回填过程中不断探测孔深，确保回填质量。
6.如权利要求1所述的一种露天矿下部采空区顶板富水状态下的爆破处理方法，其特征在于：步骤6)中装药采用混装乳化炸药，孔口回填长度大于底部回填长度1m以上。
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