[发明专利]一种露天矿浅埋采空区爆破方法

权利要求书

1.一种露天矿浅埋采空区爆破方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、收集采空区相关资料，确定采空区周围矿石性质，赋存条件和几何空间特征；

步骤2、根据收集的采空区相关资料，确定采空区上方顶板的安全厚度，根据采空区顶板的安全厚度确定穿孔设备和方案；

步骤3、根据采空区周围矿石性质，赋存条件和几何空间，以及采空区上部顶板厚度条件以及穿孔方式和设备，确定采空区顶板崩落炮孔爆破参数及侧向抛掷炮孔爆破参数，设计装药结构和起爆网络；

步骤4、根据矿石性质、爆破孔网参数、装药结构和起爆网络，分别采用台阶地形爆堆估算法计算或利用Weibull数学模型进行爆堆形态模拟两种方法估算爆堆尺寸；

步骤5、根据估算法计算或爆堆形态模拟结果，进行采空区体积平衡计算，配平崩落充填体与采空区体积，并采用补偿空间约束条件验算，确定爆破塌落体积；

步骤6、依据以上爆破方案，在采空区顶板上部和侧方布置炮孔，根据采空区容积按照从侧向、上部依次起爆顺序布置顶板单侧或双侧药包，直至完全充填采空区，其中，在采空区侧向的抛掷区采用分段装药布置两层药包；在采空区下部，进行药包的采空区抛掷充填，满足上部药包爆破体积增量，以配平下部抛掷药包爆破产生的塌落体积；

步骤7、联结起爆网络并进行起爆。

2.根据权利要求1所述的一种露天矿浅埋采空区爆破方法，其特征在于：所述步骤2中，安全厚度既能满足采空区上方的钻孔爆破作业安全要求，又能实现一次装药爆破塌陷的要求，考虑采空区上部岩石受力作用情况与岩石力学特性，根据采空区参数及上方作业的设备设施，最终确定采空区顶板最小安全厚度(B)。

3.根据权利要求1所述的一种露天矿浅埋采空区爆破方法，其特征在于：所述步骤2中，穿孔设备与顶板安全厚度匹配符合要求，根据顶板矿体稳固性，采用下式所选穿孔设备进行校核：

B/Kl_n≥0.5

式中，B为顶板厚度；K为不同设备的安全作业系数，采用牙轮钻机穿孔时K≥2，采用分体式潜孔钻机时，2K≥1.5；l_n为采空区跨度。

4.根据权利要求1所述的一种露天矿浅埋采空区爆破方法，其特征在于：所述步骤2中，对于无法满足最轻量级钻机顶板安全厚度的采空区，选择在钻机安全作业位置向顶板钻穿下向扇形炮孔。

5.根据权利要求1所述的一种露天矿浅埋采空区爆破方法，其特征在于：所述步骤3中，通过下式确定侧向抛掷炮孔爆破参数：

a＝W(2+n)/2N

式中，a为孔距，m；W为最小抵抗线长度，m；n为爆破作用指数；N为单个集中药包所负担方量上的深孔数目；

通过下式计算侧向抛掷炮孔单孔装药量：

Q₁＝qab₁K₁L₁

式中，Q₁为侧向抛掷炮孔单孔装药量，kg；q为单耗，kg/m³；b₁为排距，b₁＝a，m；L₁为药柱长度，m；K₁为考虑受前面各排孔矿岩阻力作用系数；

通过下式确定顶板崩落炮孔爆破参数：

b₁＝0.8a

L₂＝H-3

式中，为孔径，mm；H为台阶高度，m；L₂为孔深，m；

通过下式计算顶板崩落炮孔单孔装药量：

Q₂＝qab₁H

式中，Q₂为顶板崩落炮孔单孔装药量，kg。