[发明专利]一种露天矿浅埋采空区爆破方法

说明书

一种露天矿浅埋采空区爆破方法，属于工程爆破技术领域，包括如下步骤，步骤1、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、确定采空区上方顶板安全厚度，选择穿孔设备，设计穿孔方案；步骤3、确定采空区顶板松动爆破及侧向抛掷爆破孔网参数，设计装药结构和起爆网络；步骤4、估算爆堆尺寸；步骤5、进行采空区体积平衡计算，确定爆破塌落体积；步骤6、布置炮孔、装药、填塞；步骤7、联结起爆网络并进行起爆，观察记录崩落充填效果。本发明充分利用地下采空区创造的侧向自由面条件，在实施顶板崩落充填同时，辅以侧向抛掷充填，可实施单侧、双侧或多侧侧向爆破抛掷充填，提高地下采空区充填率，减少或避免二次人工充填。

技术领域

本发明属于工程爆破技术领域，尤其是涉及一种露天矿浅埋采空区爆破方法。

背景技术

目前很多矿山存在多处地下采空区，近年来，由于矿山周边矿产资源未集中整合，不规范的开采又进一步扩大了地下采空区的数量，而矿山采空区的塌陷、涌水和边坡失稳是极为严重的矿山地质灾害，因此这些采空区的存在给矿山设备和人员的安全带来严重的威胁，同时也给开采计划组织执行带来极大困难。然而当前国内矿山工程在进行采空区爆破崩落时没有考虑充填效率，对于顶板爆破后的浅埋采空区，采用单一采空区顶板崩塌技术，往往由于散体体积不足以完全充填空区，从而导致爆后产生较深塌陷坑，造成二次人工充填工程量的增加，不仅没有完全消除生产安全隐患，还增加了采空区治理投资和工期。

发明内容

基于现有爆破方法爆破后易产生较深塌陷坑的技术问题，本发明提出一种露天矿浅埋采空区爆破方法，目的在于顶板厚度满足钻孔安全作业条件下，空间上充分利用地下采空区创造的侧向自由面条件，在实施顶板崩落充填同时，辅以侧向抛掷充填，可实施单侧、双侧或多侧侧向爆破抛掷充填，提高地下采空区充填率，减少或避免二次人工充填。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种露天矿浅埋采空区爆破方法，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。

进一步地，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)。

进一步地，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