一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法

摘要

本发明公开了一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法。本发明通过方法实时获取采场悬顶高度以及所述采场悬顶进路周边空间关系数据；分析采集到的采场悬顶相关数据，并实时生成采场悬顶产生原因信息；根据所述采场悬顶产生原因信息，实时生成处理措施及方案，结合生成的处理措施及方案，可以消除导致悬顶的不良因素，有效的降低了采场悬顶频次。本方案悬顶处理充分结合现场实际，采取有针对性的处理技术措施，保障采场生产组织安全、高效、持续、健康发展。

说明书

技术领域

本发明属于金属矿山开采技术领域，具体涉及一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法。

背景技术

无底柱分段崩落法采场在回采过程中，遇断层、节理裂隙、矿岩交界等复杂地质条件时，易因中（深）孔破坏堵塞导致爆破效果不佳，或因爆破孔网参数选择不合理、炸药性能差、装药联线失误等消极因素影响，导致采场出现悬顶。采场悬顶对整体生产组织影响较大，且存在较大安全隐患。

此外，无底柱分段崩落法采场在受断层破坏、节理裂隙发育及矿岩交界的区域，中（深）孔施工后易出现堵孔问题。装药爆破过程中也会出现部分批次炸药性能差、装药返粉大、爆破网路被破坏等问题，多重因素同时出现或单项关键因素影响，都会导致采场悬顶。悬顶对无底柱分段崩落法采场整体生产组织造成极大的影响，处理不当也会面临较高的安全风险。

也就是说，无底柱分段崩落法采场悬顶是指：中（深）孔爆破后，崩落体下部正常被破碎下落，上部因不良因素影响而导致未能正常破碎，上部形成“屋檐状”实体，根据悬顶高度可分为低位悬顶和高位悬顶两种（详见附图1-2）。因受上部实体阻挡，上部和部分正面矿石未能自然滑落，一方面导致正面废石提前混入而造成矿石提前贫化，影响回贫指标；另一方面出矿后形成“鸡窝状”采空区，对采场生产组织带来极大的安全隐患。

采场悬顶实体若不及时处理，一是出矿时眉线口出现空洞，正面矿石大面积滑落或上部部分松散矿石突然下落时会形成飞石和冲击波，损坏巷道内设备设施和造成人员伤亡；二是后排爆破时上部抵抗线较大，无法正常崩落，导致上部悬顶面积扩大，造成恶性循环；三是影响整个矿块的生产组织，降低生产组织效率。

因此，针对以上无底柱分段崩落法采场生产过程中所存在的悬顶技术问题缺陷，急需设计和开发一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法；

本发明的目的是这样实现的：所述方法具体包括如下步骤：

实时获取采场悬顶高度以及所述采场悬顶进路周边空间关系数据；分析采集到的采场悬顶相关数据，并实时生成采场悬顶产生原因信息；根据所述采场悬顶产生原因信息，实时生成处理措施及方案。

本发明通过方法实时获取采场悬顶高度以及所述采场悬顶进路周边空间关系数据；分析采集到的采场悬顶相关数据，并实时生成采场悬顶产生原因信息；根据所述采场悬顶产生原因信息，实时生成处理措施及方案，结合生成的处理措施及方案，可以消除导致悬顶的不良因素，有效的降低了采场悬顶频次。本方案悬顶处理充分结合现场实际，采取有针对性的处理技术措施，保障采场生产组织安全、高效、持续、健康发展。

附图说明

图1为本发明一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法之低位悬顶示意图；

图2为本发明一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法之高位悬顶示意图；

图3为本发明一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法之侧向补孔爆破处理低位悬顶平面示意图；

图4为本发明一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法之侧向补孔爆破处理低位悬顶剖面示意图；

图5为本发明一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法之正面补孔爆破处理高位悬顶平面示意图；

图6为本发明一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法之正面补孔爆破处理高位悬顶剖面示意图；

图7为本发明一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法之正面加密炮孔强制爆破平面示意图；

图8为本发明一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法之正面加密炮孔强制爆破剖面示意图；

图9为本发明一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法之低铁矿侧向补孔处理340m分段533进路悬顶示意图；

图10为本发明一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法流程示意图；

图中：

1-空区；2-出矿进路；3-进路连道；4-中深孔；5-覆盖层；6-补中深孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，以便所属领域技术人员详细了解本发明，但不以任何方式对本发明加以限制。依据本发明的技术启示所做的任何变换或改进均属于本发明的保护范围。

以下结合附图对本发明作进一步阐述。

如图1-10所示，本发明提供了一种高效适用于处理无底柱分段崩落法采场悬顶的方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1、实时获取采场悬顶高度以及所述采场悬顶进路周边空间关系数据；

S2、分析采集到的采场悬顶相关数据，并实时生成采场悬顶产生原因信息；

S3、根据所述采场悬顶产生原因信息，实时生成处理措施及方案。

所述处理措施及方案具体包括：侧向补孔爆破处理低位悬顶、正面补前倾孔爆破处理高位悬顶以及正面加密炮孔强制爆破切断悬顶实体。

所述处理措施及方案中采用的补孔设备为山特维克DL421；凿岩极限孔深为45m，炮孔直径为φ102mm。

所述侧向补孔爆破处理低位悬顶具体为：采用侧向扇形中深孔布置方式，孔底距取值范围为2.6-3.2m；孔深取值范围为15-40m，边孔角大于15°设置。

所述正面补前倾孔爆破处理高位悬顶具体为：采用前倾扇形中深孔布置方式，孔底距取值范围为2.6-3.2m；孔深取值范围为15-40m，边孔角大于45°设置；前倾孔排位角度大于70°设置。

所述正面加密炮孔强制爆破切断悬顶实体具体为：采用垂直扇形中深孔布置方式，孔底距取值范围为2.6-3.2m；孔深取值范围为15-40m，边孔角大于60°设置。

所述爆破使用粒状硝铵炸药，雷管使用5m及9m、15m长脚线导爆管雷管。

所述爆破装药只装孔底部分，装药深度为5-15m。

也就是说，本发明提供一种悬顶处理的流程及方案，具体如下：

① 悬顶处理流程：测量悬顶高度→综合悬顶进路周边空间关系→分析悬顶出现的原因→综合分析后选定处理措施及方案→补孔或爆破处理。

② 处理方案：侧向补孔爆破处理低位悬顶、正面补前倾孔爆破处理高位悬顶、正面加密炮孔强制爆破切断悬顶实体。

③补孔设备及凿岩孔径：使用山特维克DL421中深孔凿岩台车，凿岩精度高，凿岩极限孔深45m，炮孔直径φ102mm。

④凿岩技术参数

侧向补孔爆破处理低位悬顶：采用侧向扇形中深孔布置方式，孔底距2.6-3.2m；孔深15-40m，边孔角根据悬顶高度而定，一般大于15°。

正面补前倾孔爆破处理高位悬顶：采用前倾扇形中深孔布置方式，孔底距2.6-3.2m；孔深15-40m，边孔角大于45°；前倾孔排位角度大于70°。

正面加密炮孔强制爆破切断悬顶实体：采用垂直扇形中深孔布置方式，孔底距2.6-3.2m；孔深15-40m，边孔角大于60°（以补中部深孔为主）。

⑤装药爆破：爆破使用粒状硝铵炸药，雷管使用5m及9m、15m长脚线导爆管雷管，爆破装药只装孔底部分，装药深度5-15m，避免对相邻进路中深孔、正排中深孔及巷道顶板造成破坏。

悬顶的预防措施：

①选择合理的爆破孔网参数。根据矿岩性质、采场结构参数、凿岩孔径等综合分析及现场试验，选择切合矿山现场实际的爆破孔网参数，其参数不易过大亦不易过小。参数过大则会造成崩矿步距大而导致采场悬顶，参数过小则易出现眉线口被破坏，后排炮孔完好率低或埋孔的现象，从而形成小步距叠加形成大步距爆破的被动局面，易造成采场悬顶。

②加强地质资料管理，中（深）孔设计及施工时，根据地质资料和现场实际情况，合理调整炮孔排位，避开断层或矿岩交界位置，尤其是孔口位置，降低中（深）孔被损坏的概率，从而降低悬顶概率。

③规范中（深）孔施工和验收，严格按设计孔深及倾角施工，误差范围须符合规范要求，避免因中深孔未按设计施工或误差较大而影响爆破效果。且在爆破前须对中（深）孔进行复测，出现堵孔时，及时采取捅孔、高压风洗孔、雷管爆破冲孔等方式处理堵孔，必要时重新补孔。中（深）孔完好率达不到要求时，非特殊情况下不得组织爆破。

④加强装药联线及爆破管理。装药前，须检查炸药是否在有效期内，严禁使用劣质炸药；严格按设计规范装药联线，专业技术人员现场指导，起爆前对爆破网路进行复查。避免因炸药猛度不足或装药联线不合理或爆破网路损坏导致爆破悬顶。

铁矿无底柱分段崩落法采场悬顶遵行“超前预防”的原则，消除导致悬顶的不良因素，有效的降低了采场悬顶频次。悬顶处理充分结合现场实际，采取有针对性的处理措施，保障采场生产组织安全、高效、持续、健康发展。

具体来说，侧向补孔爆破处理低位悬顶：低位悬顶因实体厚度大，空区面积小，正面处理较为困难。若悬顶区域超前两侧出矿进路，侧面进路内满足凿岩设备施工空间需求，则在侧面进路补倾向扇形炮孔，炮孔延伸至悬顶实体内。装药爆破时只装悬顶实体范围内炮孔，长脚线雷管起爆，以正面覆盖层和下部空区为自由面爆破崩落悬顶实体。详见图3-4。

正面补前倾孔爆破处理高位悬顶：高位悬顶实体厚度小，空区面积大，侧面补孔无法延伸至实体内或补孔控制面积小，只能采用正面补孔的方式处理。正面补孔时，以眉线口为界线往外偏移一定安全距离布设多排前倾扇形炮孔，炮孔延伸至悬顶实体内。装药爆破时只装实体范围内炮孔，长脚线雷管起爆，多排分段爆破，以下部空区为自由面崩落悬顶实体。详见图5-6。

正面加密炮孔强制爆破切断悬顶实体：无底柱分段崩落法在采矿生产过程中，会遇到较为特殊的悬顶状态。悬顶进路两侧均已超前悬顶实体，两侧进路无侧向补孔条件，而悬顶实体厚度又较为厚大，设备前倾角度又较小，正面补前倾孔无法控制中下部悬顶实体。此种状态下，则可以采取正面加密炮孔排位，加大装药量，以两侧和正面覆盖层为自由面，强行爆破直接切断悬顶实体。详见图7-8。

处理实例：铁矿340m分段533进路低位悬顶处理

如附图9，其中：有效装药长度14m；铁矿340m分段533进路低位悬顶处理。低位悬顶补偿空间小，补孔数量较多，补孔后分2次爆破处理。补孔4-7一方面起到探孔的作用，另一方面作为第一次爆破孔，扩大空区体积。补孔1-3作为主爆破孔，第二次爆破以第一次爆破后形成的采空区及正面挤压爆破为自由面，爆破处理悬顶实体。使用DL421中深孔台车凿岩，补孔参数为：中深孔直径φ102mm，孔底距2.6-3.2m。爆破使用粒状硝铵炸药，雷管使用9m或15m长脚线导爆管雷管，爆破装药只装孔底部分，避免对相邻进路中深孔及顶板造成破坏。