适用于自然崩落法拉底巷道过断层破碎带的快速拉底方法与流程

[0001]
本发明涉及采矿技术领域，特别涉及一种适用于自然崩落法拉底巷道过断层破碎带的快速拉底方法。


背景技术：

[0002]
自然崩落法是通过岩体自重与地压作用实现大规模采矿的方法，通过拉底层的扇形中深孔爆破技术，对暂时稳定的冒落拱边帮进行切割，诱导岩体持续冒落，自然崩落成块体。在拉底持续的推进中，不可避免的遇到厚断层与拉底巷道切割的情况，拉底推进至断层位置处，极易诱发拉底巷道垮冒，同时也易诱发底部结构的应力集中。


技术实现要素：

[0003]
本发明提供了一种适用于自然崩落法拉底巷道过断层破碎带的快速拉底方法，以解决自然崩落法拉底过程中切割厚断层易产生拉底巷道垮塌的技术问题。
[0004]
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
[0005]
一种适用于自然崩落法拉底巷道过断层破碎带的快速拉底方法，包括：
[0006]
当拉底爆破推进至断层时，根据铲运机最大出矿量和一次性扇形中深孔爆破中设计的排间距，确定一次性扇形中深孔爆破的最大爆破排数；
[0007]
基于所述最大爆破排数，根据断层厚度，确定所需的爆破排数；
[0008]
设计扇形中深孔爆破的爆破参数；其中，所述爆破参数包括采用扇形中深孔爆破时每排炮孔个数、炮孔深度以及炮孔倾角；
[0009]
对设计好的炮孔采用连续装药结构，每排相邻孔口不装药长度交叉布置；
[0010]
对装药后的炮孔采用排间微差起爆方式，孔口、孔底同时起爆，完成拉底。
[0011]
进一步地，采用扇形中深孔爆破时排间距为2.0m，每排炮孔个数为8个，炮孔深度不均，处于6.30m～12.50m之间，炮孔倾角处于42
°
～132
°
之间。
[0012]
进一步地，所述对设计好的炮孔采用连续装药结构，每排相邻孔口不装药长度交叉布置，包括：对设计好的炮孔采用连续装药结构，每排相邻孔口不装药长度2.5m、3.5m交叉布置。
[0013]
进一步地，所述对设计好的炮孔采用连续装药结构，每排相邻孔口不装药，长度交叉布置，还包括：使用高压风将起爆药卷装入孔底，再使用高压风连续装入粒状铵油炸药，孔口装入起爆药卷，使用导爆管引线接到孔口外。
[0014]
进一步地，每个炮孔起爆药量2kg，每排总装药量249.06kg。
[0015]
进一步地，所述对装药后的炮孔采用排间微差起爆方式，孔口、孔底同时起爆，包括：采用非电导爆管雷管孔底、孔口起爆，多排分段微差爆破，雷管采用非电毫秒导爆管雷管，排间微差，同排同段起爆。
[0016]
进一步地，所述对装药后的炮孔采用排间微差起爆方式，孔口、孔底同时起爆，还包括：联线采用ms1段，第一排采用ms9段雷管，断层排采用ms2n-1段雷管，尾排采用ms2n+1
段雷管；其中，n为正整数。
[0017]
本发明提供的技术方案适用于自然崩落法拉底过拉底巷道的断层地质工况条件，其带来的有益效果至少包括：
[0018]
1、本发明能够有效避免拉底过切割拉底巷道断层区域垮塌的可能性；
[0019]
2、本发明能够一定程度的避免断层揭露，降低拉底层施工的安全风险；
[0020]
3、本发明可避免拉底巷道垮塌，拉底巷道二次支护，停产风险，以及底部结构的应力集中，为矿山的正常运行提供了保障。
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]
图1为本发明实施例提供的适用于自然崩落法拉底巷道过断层破碎带的快速拉底方法的流程示意图；
[0023]
图2为自然崩落法过断层示意图；
[0024]
图3为自然崩落法过断层断面示意图；
[0025]
图4为自然崩落法过断层剖面示意图。
[0026]
附图标记说明：
[0027]
1、采空区；2、原岩；3、断层；4、拉底爆破区；5、围岩冒落区；6、松动出矿区；7、扇形中深孔；8、拉底巷道。
具体实施方式
[0028]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0029]
请参阅图1至图4，本实施例提供了一种适用于自然崩落法拉底巷道过断层破碎带的快速拉底方法，首先，为便于相关人员理解本实施例方案，现结合图2、图3和图4，对本实施例方法的应用场景进行简单说明，该应用场景中包括采空区1、原岩2、断层3、拉底爆破区4、围岩冒落区5、松动出矿区6、扇形中深孔7和拉底巷道8；其中，断层切割与拉底巷道的位置关系如图1所示。断层切割拉底巷道断面结构如图2所示。断层切割与拉底巷道剖面关系如图3所示。
[0030]
基于上述，本实施例的方法在拉底爆破施工时，在断层3与巷道切割交叉布置时，为避免断层3结构弱面的揭露，通过一次多排拉底巷道爆破，对断层3结构弱面应力集中现象进行释放，实现快速通过断层切割拉底巷道8区域。首先起爆切割断层3结构弱面区域，在起爆非断层区域。首先设计爆破排数，其次，设计各排炮孔装药量以及崩落矿量，再次，设计起爆顺序，最后，确定铲运机最大出矿量，从而实现快速通过断层3切割拉底巷道8区域。
[0031]
其中，切割断层拉底爆破示意图如图2所示。针对切割断层(巷道走向与断层切割)，根据断层厚度，一次爆破n排(n≥3)，尽量减少爆破次数，从而实现快速过断层，进而有效避免断层结构弱面揭露导致断层应力集中，造成拉底巷道垮塌的现象。具体地，本实施例
方法的执行流程如图1所示，包括：
[0032]
s101，当拉底爆破推进至断层时，根据铲运机最大出矿量和一次性扇形中深孔爆破中设计的排间距，确定一次性扇形中深孔爆破的最大爆破排数；
[0033]
s102，基于最大爆破排数，根据断层厚度，确定所需的爆破排数；
[0034]
s103，设计扇形中深孔爆破的爆破参数；其中，爆破参数包括采用扇形中深孔爆破时每排炮孔个数、炮孔深度以及炮孔倾角；
[0035]
具体地，在本实施例中，排间距为2.0m，每排炮孔个数为8个，炮孔深度不均，处于6.30m～12.50m之间，炮孔倾角分布于42
°
～132
°
之间。
[0036]
s104，对设计好的炮孔采用连续装药结构，每排相邻孔口不装药长度交叉布置；
[0037]
具体地，在本实施例中，上述步骤的实现过程为：使用高压风将起爆药卷装入孔底，再使用高压风连续装入粒状铵油炸药，孔口装入起爆药卷，使用导爆管引线接到孔口外。第一排相邻孔口不装药长度2.5m、3.5m交叉布置，第二排相邻孔口不装药长度2.5m、3.5m交叉布置，依此类推至爆破设计通过断层区域。其中，每个炮孔起爆药量2kg，每排总装药量249.06kg。
[0038]
s105，对装药后的炮孔采用排间微差起爆方式，孔口、孔底同时起爆，完成拉底。
[0039]
具体地，在本实施例中，上述步骤的实现过程为：采用非电导爆管雷管孔底、孔口起爆，多排分段微差爆破，雷管采用非电毫秒导爆管雷管，排间微差，同排同段起爆。从而实现一次性爆破多排通过切割断层。其中，联线采用ms1段，第一排采用ms9段雷管，断层排(第二、三、四排)采用ms2n-1段雷管，尾排采用ms2n+1段雷管；其中，n为正整数。
[0040]
本实施例方法的原理是通过断层结构弱面应力集中的诱导释放，快速拉底通过断层区域，避免断层结构弱面的揭露造成拉底巷道垮塌的问题。
[0041]
其技术要点如下：
[0042]
采用凿岩台车进行机械化钻孔，孔径76mm，孔底间距约2m，每排钻孔8个。拉底巷道断面规格宽
×
高为3.8m
×
3.7m。拉底巷道支护方式主要采用螺纹钢锚杆，锚杆长度为2.4m，直径为20mm，支护网度为0.8m
×
0.8m，围岩破碎也可采用喷浆、挂网、长锚索支护。
[0043]
下面，结合具体的应用实例来进一步说明本实施例方法的实现过程：
[0044]
某铜矿采用自然崩落法采矿。拉底巷道位于3736m水平，拉底巷道断面规格为宽
×
高3.8m
×
3.7m，采用凿岩台车进行拉底巷道中深孔施工，孔径76mm。拉底区域存在切割断层。在拉底作业过程中，存在拉底巷道与断层切割的情况，该工况条件下，拉底爆破后，造成拉底巷道30m左右的垮塌，造成底部结构的应力集中，二次爆破处理施工难度较大，甚至可能造成停产的风险。
[0045]
针对上述铜矿的拉底过程中的平行断层阶段，使用本实施例的适用于自然崩落法拉底巷道过断层破碎带的快速拉底方法，实施方案如下：
[0046]
1、根据上述铜矿拉底巷道铲运机最大出矿量经验值：30％和矿岩膨胀系数，假设崩落区体积量与设计一致，假设出矿不存在崩落岩体的夹制作用，可得出铲装出矿区最大出矿量(铲车可进入2.0m)，得出拉底巷道最大可设计崩落12.6m，扇形中深孔炮孔排间为2.0m；
[0047]
2、根据施工位置断层与拉底巷道切割情况，施工5排炮孔，每排8个炮孔，共计40个，深孔倾角范围44
°
～132
°
之间，钻孔深度范围6.30～12.50m；
[0048]
3、采用连续装药结构，使用高压风将起爆药卷装入孔底，再使用高压风连续装入粒状铵油炸药，孔口再装入起爆药卷，使用导爆管引线接到孔口外；
[0049]
4、采用排间微差起爆方式，孔口、孔底同时起爆，将所有导爆管绑扎在仪器上，使用起爆器起爆。其中，连线采用ms1段，第一排采用ms9段雷管，断层排采用ms3、ms5、ms7段雷管，尾排采用ms11段雷管。
[0050]
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者装置设备中还存在另外的相同要素。
[0051]
还需要说明的是，以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，尽管已描述了本发明优选实施例，但对于本技术领域的技术人员来说，一旦得知了本发明的基本创造性概念，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。