地下采空区补充探查及爆破技术处理的方法与流程

本发明属于露天采矿
技术领域：
，涉及一种利用边坡钻机对露天矿山地下采空区补充探查及爆破技术处理的方法。
背景技术：
：采空区是由人为挖掘或者天然地质运动在地表下面产生的“空洞”，采空区的存在使得矿山的安全生产面临很大的安全问题，人员与机械设备都可能掉入采空区内部受到伤害。由于地下采空区具有隐伏性强、空间分布特征规律性差、采空区顶板冒落塌陷情况难以预测等特点。地下空区已经成为制约矿山发展的一个重要难题，随着矿山向深部开采，地压增大，地下空区在强大的地压下，容易发生坍塌事故，尤其对地下转露天开采的矿山影响很大；地下开采残留大量的采场、硐室、巷道没有进行及时处理，对露天开采带来了严重的隐患，同时给矿山工作人员和设备带来严重的威胁。目前国内对于矿山地下开采遗留的采空区，处理方法通常有封闭、崩落、加固和充填四大类。加固法处理采空区主要在采空区土方修建公路、隧道等工程时应用较多。由于成本较高，技术难度大，所以目前在矿山的开采阶段应用较少。在具体的采空区处理过程中，由于各个矿山存在的采空区数量、其所处位置、形态特征不一样，必须针对各采空区的特点和条件，分别采取相应的处理方法。有时采用两类方法联合处理，如采用加固法与充填法联合、崩落法与充填法联合等:有时由同一类方法衍生出一系列子方法，如充填法可分：千石充填法、尾砂充填法、胶结充填法等。而采空区的探测在国内多数则采用重力探测、电磁发、地震勘探、放射性勘探。随着勘探工作的不断深入，人们要求的勘探的精度不断提高，待解决问题的复杂性和难度加大，单一物探方法已不能满足新形势的要求，虽然上述方法有的方法优点明显，可确定采空区的存在的部位，但采空区的具体形态及生产过程中对采空区原有形态的影响难以确定，而且探查成本费用高昂，往往绝大多少矿山采取的处理方法不得当，对露天矿山的安全生产带来极大的隐患。技术实现要素：为弥补现有在采空区探测及处理技术方面的不足，本发明的目的在于提供一种利用边坡钻机对露天矿山地下采空区补充探查及爆破技术处理的方法，可高效安全对采空区的具体部位及形态变化进行补充探查同时还能直接有效的对采空区实施爆破处理，本技术方法探查准确率高，爆破安全性高。为达上述目的，本发明采用如下技术方案：地下采空区补充探查及爆破技术处理的方法，其特征在于：首先进行实际勘察，根据勘察结果，修编1：1000采空区平面图，再进行坑口调查，采用山推维克550边坡钻机进行钻孔勘探；野外工程测量使用索佳SETX全站仪对采空区范围及控制点进行补充测量，最后将投入的工作量制成工作量表；采空区具体形态及分布确定后，采取爆破技术的处理方式，使用单层崩落空区处理方案和多层重叠采空区处理方案方式进行，最终达到处理采空区的目的；单层崩落空区处理方案为由两侧向采空区推进的原则进行作业；多层重叠采空区处理方案为分为以下两种：a)直接简化为单层采空区进行处理，当重叠采空区间隔层厚度大于采空区的保安层厚度时，直接简化为单层采空区分别进行爆破处理；b)多层重叠空区处理方案，当重叠采空区间隔层厚度小于采空区的保安层厚度时，上部采空区处理完成后，先不进行装运，上层台阶和下层台阶并段，采用水平孔或斜孔进行爆破处理下层采空区，待爆堆稳定后一并装运。本发明的优点是：可高效安全对采空区的具体部位及形态变化进行补充探查同时还能直接有效的对采空区实施爆破处理，本技术方法探查准确率高，爆破安全性高。附图说明图1采空区现状CAD图；图2采空区补充探查CAD图；图3空场剖面图；图4空区处理流程图；图5单层崩落空区处理方法图；图5-a多层重叠采空区a处理方法图；图5-b多层重叠采空区b处理方法图。具体实施方式下面结合具体实施例说明本发明。实施例采空区补充探查及处理(1)实测坑道部分采取地质与工程测量相结合的方法，对坑道采空区的位置、长度、高度进行了定测。如PD2、PD4、PD10等坑道的实测，较准确地反映了采空区采矿现状。(2)收集坑道部分凤城市矿业开发实业公司提供的以往坑道资料14个，其中平硐坑道7个，即PD3、PD6、PD7、PD15、PD16、凤城矿一坑、二坑；斜井7个，即XJ1、XJ5、XJ8、XJ9、XJ10、XJ12、XJ17。(3)走访调查采矿坑道部分坑道已坍塌堵塞，在进行采出资源测量时无法进入核实，依据《辽宁省凤城市翁泉沟铁硼矿资源量核实报告》内容，采用了走访调查的方法，通过对国土资源部门、采矿工人、当地村民的调查，对无法进入的坑道采空区范围进行了推测。如凤城矿一坑、二坑界外开采及XJ4、XJ6等坑道则通过走访调查确定采矿范围。(4)采空区与采场的位置关系结合相关资料，将所有对该项目实施露天开采可能构成影响的废弃井巷及采空区的所在位置划分成6个区域。分别命名为：采场外部区、采场东部区、PD13区、PD14区、PD15区、XJ14区。各区分布位置见采空区平面图1。(5)边坡钻机补充勘探成果采场东部区为翁泉沟硼铁矿床采空区最密集的部位，浅部采用露天开采，深部采用井巷开采，形成XJ8、XJ9、XJ1、PD2、PD3五个井巷工程、七个空场型采空区。根据钻孔过程中的虚实方情况、漏风、漏气等现象，结合原有地质资料，取得井巷测量成果如下表；表1-3井巷位置测量成果表工程编号XYH备注PD34503348.241571608435.3坑门PD24503207.341570962.12437.4坑门XJ8450324541570880443部分已挖掉XJ14503202.2241570900.35440.6部分已挖掉PD144503335.7941570313.58407.39顶板PD134502891.2741570819.08412.5顶板表1-4空场参数表工程编号长度(m)宽度(m)底板高(m)顶板高(m)面积(㎡)KC116.0116.7438.5441.5186.3KC225.610.3437.8/238.3KC328.215.1437.4/374.45KC422.412.2438.5441.5237.9KC553.823.6437.4452.4～454.41178.6KC674.710.8435.3438.3～450.3883.1KC716.88.7438.5441.5137.9(6)爆破处理采空区方案目前用于采空区处理的方法主要为充填法和崩落法。在采场边坡附近有采矿巷道的部位可采用胶结充填法或局部调整采矿境界等方式来处理。在设计露天境界内的采空区可采用崩落法处理，翁泉沟硼铁矿范围内有七个空场型采空区，KC2和KC3两个采空区已出露地表，在日常生产过程中采用测量施放控制点的方式在现场明确采空区范围后，在采空区范围之外进行穿孔、爆破工作，对铲装设备的作业安全不会构成隐患；KC5和KC6为多层采空区，其余为单层采空区，有采空区的作业水平在完成中爆后，爆区并没有出现大范围的塌陷，且铲装过程中矿石混入废石较多，说明空场采空区有回填物，一定程度上降低了空区对作业设备的影响，处理方案如下：(一)单层崩落空区处理方案该类采空区对露天生产安全影响相对较小，为解决在已垮塌采空区上方作业中存在的安全问题，可遵循由两侧向采空区推进的原则进行作业，KC1、KC4、KC7均采用此方式进行处理。具体回采方案如图4所示。A、回采C区岩体B、C区回采完毕后，回采D区岩体C、D区回采完毕后，回采B、A区。(二)多层重叠采空区处理方案根据重叠采空区的空间位置，可分为以下两种：a)直接简化为单层采空区进行处理当重叠采空区间隔层厚度h2大于采空区2的保安层厚度时，直接简化为单层采空区分别进行爆破处理。b)多层重叠空区处理方案当重叠采空区间隔层厚度h2小于采空区2的保安层厚度时，上部采空区1处理完成后，先不进行装运，A台阶和B台阶并段，采用水平孔或斜孔进行爆破处理采空区2，待爆堆稳定后一并装运。从空场采空区分布形态来看，KC5和KC6有部分重叠区域，重叠区域空场高度均为15米，KC5底板标高437.4m，KC6底板标高435.3m，两个采空区已连接为一个空场，所以，KC5和KC6重叠区域采用单层崩落空区处理方案。上述方法可根据地质资料及图纸在现场安排测量放点将采空区范围标注，设立好警示标志，避免大型设备通过。可采用爆破方法处理，即露天矿深孔崩落法处理采空区。.在采取爆破手段处理采空区时，可控制爆区长度、宽度及装药手法减小安全隐患。易可采取小爆区小范围进行多次爆破进行处理，爆破后可分析爆区隆起情况，便于对采空区范围大小进行确认。可围绕采空区周边进行穿爆，待开采时采取二次爆破手段进行处理。当前第1页1 2 3