[发明专利]露天采矿地下采空区部位的穿孔方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种露天采矿的穿孔方法，尤其涉及一种露天采矿地下采空区部位的穿孔方法。

背景技术

由于历史上日本人地下开采富矿和上世纪九十年代后期民企、私人矿点无序开采及偷采、盗采矿产资源，露天采场存在大量未知的地下采空区。由于采空区开采现状（包括开采高度、开采面积等）没有详细资料，并且采空区不具备人工进入探查的条件时，严重影响露天开采效果。尤其当露天开采中遇到地下不明采空区时，一般采用钻孔直径为250-310mm的牙轮钻机进行经验作业，即当发现有塌落的采空区（塌坑）时司机在塌坑周边作业一圈孔，作业深度大约估计一下；而在未知位置（没有塌坑）作业时发现钻机作业异常（钻机作业无介质阻碍，钻杆下降速度极快，电流极低）时发现空区，只能在异常孔（刚发现的穿透空区顶板的孔）旁边1.5米处重新作业一个孔以替代穿透孔，之后将穿透孔回填满确保爆破时炸药能量不从该孔传出、不起飞石。以此类推，直至牙轮钻机作业时不再发现有异常孔，我们估计空区部位已经没有，牙轮钻机穿孔结束。这样做，一方面生产作业（牙轮穿孔、电铲铲装，汽车运输）计划被打乱，生产处于非正常状态，造成生产成本升高，另一方面给生产作业的设备和人员也带来了安全隐患。因为当空区有塌坑时还可以初步估算如何作业、如何预防（但爆破效果也不理想），但是在未知位置（无塌坑处）的空区上面作业就有很大的风险和麻烦。首先是由于空区的存在牙轮钻机作业了很多的穿透孔，还需要回填满，不仅浪费穿孔成本，还增加了工人作业强度。同时由于穿孔作业的未知性（位置不知、孔深不确定）造成作业的钻孔质量得不到保证（孔网和孔深不精准，偏差大）进而严重影响下道工序的爆破质量。由于爆破质量不过关，会使铲装工序、汽运工序备件消耗高、设备效率低。其次，由于牙轮钻机在未知位置（无塌坑处）的空区上面作业，极易发生由于空区突然塌落使设备、人员掉入空区或设备倾翻等安全事故。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种露天采矿地下采空区部位的穿孔方法，该方法一方面提高牙轮钻机作业效率，降低废孔率和设备备件消耗，另一方面可极大地改善爆破效果，使爆破产品满足下道工序的需要，大块率、根底率达到非采空区爆破的水平，爆破质量实现质的飞跃，解决制约露天生产的巨大难题。

为达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

露天采矿地下采空区部位的穿孔方法，其特征在于包括如下步骤：

1、空区探测：应用浅层地震影像法、高密度电阻率法和瞬变电磁法的空区探测技术探测待开采区域的空区形态；

2、根据探测到的空区形态，在空区中心顶板、周边拐点处、及矿柱边界、巷道边界穿凿穿透孔，得到空区准确形态，并掌握顶板厚度、空区内部高度、矿柱几何尺寸；

3、在空区的除穿透孔、矿柱的位置外穿凿不穿透孔，不穿透孔的预留厚度为空区顶板厚度的1/4—1/5；

4、如遇空区内有矿柱，在矿柱几何尺寸的中央穿凿矿柱全段高孔，如果矿柱几何尺寸的长或宽大于6m时，按照非空区部位孔网参数50%穿凿加密的矿柱全段高孔；

5、在空区周围边界线3-3.5米处穿凿一圈全段高孔，超深2.5-3.5米，孔距为非空区部位孔距的70%。

本发明使牙轮钻机穿凿作业实现有目标、有计划、有措施的穿凿作业，降低废孔率和设备备件消耗；空区位置的大块率比实施前降低80%，根底减少50%；在空区位置的爆破炸药单耗降低0.12kg/t；空区部位的电铲效率比以前提高了30%，汽车运输效率提高了30%。

附图说明

图1本发明露天采矿地下采空区的穿孔方法示意图；

其中，1穿透孔；2不穿透孔；3矿柱全段高孔；4全段高孔。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，露天采矿地下采空区的穿孔方法，其特征在于包括如下步骤：

1、空区探测：应用浅层地震影像法、高密度电阻率法和瞬变电磁法的空区探测技术探测待开采区域的空区形态；

2、根据探测到的空区形态，在空区中心顶板、周边拐点处及矿柱边界、巷道边界穿凿穿透孔1，得到空区准确形态，并掌握顶板厚度、空区内部高度、矿柱几何尺寸；

3、在空区的除穿透孔1、矿柱的位置外穿凿不穿透孔2，不穿透孔2的预留厚度为空区顶板厚度的1/4左右，厚度要满足爆破的要求，空区的钻孔穿凿网度（即孔网）按照能够穿孔的孔深要求来布置，例如空区顶板厚度为10米，牙轮钻机穿凿的不穿透孔孔深为7.5米，孔距4米，排距4.5米，孔网的4米和4.5米根据爆破原理计算；