[发明专利]地采转露采矿山采空区崩落爆破处理效果验收方法

摘要

本发明公开了一种地采转露采矿山采空区崩落爆破处理效果验收方法，所述方法根据采空区崩落爆破前后的区域体积平衡原理和岩体体积平衡原理，计算出爆破后遗留小空区体积和采空区充填率，从而定量评价采空区崩落爆破处理效果；其中采空区充填率用于评价采空区崩落爆破处理本身的效果，据此判别原主要隐患是否排除，遗留小空区体积用于评价采空区崩落爆破处理后的剩余安全隐患大小。本发明方法可以通过计算遗留小空区体积和采空区充填率来定量评价采空区崩落爆破处理效果，解决了采空区崩落爆破处理后难以定量评价处理效果并确定松散岩体中是否仍遗留小空区的技术难题，能广泛应用于地采转露采矿山生产过程中探测到的采空区崩落爆破处理。

主权项

地采转露采矿山采空区崩落爆破处理效果验收方法，其特征在于：所述方法包括：通过物探和钻探进行探测发现采空区，在发现采空区后再通过采空区自动激光扫描系统进行三维扫描，获得采空区位置和形状的点云图，其反映采空区位置、大小、高度和埋深，根据这些参数计算爆破前采空区体积V1空；选择合适的采空区崩落爆破处理方案，如下：A、当采空区顶板厚度适中，足以承担施工载荷，又便于爆破破碎时，采用采空区顶板崩落爆破处理方案处理采空区，将采空区处理的同时实现了该区域的采矿爆破或岩石剥离爆破；爆破后形成地表塌陷，该区域内的岩体均充分破碎变成松散岩体充填原采空区，局部仍可能存在小的遗留空区；采用采空区顶板崩落爆破处理方案，采空区崩落爆破处理区域圈定时取V2整岩＝0，则有V1岩＝V1爆岩，表示圈定区域内的岩体均进行爆破破碎，根据采空区崩落爆破前后区域体积平衡公式，采空区崩落爆破以后，如果V2空＞0表示采空区未充填满，仍存在遗留空区；根据采空区崩落爆破前后的区域体积平衡原理，如下式：V1岩+V1空＝V2松岩+V2整岩+V2空+△V   (1)根据采空区崩落爆破前后的岩体体积平衡原理，如下式：V2松岩＝k0V1爆岩   (2)根据式(1)和式(2)，得到爆破后遗留小空区的体积V2空如下：V2空＝V1爆岩+V1空‑V2松岩‑△V   ＝V1爆岩+V1空‑k0V1爆岩‑△V   ＝V1空‑(k0‑1)V1爆岩‑△V采空区进行顶板崩落爆破以后，往往空区顶板破碎导致地表塌陷，则根据式(1)和式(2)得到采空区充填率k如下：k＝1‑V2空/V1空 ＝(k0‑1)V1爆岩/V1空+△V/V1空 ＝[(k0‑1)V1爆岩+△V]/V1空B、当采空区顶板厚度较大，不利于爆破崩塌时，采用采空区围岩崩落爆破充填处理方案处理采空区；爆破后不形成地表塌陷，完全依靠该区域内的爆破围岩的松散体充填原采空区，局部仍可能存在小的遗留空区；采用采空区围岩崩落爆破充填处理方案，采空区崩落爆破处理区域圈定时取V2整岩＝0，即采空区顶板及周边未进行爆破破碎的岩石不计入圈定区域，则有V1岩＝V1爆岩，表示圈定区域内的岩体均进行了爆破破碎；根据式(1)，采空区崩落爆破以后，无地表塌陷，即△V＝0；根据式(1)和式(2)，得到爆破后遗留小空区的体积V2空如下：V2空＝V1爆岩+V1空‑V2松岩   ＝V1爆岩+V1空‑k0V1爆岩   ＝V1空‑(k0‑1)V1爆岩根据式(1)和式(2)，得到采空区的充填率k如下：k＝(k0‑1)V1爆岩/V1空C、当采空区顶板厚度较薄，难以承担施工载荷时，采用采空区顶板外围切割爆破处理方案处理采空区；爆破后形成地表塌陷，该区域内的岩体局部充分破碎变成松散岩体、部分整体塌落，共同充填原采空区，局部仍可能存在小的遗留空区；根据式(1)，采空区崩落爆破以后，如果V2空＞0表示采空区未充填满，仍存在遗留空区；根据式(1)和式(2)，得到爆破后遗留小空区的体积V2空如下：V2空＝V1岩+V1空‑V2松岩‑V2整岩‑△V   ＝V1岩+V1空‑k0V1爆岩‑(V1岩‑V1爆岩)‑△V   ＝V1空‑(k0‑1)V1爆岩‑△V采空区的充填率k如下：k＝1‑V2空/V1空 ＝(k0‑1)V1爆岩/V1空+△V/V1空 ＝[(k0‑1)V1爆岩+△V]/V1空上述式中，V1岩为爆破前采空区崩落爆破处理区域内岩体总体积，V1空为爆破前采空区体积，V2松岩为采空区崩落爆破中被爆破破碎岩体的松散体积，V2整岩为采空区崩落爆破处理区域内未被爆破破碎的整体岩体体积，V2空为爆破后遗留小空区体积，△V为爆破后地表塌陷体积，k0为岩石爆破破碎后的松散系数，V1爆岩为采空区崩落爆破中被爆破破碎岩体的原始体积，k为爆破后采空区充填率；爆破后采空区充填率k用于评价采空区崩落爆破处理本身的效果，如果k＞85％，表示爆破效果优良，实际充填效果满足预期要求，原主要安全隐患已经排除；爆破后遗留小空区体积V2空用于评价采空区崩落爆破处理后的剩余安全隐患大小，如果V2空＞0，表示存在剩余安全隐患，V2空的值越大则剩余安全隐患越大。