一种崩落法造成悬顶的处理方法与流程

1.本发明属于地下矿山开采领域，具体为一种崩落法造成悬顶的处理方法。


背景技术：

2.在崩落法回采时，常容易因放矿管理不均衡及爆破方式不合理，导致上盘围岩无法正常崩落，在回采进路上方形成大面积的悬顶。
3.因崩落法所适用的矿体本身为稳固性一般、上盘围岩易崩落的情况。若悬顶不及时处理，当悬顶持续扩大到一定程度，或悬顶时间过长后，易发生大面积的垮落，且当覆盖岩层厚度达不到15-20m时，大冒落会形成巨大的冲击波，对井下设备及人员造成不可估量的影响。
4.同时，按照《金属非金属矿山重大事故隐患判定标准》，未按设计要求的处理方式或者时间对采空区进行处理，属于矿山重大安全隐患。
5.cn 113465462 b公开了一种消除无底柱分段崩落采矿悬顶的采矿方法，其是在凿岩爆破时，通过延长炮孔、预裂爆破的方式，实现无底柱分段崩落回采时不会造成悬顶，但其仅适用于开采过程中的悬顶消除，并不适用于回采后累计形成的悬顶。
6.cn 111578797 b公开了一种井下中深孔爆破悬顶处理方法，其通过首先测量悬顶形态，后采用中深孔爆破放顶的形式处理悬顶，中深孔的爆破范围小，不适于大范围的悬顶。
7.cn 115199275 a公开了一种利用地质钻孔处理悬顶的方法，其本质与cn 111578797b相同，不同之处在于改用了地质钻机进行凿岩。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种可克服上述缺陷的崩落法造成悬顶的处理方法。
9.本发明提供的这种崩落法造成悬顶的处理方法，通过地质勘探方式确定悬顶厚度、发育情况以及围岩移动崩落范围；由地表采用钻机施工斜向钻孔；采用静态爆破的方式，对悬顶进行诱导处理，逐步将悬顶全部放下。
10.上述方法实施时，依据对矿区的回采历史以及矿岩物理力学参数分析，推算开采空区体积及其井下及地表影响范围。
11.上述方法实施时，采用地质物探方式实现勘探空区大致形态。
12.上述方法实施时，所述地质物探方式为频率谐振勘探或微动勘探。
13.上述方法实施时，采用潜孔钻机向空区上方施工斜向钻孔，并根据空区横截面大小，布置系列平行的斜向钻孔。
14.上述方法实施时，斜向钻孔的孔底距采空区顶面距离以及钻孔数量，按照矿山单孔爆破漏斗试验确定。
15.上述方法实施时，斜向钻孔的装药过程如下：
16.(1)搅拌膨胀剂；
17.(2)将膨胀剂制作成条状体并用塑料袋套封；
18.(3)采用导药管从地表将条状体溜至斜向钻孔中；
19.(4)斜向钻孔中装药至设定高度后，从地表对斜向钻孔内的条状体进行捣实操作；
20.(5)从地表采用炮泥对斜向钻孔进行封堵。
21.上述方法实施时，导药管采用pvc管，采用柱塞泵往斜向钻孔中泵入炮泥。
22.上述方法实施时，斜向钻孔封堵及炮泥凝固时间比膨胀剂开始膨胀的时间短，整体时间控制在10-30min。
23.上述方法实施时，待膨胀剂作用后，根据地表移动塌陷情况，计算放顶垮落量，与空区体积大小进行比对，验证放顶效果。
24.本发明通过地质勘探方式确定悬顶厚度、发育情况以及围岩移动崩落范围，无需复杂的探测工程，对井下生产影响有限；由地表采用钻机施工斜向钻孔，采用静态爆破的方式，通过超长斜钻孔配套静态爆破，不止达到炸药爆破的效果，且可避免超长钻孔装药及起爆困难的问题，工艺简单切实可行，处理悬顶速度快、效果好，投入成本低，在处理过程中安全程度高。不仅适用于开采过程中的悬顶消除，也适用于回采后累计形成的悬顶消除，还适用于大范围的悬顶消除。
附图说明
25.图1为本发明一个实施例的纵剖示意图。
26.图2为本实施例的横剖示意图。
27.图中：1-移动崩落界限；2-斜向钻孔；3-采空区；4-露天塌陷坑；5-崩落废石；6-基岩；7-钻孔影响范围。
具体实施方式
28.本发明公开的这种通过采用地质勘探的方法，确定悬顶厚度、发育情况以及围岩移动崩落范围；由地表采用地质钻孔或类似能力的钻机，施工斜向钻孔；采用静态爆破的方式，对悬顶进行诱导处理，逐步将悬顶全部放下。
29.如图1、图2所示，根据上述方法的实施例处理崩落法造成的悬顶，具体步骤如下：
30.(1)推算开采空区体积及其井下及地表影响范围。
31.依据对矿区的回采历史以及矿岩物理力学参数分析，推算开采空区体积及其井下及地表影响范围。
32.(2)地质勘探。
33.采用地质物探方法(如频率谐振勘探技术或微动技术)，以实现在地表以最小的振动，达到勘探空区大致形态的目的；
34.(3)施工斜向钻孔。
35.在地表推算的影响范围外，垂直空区短轴方向，采用潜孔钻机向空区上方施工斜向钻孔作为放顶钻孔；
36.根据空区横截面大小，布置系列平行放顶钻孔，钻孔的孔底距采空区顶面距离、以及钻孔数量，按照矿山单孔爆破漏斗试验确定。
37.(4)炮孔装药。
38.将搅拌好的膨胀剂制作成条状，并用塑料袋保护；
39.采用pvc管从地表溜至孔底，装药量按照膨胀剂的类型确定；
40.待装至设计位置后，采用pvc管进行捣实；
41.采用柱塞泵从地表采用炮泥对钻孔进行封堵；
42.封堵以及封堵炮泥凝固时间，应比膨胀剂开始膨胀时间短，整体时间应控制在10-30min，以避免影响膨胀效果；
43.(5)验证放顶效果。
44.待膨胀剂作用后，根据地表移动塌陷情况，计算放顶垮落量，与空区体积大小进行比对，验证放顶效果，彻底消除空区隐患。
45.本发明采用超长斜钻孔配套静态爆破的方式，处理崩落法形成的悬顶，不止达到炸药爆破的效果，且可避免超长钻孔装药、起爆困难的问题，具有投入成本低、悬顶速度快，整体处理过程中安全程度高，对井下生产影响有限。工艺简单、切实可行，不仅适用于开采过程中的悬顶消除，也适用于回采后累计形成的悬顶消除，还适用于大范围的悬顶消除，具有推广应用的价值。


技术特征：
1.一种崩落法造成悬顶的处理方法，其特征在于：该方法通过地质勘探方式确定悬顶厚度、发育情况以及围岩移动崩落范围；由地表采用钻机施工斜向钻孔；采用静态爆破的方式，对悬顶进行诱导处理，逐步将悬顶全部放下。2.如权利要求1所述的崩落法造成悬顶的处理方法，其特征在于：依据对矿区的回采历史以及矿岩物理力学参数分析，推算开采空区体积及其井下及地表影响范围。3.如权利要求1所述的崩落法造成悬顶的处理方法，其特征在于：采用地质物探方式实现勘探空区大致形态。4.如权利要求3所述的崩落法造成悬顶的处理方法，其特征在于：所述地质物探方式为频率谐振勘探或微动勘探。5.如权利要求1所述的崩落法造成悬顶的处理方法，其特征在于：采用潜孔钻机向空区上方施工斜向钻孔，并根据空区横截面大小，布置系列平行的斜向钻孔。6.如权利要求1所述的崩落法造成悬顶的处理方法，其特征在于：斜向钻孔的孔底距采空区顶面距离以及钻孔数量，按照矿山单孔爆破漏斗试验确定。7.如权利要求1所述的崩落法造成悬顶的处理方法，其特征在于：斜向钻孔的装药过程如下：(1)搅拌膨胀剂；(2)将膨胀剂制作成条状体并用塑料袋套封；(3)采用导药管从地表将条状体溜至斜向钻孔中；(4)斜向钻孔中装药至设定高度后，从地表对斜向钻孔内的条状体进行捣实操作；(5)从地表采用炮泥对斜向钻孔进行封堵。8.如权利要求7所述的崩落法造成悬顶的处理方法，其特征在于：导药管采用pvc管，采用柱塞泵往斜向钻孔中泵入炮泥。9.如权利要求7所述的崩落法造成悬顶的处理方法，其特征在于：斜向钻孔封堵及炮泥凝固时间比膨胀剂开始膨胀的时间短，整体时间控制在10-30min。10.如权利要求7所述的崩落法造成悬顶的处理方法，其特征在于：待膨胀剂作用后，根据地表移动塌陷情况，计算放顶垮落量，与空区体积大小进行比对，验证放顶效果。

技术总结
本发明公开了一种崩落法造成悬顶的处理方法，通过地质勘探方式确定悬顶厚度、发育情况以及围岩移动崩落范围，无需复杂的探测工程，对井下生产影响有限；由地表采用钻机施工斜向钻孔；采用静态爆破的方式，对悬顶进行诱导处理，逐步将悬顶全部放下。由地表采用钻机施工斜向钻孔，采用静态爆破的方式，通过超长斜钻孔配套静态爆破，不止达到炸药爆破的效果，且可避免超长钻孔装药及起爆困难的问题，工艺简单切实可行，处理悬顶速度快、效果好，投入成本低，在处理过程中安全程度高。不仅适用于开采过程中的悬顶消除，也适用于回采后累计形成的悬顶，还适用于大范围的悬顶消除。还适用于大范围的悬顶消除。还适用于大范围的悬顶消除。


技术研发人员：李永辉 刘东锐 李向东 林卫星 张海云 李士超 张忠传 张为星 朱晨迪 廖宁
受保护的技术使用者：长沙矿山研究院有限责任公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/8/28