阅读说明：本技术 一种安全高效回收采空区不规则矿柱的***方法 (blasting method for safely and efficiently recovering irregular ore pillars in goaf ) 是由 赵中源 王兴峰 马国� 王丁 金明虎 冯强 宋欣睿 于 2019-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种安全高效回收采空区不规则矿柱的爆破方法,在空区上部的顶柱内挖出凿岩硐室,在凿岩硐室内向上布置中深孔；在凿岩硐室内打下向大直径集中炮孔群(1)确定抵抗线W1、W2、W3、W4；(2)确定集中炮孔群个数<I>x</I>；(3)确定深孔孔间距；(4)集中炮孔群个数<I>x</I>验证；(5)装药结构,深孔的布置方式为多边形,在W1、W2、W3、W4所对应的区段,采用炸药填充所对应的深孔数x,其余的深孔则采用填充物间隔；(6)炸药填充完毕后,启动爆破。有益效果：1)孔间距的减小可以提高对大抵抗线条件的矿柱爆破效果,避免大块率的产生。2)改变填充炸药的炮孔个数来调整抵抗线的大小,实现了不同抵抗线条件下的精确装药与爆破。(the invention provides a blasting method for safely and efficiently recovering irregular ore pillars in a goaf, wherein a drilling chamber is dug in a top pillar at the upper part of the goaf, and a medium-length hole is upwards arranged in the drilling chamber; drilling downward large-diameter centralized shot hole groups (1) in a drilling chamber to determine resistance lines W1, W2, W3 and W4; (2) determining the number of concentrated gun hole groups x (ii) a (3) Determining the distance between deep holes; (4) centralized number of gun hole groups x verifying; (5) the explosive charging structure is characterized in that the arrangement mode of the deep holes is polygonal, explosive is used for filling the number x of the corresponding deep holes in the sections corresponding to W1, W2, W3 and W4, and the rest deep holes are spaced by fillers; (6) and after the explosive is filled, starting blasting. Has the advantages that: 1) the reduction of the hole spacing can improve the blasting effect of the ore pillar under the condition of large resistance line and avoid the generation of large block rate. 2) The size of the resistance line is adjusted by changing the number of blast holes filled with explosives, so that the accuracy under different resistance line conditions is realizedCharging and blasting.)

一种安全高效回收采空区不规则矿柱的***方法

技术领域

本发明属于采矿技术领域，涉及采空区矿柱回收***的方法。

背景技术

我国的是一个采矿大国，金属矿非金属矿都存在大量的采空区，且这些采空区通常都未经处理，根据不完全统计，截止2018年年底，全国金属非金属矿山未经处理的采空区高达13亿m³，采空区使得正常的采矿作业条件恶化，对矿山的安全生产造成威胁，采空区已成为我国金属矿非金属矿地下开采的重要危害源之一。近年来，我国安监总局对于空区治理出台了多项指导性文件，督促并监督矿山企业必须处理已有采空区，为矿山的安全生产营造一个安全的环境。在采空区处理的同时，若能够同时回收空区周围的残留矿柱，提高资源利用率。

由于空区长期受到应力集中、动力扰动等原因，空区周边的岩体通常都发生了破坏，且原有的采矿巷道灯工程都发生了一定程度的坍塌，难以再次利用，这使得空区周边的矿柱回收难度加大。

目前，我国地下矿山采用的最大孔径为165mm，其最小抵抗线通常不超过5m，由于采空区长期暴露，受到多种因素的影响，其空区上下盘围岩都发生了一定程度的破坏，由于空区形态的不规整，若采用传统的深孔***方式，其最小抵抗线长度复杂多变，若以较大的抵抗线进行***设计，则会导致抵抗线小的部分***用量过多，过度破碎，浪费***，若以较小的抵抗线进行***设计，则会导致抵抗线大的部分***不完全，大块率较高，甚至无法崩落，造成资源的浪费。

发明内容

本发明针对采空区矿柱回收***效果难以控制的问题，提出一种回收采空区不规则矿柱的***方法。

本发明的技术方案：在空区上部的顶柱内挖出凿岩硐室，凿岩硐室的高度能够满足深孔凿岩设备的安装即可，在凿岩硐室内向上布置中深孔用以回收空区上部顶柱，中深孔孔径为60mm；

在凿岩硐室内打下向大直径集中炮孔群，炮孔直径为165mm，集中炮孔群由x个密集直径为d的深孔组成的炮孔群，集中炮孔群可以等效的看成一个直径为D的大炮孔，等效直径关系为：；

（1）确定抵抗线

为了提高***效果，根据矿柱的空间形态特征，从矿柱受力特征分析，矿柱从上之下，抵抗线变化可划分四个部分，即W1、W2、W3、W4（如图1所示），其中W1和W4的抵抗线较大；

（2）确定集中炮孔群个数x

集中炮孔群的个数x由抵抗线W1、W2、W3、W4中最大值确定，x的确定方法如下：

式中，W：抵抗线，取W1、W2、W3、W4中最大值，q：***单耗，d，深孔炮孔直径；：装药密度；

（3）确定深孔孔间距

集中炮孔群深孔孔间距以深孔直径的大小为依据进行计算选取，深孔孔间距为深孔孔径d的5倍；

（4）集中炮孔群个数x验证

为了验证集中炮孔群个数x的取值是否合理，根据***理论，抵抗线取值范围在W=20~30D之间时是比较合理的，由炮孔直径等效公式可计算出等效的炮孔直径D，由经验公式W=20~30D可计算出合理的抵抗线取值范围，若W1、W2、W3、W4中最大值在合理抵抗线范围内，说明集中炮孔群个数x是合理的；

（5）装药结构

集中炮孔群个数x和孔间距都确定之后，就开始在凿岩硐室内钻深孔，深孔的布置方式为多边形，具体布置方式见图2所示；

由可计算出W1、W2、W3、W4分别对应的深孔个数x，在W1、W2、W3、W4所对应的区段，采用***填充所对应的深孔数x，其余的深孔则采用填充物间隔；

（6）***填充完毕后，启动***。

本发明的有益效果：1）提出了密集炮孔群的概念，传统的矿柱回收时，采用深孔***，深孔的孔间距为20~30倍的深孔孔直径，我国国内现阶段采用的深孔孔径为165mm，那么孔间距为3.3m-4.95m之间，而本发明提出的密集炮孔群的孔间距为5倍的深孔孔直径，即孔间距为0.825m。孔间距的减小可以提高对大抵抗线条件的矿柱***效果，避免大块率的产生。

2）提出了密集炮孔群条件下的变抵抗线装药结构，通过改变填充***的炮孔个数来调整抵抗线的大小，实现了不同抵抗线条件下的精确装药与***，提高了矿柱的***效果。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2是深孔的布置方式示意图。

1-凿岩硐室、2-深孔、3-矿柱、4-采空区。

具体实施方式

为避免采空区受到多次***影响发生垮塌，恶化矿柱回收环境，采用整体崩落的方式对空区周边的矿柱进行回收。

在空区上部的顶柱内挖出凿岩硐室1，凿岩硐室1的高度能够满足深孔凿岩设备的安装即，在凿岩硐室1内向上布置中深孔用以回收空区上部顶柱，中深孔孔径为60mm；

在凿岩硐室1内打下向大直径集中炮孔群，炮孔直径为165mm，集中炮孔群由x个密集直径为d的深孔组成的炮孔群，集中炮孔群可以等效的看成一个直径为D的大炮孔，等效直径关系为：；

（1）确定抵抗线

为了提高***效果，根据矿柱的空间形态特征，从矿柱受力特征分析，矿柱从上之下，抵抗线变化可划分四个部分，即W1、W2、W3、W4（如图1所示），其中W1和W4的抵抗线较大；

（2）确定集中炮孔群个数x

集中炮孔群的个数x由抵抗线W1、W2、W3、W4中最大值确定，x的确定方法如下：

式中，W：抵抗线，取W1、W2、W3、W4中最大值，q：***单耗，d，深孔炮孔直径；：装药密度；

（3）确定深孔孔间距

集中炮孔群深孔（2）孔间距以深孔直径的大小为依据进行计算选取，深孔孔间距为深孔孔径d的5倍；

（4）集中炮孔群个数x验证

为了验证集中炮孔群个数x的取值是否合理，根据***理论，抵抗线取值范围在W=20~30D之间时是比较合理的，由炮孔直径等效公式可计算出等效的炮孔直径D，由经验公式W=20~30D可计算出合理的抵抗线取值范围，若W1、W2、W3、W4中最大值在合理抵抗线范围内，说明集中炮孔群个数x是合理的；

（5）装药结构

集中炮孔群个数x和孔间距都确定之后，就开始在凿岩硐室内钻深孔，深孔的布置方式为多边形，具体布置方式见图2所示，有4个炮孔的布置形式、5个炮孔的布置形式；

由可计算出W1、W2、W3、W4分别对应的深孔个数x，在W1、W2、W3、W4所对应的区段，采用***填充所对应的深孔数x，其余的深孔则采用填充物间隔；

（6）***填充完毕后，启动***。

实施案例

针对甘肃厂坝铅锌矿位于805m-865m之间的空区，865m-880m为顶柱，根据实际情况，在865m水平掘进凿岩硐室，在凿岩硐室内向下打直径为165mm的竖向深孔，深孔深度为60m，通过对矿柱的空间形态进行勘察，从上至下，抵抗线的变化大致可分为四个部分，第1部分：W1=12m，H1=10m，第2部分：W2=10m，H2=7m，第3部分：W3=6m，H3=26m，第4部分：W4=11.5m，H4=17m。W1=12m最大，将抵抗线带入公式中，本次***采用2#岩石乳化***，=0.94t/m³，***单耗q=0.37kg/t，炮孔直径d=0.165m，将数据带入中，计算得x1=12、x2=9、x3=4、x4=11。

确定集中炮孔群个数为12，深孔孔间距为炮孔直径d的5倍，由计算得出等效的炮孔直径D为0.5715，W=20~30D得出W在11.43～17.14，W1=12m在此范围内，集中炮孔群个数确定为12合理。

***后矿柱***完全，极少残留，块体均匀，最大块体积为0.8m³，没有大块产生，也没有过碎。

本发明克服了空区矿柱回收过程中，常面临的大抵抗线、抵抗线多变的难题，本发明采用密集炮孔群，通过调整装药孔个数实现变抵抗线条件下的控制***，使得***能量分布均匀，提高了***质量。