[发明专利]一种多层重叠空区并段台阶中深孔崩落处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及非煤矿山采剥、采石场开采、水利水电工程、其他土石方开挖工程的采空区处理技术，具体涉及一种多层重叠空区并段台阶中深孔崩落处理方法，用于处理地下采空区、不良地质条件存在地下空（溶）洞。

背景技术

由于上世纪50～90年代国家矿产资源开采管理水平相对落后，大规模的不规范开采遗留下众多采空区，空区长期存放，长时间受到地压、岩石风化及爆破震动的影响，矿柱、顶板稳定性会大大降低，对生产、生活带来很大安全隐患。常规地下采空区治理主要方法为充填法。充填法主要工艺为将通过一定配比形成的尾砂胶结材料或其他充填物输送至地下空区进行充填，以达到使围岩保持稳定的目的。且常规处理方法只能针对上部空区进行单次处理，无法同时或连带处理下部阶段空区。由于地质条件多发生变化，充填处理过程中经常发生不可预见的突发事故，给安全生产带来很大影响。

现有技术采用的充填法主要步骤为：第一步，采用常规的深孔钻机将空区钻透，利用皮尺或测绳丈量空区的高度，平面位置利用适当网度的钻孔控制，掌握空区的分布位置和分布形态。第二步，将配合好的胶结充填材料通过充填系统输送至采空区。但是，现有技术采用的充填法主要存在下述不足之处：1、采用常规的深孔钻机将空区钻透，利用皮尺或测绳丈量空区的高度，平面位置利用适当网度的钻孔控制，掌握空区的分布位置和分布形态。缺点是作业量大，须多次穿孔探测，对无资料的空区探测盲目性大。2、充填系统主要由尾砂（或其他材料）储存供料系统、水泥储存供料系统、调浓水供给系统、充填料浆制备与输送系统、控制及检测系统等组成。缺点是系统投资大，工艺复杂，对露天生产影响严重等。3、充填采空区时周边一定范围内必须停止正常的采剥生产。4、无法准确定位空区位置及形态，顶板安全厚度无法保障，容易造成设备、人员伤亡事故，后果严重。5、传统探测工艺无法穿透空区继续探测下部是否存在多层连续空区，以及空区分布形态，无法准确判断多层空区之间岩层厚度是否满足安全生产需要，往往在处理上部空区时对下部空区造成非人为可控的破坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种无需多次穿孔探测、工作量较少、适用性强、安全可靠、易于操作、投入少成本低、安全可控、综合经济效益好的多层重叠空区并段台阶中深孔崩落处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种多层重叠空区并段台阶中深孔崩落处理方法，步骤包括：

1）在目标区域内打超前探测孔检测空区，当探测到空区时，如果该空区为多层空区、空区相互重叠且空区之间的隔层厚度小于预设的最小安全厚度，则跳转执行步骤2）；

2）将三维激光探测仪的激光探头下放至当前空区内进行扫描，基于扫描数据建立当前空区的三维立体图形，确定当前空区的形态；

3）根据当前空区的形态确定穿孔作业的区域及孔网参数；

4）根据穿孔作业的区域及孔网参数在地面进行穿孔作业；

5）依次进行装药施工、联网爆破；

6）评估当前空区的充填密实情况及周边稳定性；

7）根据当前空区的充填密实情况判断当前空区是否有未塌陷区，如果当前空区有未塌陷区，则从未塌陷区侧翼以台阶的形式绕爆区周边向中央小步距铲装推进消除未塌陷区。

优选地，所述步骤1）在目标区域内打超前探测孔检测空区时，所述超前探测孔的深度不小于36.0m，所述超前探测孔的直径为Φ140mm。

优选地，所述步骤3）中确定穿孔作业的区域及孔网参数时，确定的孔网参数为：孔径Φ140mm、排距为4.0m、排间孔距为6.0m，且相邻两排孔错开呈三角型布置。

优选地，所述步骤4）中进行穿孔作业时，孔位误差不得大于0.3m。

优选地，所述步骤6）的详细步骤包括：

6.1）根据爆破后观察到的现场塌陷情况分析空区是否塌陷；

6.2）现场对爆堆进行测量，根据测量的爆堆制作爆堆形态剖面图；

6.3）根据爆堆形态剖面图与当前空区爆破前的形态进行对照，按岩石松散系数法分析空区充填密实情况；

6.4）根据地压监测情况判断当前空区的周边稳定性。

优选地，所述步骤6.3）的详细步骤包括：

6.3.1）根据当前空区的形态计算出空场体积，

6.3.2）根据岩石爆破松散系数及爆堆形态剖面图计算得到岩体爆破松散体积；