[发明专利]一种露天深埋采空区爆破方法

说明书

一种露天深埋采空区爆破方法，属于工程爆破技术领域，按如下步骤布置和引爆炸药；步骤一：计算炮孔粉碎区半径和裂隙区半径；步骤二：确定炮孔孔间距范围；步骤三：确定下部爆破分层单层高度；步骤四：确定上部露天分层与下部下向分层间距；步骤五：确定下向分层爆破总高度；步骤六：确定上部露天分层高度；步骤七：计算起爆网路各分层间和孔间延时时间。本发明利用采空区提供额外自由面条件，将露天深孔爆破同地下VCR法协同爆破，克服深埋采空区高厚跨比带来的高夹制影响，形成一套高效的爆破崩落充填爆破方法。

技术领域

本发明属于工程爆破技术领域，尤其是涉及一种露天深埋采空区爆破方法。

背景技术

矿山采空区的塌陷、涌水和边坡失稳是最为严重的矿山地质灾害之一。日伪时期给山体周边诸多矿山造成地下多处采空区。尤其近年在周边矿产资源未集中整合之前，不规范的开采进一步增加了地下采空区的数量。这些采空区的存在给矿山设备和人员的安全带来严重的威胁，也给开采计划组织执行带来极大困难。对于深埋采空区由于爆破夹制作用增大，虽然通过减小孔网参数，增大爆破单耗在一定程度上有所改善，但爆破后散体松散不充分，散体流动性差，甚至局部产生结拱现象，要经历较长时间才能保证充填体到达最终稳定，需要被迫圈定安全封闭区域，对安全生产带来持续影响。

发明内容

针对采用现有爆破方法爆破后散体松散不充分，散体流动性差的问题，本发明提出一种露天深埋采空区爆破方法，充分利用采空区提供额外自由面条件，将露天深孔爆破同地下VCR法协同爆破，克服深埋采空区高厚跨比带来的高夹制影响，形成一套高效的爆破崩落充填爆破方法。

在处理高厚跨比深埋采空区的爆破崩塌治理中，首先在采空区顶板上方布置炮孔，在垂直方向上将爆破区域划分为上部露天爆破分层和下部地下爆破分层。将采空区顶板开辟为地下爆破分层辅助自由面，根据采空区的容积布置多层药包，从下向上依次起爆，逐步解除上部顶板的夹制作用，满足露天深孔爆破条件后，顶部药包采用露天深孔爆破，以提高岩体破碎质量，避免产生岩体结拱问题，满足充填下部采空区坍塌流动性的要求。

本发明采用如下技术方案：

一种露天深埋采空区爆破方法，在垂直方向上将爆破区域划分为上部露天爆破分层和下部地下爆破分层，采空区顶板上方布置炮孔，根据采空区的容积布置多层药包，从下向上依次起爆，包括如下步骤：

步骤一：计算炮孔粉碎区半径和裂隙区半径；

步骤二：确定炮孔孔间距a范围，采用正方形布孔；

步骤三：确定下部爆破分层单层高度H₃：

H₃＝Nφgρ/(k₁ga²)

其中：N为系数，取值不大于6；φ为炮孔直径；ρ为炮孔装药密度；k₁为炸药单耗；

步骤四：确定上部露天分层与下部下向分层间距H₄：

式中，a’为条形药包端间距；n为爆破作用指数；为抗径比；W为最小抵抗线；K_a’为与介质有关的系数，岩石介质K_a’＝0.55，对土体K_a’＝0.75；g为重力加速度。

步骤五：根据采空区的容积、岩石松散系数确定下向分层爆破总高度H₁：

H₁＝V_k/(γgS_k)，H₁≤N₁gH₃+H₄