一種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評估方法
【專利摘要】本發(fā)明所述的一種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評估方法，是以處理空區(qū)塌實程度、下部空區(qū)穩(wěn)定性影響因素、虛渣厚度等指標為基礎(chǔ)的半定量的崩落法處理空區(qū)后的危險性評估標準，該標準共有19種不同的指標組合，對應(yīng)安全、相對安全、相對危險、危險、極危險等五大類危險程度。通過對空區(qū)處理后的爆區(qū)進行危險程度評估及制定殘礦資源回收方案，可以為回收殘礦資源及后續(xù)下部空區(qū)處理提供可靠的依據(jù)，降低采空區(qū)誘發(fā)的安全風(fēng)險，保證礦山安全生產(chǎn)，提高資源回收率。
【專利說明】
一種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001] 本發(fā)明涉及礦山安全領(lǐng)域，具體涉及一種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評 估方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 已知的，我國許多金屬非金屬礦山存在大量未處理空區(qū)。長沙礦山研究院曾對25 省457家金屬非金屬礦山大中型礦山企業(yè)進行采空區(qū)調(diào)查研究，查明采空區(qū)規(guī)模達4.32億 m3;按行業(yè)分布，有色金屬行業(yè)采空區(qū)體積占調(diào)查總量的43.67%，黑色金屬行業(yè)采空區(qū)體 積占調(diào)查總量的18.18 %，黃金礦山采空區(qū)體積占調(diào)查總量的7.51 %，化工礦山采空區(qū)體積 占調(diào)查總量的17.44 %，建材礦山采空區(qū)體積占調(diào)查總量的13.20 %。大量未處理的采空區(qū) 和不明采空區(qū)的存在，不僅導(dǎo)致礦山開采條件惡化，嚴重影響礦山生產(chǎn)和安全，制約了礦山 的發(fā)展，也極大地破壞和浪費了地下寶貴的礦產(chǎn)資源據(jù)，造成重大的經(jīng)濟損失。據(jù)不完全統(tǒng) 計，因采礦引發(fā)的塌陷面積達1150km 2,發(fā)生采礦塌陷災(zāi)害的礦業(yè)城市有30多個，每年因采 礦地面塌陷造成的損失達4億元以上。
[0003] 為了消除采空區(qū)誘發(fā)的安全隱患，保證礦山安全生產(chǎn)，提高資源回收率，礦山企業(yè) 需結(jié)合礦山開采方式、采空區(qū)規(guī)模及賦存特征等制定采空區(qū)綜合治理措施。目前，國內(nèi)外采 空區(qū)處理方法不外乎崩落法和充填法，充填法處理空區(qū)通常情況下能夠有效地消除或者降 低空區(qū)導(dǎo)致的地壓隱患，但采用崩落法處理空區(qū)可能導(dǎo)致因不能有效地處理空區(qū)而增加了 空區(qū)隱患風(fēng)險。因此，針對露天礦崩落法處理的采空區(qū)進行安全評估是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0004] 為了克服【背景技術(shù)】中存在的不足，本發(fā)明提供了一種用于露天礦崩落法處理空區(qū) 后的安全評估方法，該方法可以為生產(chǎn)推進回收殘礦資源及后續(xù)下部空區(qū)處理提供可靠的 依據(jù)。
[0005] 為實現(xiàn)如上所述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案：
[0006] -種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評估方法，包括以下步驟:第一步、爆區(qū) 劃分為小分區(qū)：
[0007] 根據(jù)爆破設(shè)計實測孔深，按照空區(qū)頂板高度相近原則將爆區(qū)劃分若干個空區(qū)頂板 高度相近區(qū)，所述空區(qū)頂板高度是空區(qū)頂板至臺階面的距離，所述相近原則是指實測點的 空區(qū)頂板高度與該區(qū)平均頂板高度差值不大于5m;然后再按照空區(qū)高度相近原則將每個空 區(qū)頂板高度相近區(qū)再細分為若干個小分區(qū)，空區(qū)高度相近原則是指實測點空區(qū)高度與該分 區(qū)平均空區(qū)高度差值不大于3m，按上述原則劃分，小分區(qū)范圍內(nèi)的空區(qū)不僅頂板高度相近， 空區(qū)高度亦相近，利于下步空區(qū)塌實程度分析和爆破效果判定；
[0008] 第二步、分區(qū)內(nèi)處理空區(qū)塌實程度分析：
[0009] 接上步，根據(jù)實測透孔的地表高程、空區(qū)頂板高度、底板高度、巖石碎脹系數(shù)計算 每個小分區(qū)崩落處理后爆堆面高程理論值，將該理論值與其對應(yīng)的爆堆實測高程對比，分 析該分區(qū)的塌實程度，判定爆破效果，同時也需要結(jié)合整理的穿孔施工記錄、爆破設(shè)計、裝 藥記錄，將異?？走M行統(tǒng)計，圈定其位置，并將大范圍的異常區(qū)作為重點區(qū)域重點分析； [0010] 1)如果理論高程和實測高程接近且穿孔、裝藥過程中未出現(xiàn)大面積異?？?，則可 以認為該區(qū)域下部空區(qū)塌實，爆破效果好；
[0011] 2)如果理論高程大于實測高程，實際塌陷更深，可能是由兩種情況導(dǎo)致:一是該區(qū) 域由多層空區(qū)復(fù)合而成且空區(qū)之間的原巖厚度較薄，處理上層空區(qū)的同時導(dǎo)致下層空區(qū)同 時垮落，這種情況說明該區(qū)域基本塌實，爆破效果好，達到空區(qū)處理的目的；二是待評估分 區(qū)為單層空區(qū)，或為復(fù)合空區(qū)但由于原巖厚度較厚下層空區(qū)未垮落，塌陷更深可能是由爆 破區(qū)域自由面好、靠近爆區(qū)后排等正常因素造成，亦可認為該區(qū)域已基本塌實，爆破效果較 好；
[0012] 3)如果理論高程小于實測高程，也可能出現(xiàn)兩種情況:一種是爆區(qū)位于爆破網(wǎng)絡(luò) 中心線附近、自由面差，該情況下若理論值與實際值相比小8m，則認為該區(qū)域空區(qū)已基本塌 實，否則未塌實；另一種是孔排距過大、穿孔、裝藥不到位，導(dǎo)致該區(qū)域沒有塌實，爆破效果 差，為危險區(qū)；
[0013] 各分區(qū)的踏實程度是由多重因素影響的，所以應(yīng)根據(jù)各分區(qū)的具體情況及空區(qū)平 剖面圖，綜合分析評價每個分區(qū)的塌實程度和爆破效果；
[0014] 第三步、所有分區(qū)危險程度評估：
[0015] 接上步，空區(qū)處理后爆區(qū)危險性與處理空區(qū)塌實程度、下部空區(qū)穩(wěn)定性、虛渣厚度 有關(guān)，下部空區(qū)是指與本次崩落法處理空區(qū)有緊密聯(lián)系的下層空區(qū)或空區(qū)群，下部空區(qū)穩(wěn) 定與否是空區(qū)處理安全評估的重要指標，也是決定崩落區(qū)礦石鏟裝作業(yè)安全性的重要因 素，其影響因素有：下部空區(qū)與已處理空區(qū)間的原巖厚度、空區(qū)形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造和地壓活動 情況;虛渣厚度與后續(xù)空區(qū)處理密切相關(guān)，與后期崩落礦石的鏟裝作業(yè)的安全直接相關(guān)，當(dāng) 虛渣厚度多24m，可認為虛渣較厚，否則，認為虛渣較??；
[0016] 根據(jù)以上指標，制定了崩落法處理空區(qū)后危險性評估標準，該標準共有19種不同 情況對應(yīng)安全、相對安全、相對危險、危險、極危險等五大類危險程度；
[0017] 第四步、爆區(qū)整體危險區(qū)界定：
[0018] 接上步，根據(jù)各分區(qū)的危險程度評估結(jié)果，用不同的充填圖案分別代表安全和相 對安全、相對危險、危險、極危險充填爆區(qū)內(nèi)的每個分區(qū)，爆區(qū)危險程度評估結(jié)果充填圖可 直觀顯示不同區(qū)域的危險程度和范圍，從整體上界定了各區(qū)域的危險性，為后期資源的安 全回收提供了可靠的依據(jù)；
[0019] 所述第二步中的實測高程點的間距不大于10m*12m，覆蓋所有透孔，所述異常孔包 括亂孔、堵孔、廢孔、深水孔、裝藥不到位孔。
[0020] 所述第三步中的原巖厚度是指下部空區(qū)與已處理空區(qū)間的巖石層厚度，原巖厚度 小于最小安全厚度，則下部空區(qū)穩(wěn)定性差，危險性高;否則，當(dāng)原巖厚度大于最小安全厚度， 則下部空區(qū)穩(wěn)定性好，安全性高，在較穩(wěn)固巖性情況下，最小安全厚度為空區(qū)跨度的1/2。
[0021] 所述第三步中的空區(qū)形態(tài)分為簡單空區(qū)和復(fù)雜空區(qū)：簡單空區(qū)一般是指無構(gòu)造帶 穿過、頂板巖石穩(wěn)固性好且空區(qū)頂板連續(xù)暴露面積較小、跨度小、礦柱多的單層空區(qū)，一般 空區(qū)高度不超過6m，單一空區(qū)跨度不超過20m;或者是上下有空區(qū)重疊，但上層空區(qū)底板與 下層空區(qū)頂板間的原巖厚度大于最小頂板安全厚度的空區(qū)，除此以外的空區(qū)為復(fù)雜空區(qū)。
[0022]所述第三步中的地質(zhì)構(gòu)造對空區(qū)穩(wěn)定性影響最大的是斷層或破碎帶，當(dāng)待評估分 區(qū)有斷層或破碎帶橫穿情況時，則認為地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜；當(dāng)待評估分區(qū)無斷層或破碎帶橫穿 情況時，則可認為地質(zhì)構(gòu)造相對簡單。
[0023] 所述第三步中的地壓活動情況，目前進行有效監(jiān)測的手段主要是聲發(fā)射監(jiān)測和微 震監(jiān)測，巖體聲發(fā)射監(jiān)測為點監(jiān)測技術(shù)，適用淺層空區(qū)、重點區(qū)域監(jiān)測，聲發(fā)射監(jiān)測儀記錄 的參數(shù)有總事件、大事件、能率，通常情況下根據(jù)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)作成有關(guān)直方圖、曲線圖的變 化趨勢，判斷巖體的穩(wěn)定性狀況，監(jiān)測數(shù)據(jù)明顯趨于上升時，特別是大事件數(shù)較大時應(yīng)作出 危險預(yù)報，對于中硬及以上的巖石，確定巖體聲發(fā)射預(yù)警參考指標;微震監(jiān)測技術(shù)為體監(jiān)測 技術(shù)，既適用于淺層空區(qū)也適用于深層空區(qū)，但傳感器需立體成組布置，該儀器主要監(jiān)測微 震事件率、微震定位事件空間聚集度、微震b值、微震關(guān)聯(lián)維值、能量指數(shù)-累計視體積和微 震事件活動熵6個參數(shù)，地壓活動的異常情況需根據(jù)事件類型及地壓災(zāi)害預(yù)警模型確定。
[0024] 由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性：
[0025] 本發(fā)明所述的一種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評估方法，是以處理空區(qū) 塌實程度、下部空區(qū)穩(wěn)定性影響因素、虛渣厚度等指標為基礎(chǔ)的半定量的崩落法處理空區(qū) 后的危險性評估標準，該標準共有19種不同的指標組合，對應(yīng)安全、相對安全、相對危險、危 險、極危險等五大類危險程度。通過對空區(qū)處理后的爆區(qū)進行危險程度評估及制定殘礦資 源回收方案，可以為回收殘礦資源及后續(xù)下部空區(qū)處理提供可靠的依據(jù)，降低采空區(qū)誘發(fā) 的安全風(fēng)險，保證礦山安全生產(chǎn)，提高資源回收率。
【附圖說明】：
[0026]圖1為簡單空區(qū)示意圖；
[0027]圖2為復(fù)雜空區(qū)示意圖；
[0028] 圖3為E區(qū)1334復(fù)雜空區(qū)剖面圖；
[0029]圖4為E區(qū)1334復(fù)雜空區(qū)處理后危險區(qū)劃分剖面示例圖；
[0030] 圖5為E區(qū)1334復(fù)雜空區(qū)處理后爆區(qū)整體危險區(qū)劃分圖。
【具體實施方式】：
[0031] 通過下面實施例可以更詳細的解釋本發(fā)明，公開本發(fā)明的目的旨在保護本發(fā)明范 圍內(nèi)的一切變化和改進，本發(fā)明并不局限于下面的實施例；
[0032] 結(jié)合附圖1-5所述的一種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評估方法，包括以 下步驟：
[0033]第一步、爆區(qū)劃分為小分區(qū)：
[0034]根據(jù)爆破設(shè)計實測孔深，按照空區(qū)頂板高度相近原則將爆區(qū)劃分若干個空區(qū)頂板 高度相近區(qū)，所述空區(qū)頂板高度是空區(qū)頂板至臺階面的距離，所述相近原則是指實測點的 空區(qū)頂板高度與該區(qū)平均頂板高度差值不大于5m;然后再按照空區(qū)高度相近原則將每個空 區(qū)頂板高度相近區(qū)再細分為若干個小分區(qū)，空區(qū)高度相近原則是指實測點空區(qū)高度與該分 區(qū)平均空區(qū)高度差值不大于3m，按上述原則劃分，小分區(qū)范圍內(nèi)的空區(qū)不僅頂板高度相近， 空區(qū)高度亦相近，利于下步空區(qū)塌實程度分析和爆破效果判定；
[0035]第二步、分區(qū)內(nèi)處理空區(qū)塌實程度分析：
[0036]接上步，根據(jù)實測透孔的地表高程、空區(qū)頂板高度、底板高度、巖石碎脹系數(shù)計算 每個小分區(qū)崩落處理后爆堆面高程理論值，將該理論值與其對應(yīng)的爆堆實測高程對比，分 析該分區(qū)的塌實程度，判定爆破效果，同時也需要結(jié)合整理的穿孔施工記錄、爆破設(shè)計、裝 藥記錄，將異?？走M行統(tǒng)計，圈定其位置，并將大范圍的異常區(qū)作為重點區(qū)域重點分析； [0037] 1)如果理論高程和實測高程接近且穿孔、裝藥過程中未出現(xiàn)大面積異?？?，則可 以認為該區(qū)域下部空區(qū)塌實，爆破效果好；
[0038] 2)如果理論高程大于實測高程，實際塌陷更深，可能是由兩種情況導(dǎo)致:一是該區(qū) 域由多層空區(qū)復(fù)合而成且空區(qū)之間的原巖厚度較薄，處理上層空區(qū)的同時導(dǎo)致下層空區(qū)同 時垮落，這種情況說明該區(qū)域基本塌實，爆破效果好，達到空區(qū)處理的目的；二是待評估分 區(qū)為單層空區(qū)，或為復(fù)合空區(qū)但由于原巖厚度較厚下層空區(qū)未垮落，塌陷更深可能是由爆 破區(qū)域自由面好、靠近爆區(qū)后排等正常因素造成，亦可認為該區(qū)域已基本塌實，爆破效果較 好；
[0039] 3)如果理論高程小于實測高程，也可能出現(xiàn)兩種情況:一種是爆區(qū)位于爆破網(wǎng)絡(luò) 中心線附近、自由面差，該情況下若理論值與實際值相比小8m，則認為該區(qū)域空區(qū)已基本塌 實，否則未塌實；另一種是孔排距過大、穿孔、裝藥不到位，導(dǎo)致該區(qū)域沒有塌實，爆破效果 差，為危險區(qū)；
[0040] 各分區(qū)的踏實程度是由多重因素影響的，所以應(yīng)根據(jù)各分區(qū)的具體情況及空區(qū)平 剖面圖，綜合分析評價每個分區(qū)的塌實程度和爆破效果；
[0041] 第三步、所有分區(qū)危險程度評估：
[0042] 接上步，空區(qū)處理后爆區(qū)危險性與處理空區(qū)塌實程度、下部空區(qū)穩(wěn)定性、虛渣厚度 有關(guān)，下部空區(qū)是指與本次崩落法處理空區(qū)有緊密聯(lián)系的下層空區(qū)或空區(qū)群，下部空區(qū)穩(wěn) 定與否是空區(qū)處理安全評估的重要指標，也是決定崩落區(qū)礦石鏟裝作業(yè)安全性的重要因 素，其影響因素有：下部空區(qū)與已處理空區(qū)間的原巖厚度、空區(qū)形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造和地壓活動 情況;虛渣厚度與后續(xù)空區(qū)處理密切相關(guān)，與后期崩落礦石的鏟裝作業(yè)的安全直接相關(guān)，當(dāng) 虛渣厚度多24m，可認為虛渣較厚，否則，認為虛渣較?。?br>[0043]根據(jù)以上指標，制定了崩落法處理空區(qū)后危險性評估標準，該標準共有19種不同 情況對應(yīng)安全、相對安全、相對危險、危險、極危險等五大類危險程度，如表1所示；
[0044]表1崩落法處理空區(qū)后危險性評估標準
[0045]
[0046] 需要指出，危險性評估是相對的，隨著生產(chǎn)推進，臺階下降，危險程度可能發(fā)生轉(zhuǎn) 化，原來相對安全的可能轉(zhuǎn)化為相對危險，相對危險區(qū)可能轉(zhuǎn)化為危險區(qū)；在后期推進過程 中采取了進一步的處理防范措施，亦可將危險區(qū)轉(zhuǎn)化為安全區(qū)；
[0047]第四步、爆區(qū)整體危險區(qū)界定：
[0048]接上步，根據(jù)各分區(qū)的危險程度評估結(jié)果，用不同的充填圖案分別代表安全和相 對安全、相對危險、危險、極危險充填爆區(qū)內(nèi)的每個分區(qū)，爆區(qū)危險程度評估結(jié)果充填圖可 直觀顯示不同區(qū)域的危險程度和范圍，從整體上界定了各區(qū)域的危險性，為后期資源的安 全回收提供了可靠的依據(jù)。
[0049]所述第二步中的實測高程點的間距不大于10m*12m，覆蓋所有透孔，所述異常孔包 括亂孔、堵孔、廢孔、深水孔、裝藥不到位孔。
[0050]所述第三步中的原巖厚度是指下部空區(qū)與已處理空區(qū)間的巖石層厚度，原巖厚度 小于最小安全厚度，則下部空區(qū)穩(wěn)定性差，危險性高;否則，當(dāng)原巖厚度大于最小安全厚度， 則下部空區(qū)穩(wěn)定性好，安全性高，在較穩(wěn)固巖性情況下，最小安全厚度為空區(qū)跨度的1/2,結(jié) 合待評估礦山的實際，確定其采空區(qū)跨度與頂板巖層的最小安全厚度的對應(yīng)關(guān)系如表2所 示；
[005? ] 表2現(xiàn)場最小安全厚度 [0052]
[0053]所述第三步中的空區(qū)形態(tài)是指：初步認為無構(gòu)造帶、頂板巖石穩(wěn)固性好且空區(qū)頂 板連續(xù)暴露面積較小、跨度小、礦柱多的單層空區(qū)，一般空區(qū)高度不超過6m，單一空區(qū)跨度 不超過20m;上下有空區(qū)重疊，但上層空區(qū)底板與下層空區(qū)頂板間的原巖厚度大于最小頂板 安全厚度的空區(qū)，除此以外的空區(qū)為復(fù)雜空區(qū)。
[0054]所述第三步中的地質(zhì)構(gòu)造對空區(qū)穩(wěn)定性影響最大的是斷層或破碎帶，當(dāng)待評估分 區(qū)有斷層或破碎帶橫穿情況時，則認為地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜；當(dāng)待評估分區(qū)無斷層或破碎帶橫穿 情況時，則可認為地質(zhì)構(gòu)造相對簡單。
[0055] 所述第三步中的地壓活動情況，目前進行有效監(jiān)測的手段主要是聲發(fā)射監(jiān)測和微 震監(jiān)測，巖體聲發(fā)射監(jiān)測為點監(jiān)測技術(shù)，適用淺層空區(qū)、重點區(qū)域監(jiān)測，聲發(fā)射監(jiān)測儀記錄 的參數(shù)有總事件、大事件、能率，通常情況下根據(jù)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)作成有關(guān)直方圖、曲線圖的變 化趨勢，判斷巖體的穩(wěn)定性狀況，監(jiān)測數(shù)據(jù)明顯趨于上升時，特別是大事件數(shù)較大時應(yīng)作出 危險預(yù)報，對于中硬及以上的巖石，確定巖體聲發(fā)射預(yù)警參考指標，見表3;
[0056] 表3巖體聲發(fā)射預(yù)警參考指標
[0057]
[0058] 微震監(jiān)測技術(shù)為體監(jiān)測技術(shù)，既適用于淺層空區(qū)也適用于深層空區(qū)，但傳感器需 立體成組布置，該儀器主要監(jiān)測微震事件率、微震定位事件空間聚集度、微震b值、微震關(guān)聯(lián) 維值、能量指數(shù)-累計視體積和微震事件活動熵6個參數(shù)，地壓活動的異常情況需根據(jù)事件 類型及地壓災(zāi)害預(yù)警模型確定。
[0059] 本發(fā)明的具體實施例如下：
[0060] 國內(nèi)有色金屬礦山采空區(qū)的形成過程十分復(fù)雜，既有歷史的原因，也有礦山自身 的原因。河南某有色礦區(qū)經(jīng)過30多年的地下開采，尤其是90年代初的無序開采，導(dǎo)致在現(xiàn)有 的露天開采境界內(nèi)形成了大規(guī)模的多層高危地下空區(qū)，空區(qū)面積約120萬m 2,空區(qū)體積約 1800萬m3,是采空區(qū)規(guī)模大于1000萬m3的3家有色金屬礦山之一。大量不規(guī)則、多層重疊地下 采空區(qū)的存在，嚴重威脅著露天開采安全，影響了礦山的正常生產(chǎn)，給礦山施工人員和設(shè)備 帶來了極大的安全威脅。為了確保礦山安全開采、穩(wěn)定生產(chǎn)及滿足企業(yè)發(fā)展需要，該礦在空 區(qū)分類、分區(qū)管理、空區(qū)處理等方面進行了大量的探索和實踐。本發(fā)明結(jié)合該礦E區(qū)1334極 復(fù)雜空區(qū)的實例，介紹露天礦地下采空區(qū)崩落法處理后的安全評估方法。
[0061 ] E區(qū)1334復(fù)合空區(qū)為極復(fù)雜空區(qū)，位于該礦區(qū)的東北部，主要有1334空區(qū)、1320空 區(qū)、1310空區(qū)及2403深孔采場構(gòu)成，且上部由1360空區(qū)處理后的虛渣層覆蓋，礦體主要賦存 在矽卡巖中。為了確保在空區(qū)上方施工作業(yè)安全，該次空區(qū)處理采用崩落法分兩次在1378m 水平、1366m水平進行，第一次崩落法處理空區(qū)爆區(qū)面積1.98萬m2,炸藥量358t，爆破孔數(shù) 1008個;第二次崩落法處理空區(qū)爆區(qū)面積0.506萬m 2,爆破孔數(shù)261個;爆區(qū)總面積2.486萬 m2，空區(qū)總體積70.2萬m3。
[0062] 1334空區(qū)面積大、跨度大、頂板厚度變化也極大，其面積1.36萬m2、體積24.48萬m 3， 在爆區(qū)東南部空區(qū)高12~24m，跨度20m左右，頂板至1378水平面原巖厚度24~38m，部分地 段與下部1320空區(qū)相透;在西北部空區(qū)高10~18m，跨度20~30m左右，頂板至1378水平面原 巖厚度32~36m。1320空區(qū)面積1.02萬m 2、體積16.32萬m3,空區(qū)高12~30m左右，跨度16~ 35m，頂板至1366水平面原巖厚度20~35m，該空區(qū)與上部1334空區(qū)間頂板厚度小，并有多處 相互采透;與下部1310空區(qū)重疊復(fù)合部分面積7000m 2,相互采透面積1000ΠΛ1310空區(qū)面積 1.7萬m2、體積17萬m3,空區(qū)高12~24m左右，空區(qū)跨度16~35m，與上部1320空區(qū)之間頂板原 巖厚度小于最小安全厚度，并與下部與1296空區(qū)相互重疊部分面積約1萬ΠΛ2403深孔采場 面積0.1萬m 2、體積2萬m3,空區(qū)高度15~30m，跨度20m，頂板距1366水平面原巖厚度20~30m， 詳見表4;
[0063] 耒4空反某太參教
[0064]
[0065] 1、爆區(qū)劃分為小分區(qū)
[0066] 按照爆區(qū)分區(qū)原則，將處理E區(qū)1334復(fù)合空區(qū)的整個爆區(qū)劃分為49個小分區(qū)。
[0067] 2、分區(qū)內(nèi)處理空區(qū)塌實程度分析
[0068] E區(qū)1334復(fù)合空區(qū)共計劃分49個分區(qū)，其中表5為部分代表性分區(qū)根據(jù)分析計算的 爆區(qū)高程理論值與實際高程值對比后分析的塌實程度，如3號分區(qū)地表平均高程1375.8m、 空區(qū)頂板平均高20.5m、底板平均高29.4m、巖石碎脹系數(shù)1.35,空區(qū)處理后該區(qū)理論平均高 程為1374.0m，經(jīng)實測該區(qū)實際平均高程為1371.0m，實際高程小于理論高程，且該區(qū)域下部 無空區(qū)，由于該分區(qū)爆破時自由面好導(dǎo)致實際塌陷更深，爆破效果好，該區(qū)內(nèi)空區(qū)已完全塌 實，達到空區(qū)處理的目的；4-1號分區(qū)空區(qū)處理后，實際平均高程1366.9m與理論高程 1367. lm接近，且未出現(xiàn)大面積異?？?，因此，分析認為下部空區(qū)基本塌實，爆破效果好;17-1號分區(qū)空區(qū)高度高達19m，虛渣厚度16-18m，原巖厚度小，因此采用深孔切割崩落法處理該 分區(qū)內(nèi)空區(qū)，爆破后該區(qū)實際平均高程與爆破前平均高程接近，說明巖石塌落不明顯，且周 邊切割孔多為水孔，裝藥效果差，分析認為該區(qū)域未完全塌落，存在較大安全隱患。經(jīng)整體 塌實程度分析，E區(qū)1334復(fù)合空區(qū)中的41個分區(qū)塌實或基本塌實，4個分區(qū)局部未塌實，4個 分區(qū)未完全塌落。
[0069] 表5 E區(qū)1334復(fù)合空區(qū)崩落法處理后塌實程度分析示例
[0070]
[0071] 3、所有分區(qū)危險程度評估
[0072] 依據(jù)空區(qū)處理后的危險性評估標準對E區(qū)1334復(fù)合空區(qū)進行危險程度劃定，經(jīng)分 析3號、4-1號、10-3號、17-1號分區(qū)空區(qū)處理后分別處于安全、危險、相對危險和極危險狀 態(tài)，詳見如表6,爆區(qū)危險區(qū)劃分剖面示意圖見附圖4。整體來看，E區(qū)1334復(fù)合空區(qū)共有16個 安全分區(qū)、4個相對安全分區(qū)、3個相對危險分區(qū)、14個危險分區(qū)、12個極危險分區(qū)，詳見表7， 其中危險分區(qū)、極危險分區(qū)在水平方向上主要集中在1366m水平爆區(qū)，說明整體上1366m水 平爆區(qū)危險程度明顯高于1378m水平爆區(qū)。用不同的圖案分別代表安全和相對安全、相對危 險、危險、極危險在E區(qū)1334空區(qū)爆破區(qū)域水平圖著色，如附圖5所示，該圖可直觀顯示不同 區(qū)域的危險程度和范圍，從圖中可看書1378m水平的危險程度明顯低于1366m水平，整個爆 區(qū)邊緣區(qū)域的危險程度明顯低于爆區(qū)內(nèi)部區(qū)域，危險程度整體評估圖可為后期資源的安全 回收提供了可靠的依據(jù)。
[0073] 表6 E區(qū)1334復(fù)合空區(qū)崩落法處理后危險性評估示例 [0074]
[0075] 表7 E區(qū)1334復(fù)合空區(qū)處理后危險程度統(tǒng)計表
[0076]
[0077] 4、資源回收
[0078] E區(qū)1334復(fù)合空區(qū)處理后經(jīng)安全評估，按照生產(chǎn)推進方案回收殘礦資源，累計成功 回收鉬礦石量約300萬t。
[0079]為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實施例，當(dāng)前認為是適宜的。但是應(yīng)了 解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和發(fā)明范圍內(nèi)的實施例的所有變化和改進。
【主權(quán)項】
1. 一種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評估方法，其特征在于:包括以下步驟： 第一步、爆區(qū)劃分為小分區(qū)： 根據(jù)爆破設(shè)計實測孔深，按照空區(qū)頂板高度相近原則將爆區(qū)劃分若干個空區(qū)頂板高度 相近區(qū)，所述空區(qū)頂板高度是空區(qū)頂板至臺階面的距離，所述相近原則是指實測點的空區(qū) 頂板高度與該區(qū)平均頂板高度差值不大于5m;然后再按照空區(qū)高度相近原則將每個空區(qū)頂 板高度相近區(qū)再細分為若干個小分區(qū)，空區(qū)高度相近原則是指實測點空區(qū)高度與該分區(qū)平 均空區(qū)高度差值不大于3m，按上述原則劃分，小分區(qū)范圍內(nèi)的空區(qū)不僅頂板高度相近，空區(qū) 高度亦相近，利于下步空區(qū)塌實程度分析和爆破效果判定； 第二步、分區(qū)內(nèi)處理空區(qū)塌實程度分析： 接上步，根據(jù)實測透孔的地表高程、空區(qū)頂板高度、底板高度、巖石碎脹系數(shù)計算每個 小分區(qū)崩落處理后爆堆面高程理論值，將該理論值與其對應(yīng)的爆堆實測高程對比，分析該 分區(qū)的塌實程度，判定爆破效果，同時也需要結(jié)合整理的穿孔施工記錄、爆破設(shè)計、裝藥記 錄，將異常孔進行統(tǒng)計，圈定其位置，并將大范圍的異常區(qū)作為重點區(qū)域重點分析； 1) 如果理論高程和實測高程接近且穿孔、裝藥過程中未出現(xiàn)大面積異?？?，則可以認 為該區(qū)域下部空區(qū)塌實，爆破效果好； 2) 如果理論高程大于實測高程，實際塌陷更深，可能是由兩種情況導(dǎo)致:一是該區(qū)域由 多層空區(qū)復(fù)合而成且空區(qū)之間的原巖厚度較薄，處理上層空區(qū)的同時導(dǎo)致下層空區(qū)同時垮 落，這種情況說明該區(qū)域基本塌實，爆破效果好，達到空區(qū)處理的目的；二是待評估分區(qū)為 單層空區(qū)，或為復(fù)合空區(qū)但由于原巖厚度較厚下層空區(qū)未垮落，塌陷更深可能是由爆破區(qū) 域自由面好、靠近爆區(qū)后排等正常因素造成，亦可認為該區(qū)域已基本塌實，爆破效果較好； 3) 如果理論高程小于實測高程，也可能出現(xiàn)兩種情況：一種是爆區(qū)位于爆破網(wǎng)絡(luò)中心 線附近、自由面差，該情況下若理論值與實際值相比小8m，則認為該區(qū)域空區(qū)已基本塌實， 否則未塌實；另一種是孔排距過大、穿孔、裝藥不到位，導(dǎo)致該區(qū)域沒有塌實，爆破效果差， 為危險區(qū)； 各分區(qū)的踏實程度是由多重因素影響的，所以應(yīng)根據(jù)各分區(qū)的具體情況及空區(qū)平剖面 圖，綜合分析評價每個分區(qū)的塌實程度和爆破效果； 第三步、所有分區(qū)危險程度評估： 接上步，空區(qū)處理后爆區(qū)危險性與處理空區(qū)塌實程度、下部空區(qū)穩(wěn)定性、虛渣厚度有 關(guān)，下部空區(qū)是指與本次崩落法處理空區(qū)有緊密聯(lián)系的下層空區(qū)或空區(qū)群，下部空區(qū)穩(wěn)定 與否是空區(qū)處理安全評估的重要指標，也是決定崩落區(qū)礦石鏟裝作業(yè)安全性的重要因素， 其影響因素有：下部空區(qū)與已處理空區(qū)間的原巖厚度、空區(qū)形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造和地壓活動情 況;虛渣厚度與后續(xù)空區(qū)處理密切相關(guān)，與后期崩落礦石的鏟裝作業(yè)的安全直接相關(guān)，當(dāng)虛 渣厚度多24m，可認為虛渣較厚，否則，認為虛渣較薄； 根據(jù)以上指標，制定了崩落法處理空區(qū)后危險性評估標準，該標準共有19種不同情況 對應(yīng)安全、相對安全、相對危險、危險、極危險等五大類危險程度； 第四步、爆區(qū)整體危險區(qū)界定： 接上步，根據(jù)各分區(qū)的危險程度評估結(jié)果，用不同的充填圖案分別代表安全和相對安 全、相對危險、危險、極危險充填爆區(qū)內(nèi)的每個分區(qū)，爆區(qū)危險程度評估結(jié)果充填圖可直觀 顯示不同區(qū)域的危險程度和范圍，從整體上界定了各區(qū)域的危險性，為后期資源的安全回 收提供了可靠的依據(jù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評估方法，其特征 在于:所述第二步中的實測高程點的間距不大于l〇m*12m，覆蓋所有透孔，所述異?？装?亂孔、堵孔、廢孔、深水孔、裝藥不到位孔。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評估方法，其特征 在于:所述第三步中的原巖厚度是指下部空區(qū)與已處理空區(qū)間的巖石層厚度，原巖厚度小 于最小安全厚度，則下部空區(qū)穩(wěn)定性差，危險性高；否則，當(dāng)原巖厚度大于最小安全厚度，則 下部空區(qū)穩(wěn)定性好，安全性高，在較穩(wěn)固巖性情況下，最小安全厚度為空區(qū)跨度的1/2。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評估方法，其特征 在于:所述第三步中的空區(qū)形態(tài)分為簡單空區(qū)和復(fù)雜空區(qū)：簡單空區(qū)一般是指無構(gòu)造帶穿 過、頂板巖石穩(wěn)固性好且空區(qū)頂板連續(xù)暴露面積較小、跨度小、礦柱多的單層空區(qū)，一般空 區(qū)高度不超過6m，單一空區(qū)跨度不超過20m;或者是上下有空區(qū)重疊，但上層空區(qū)底板與下 層空區(qū)頂板間的原巖厚度大于最小頂板安全厚度的空區(qū)，除此以外的空區(qū)為復(fù)雜空區(qū)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評估方法，其特征 在于:所述第三步中的地質(zhì)構(gòu)造對空區(qū)穩(wěn)定性影響最大的是斷層或破碎帶，當(dāng)待評估分區(qū) 有斷層或破碎帶橫穿情況時，則認為地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜；當(dāng)待評估分區(qū)無斷層或破碎帶橫穿情 況時，則可認為地質(zhì)構(gòu)造相對簡單。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種露天礦崩落法處理復(fù)雜空區(qū)后的安全評估方法，其特征 在于:所述第三步中的地壓活動情況，目前進行有效監(jiān)測的手段主要是聲發(fā)射監(jiān)測和微震 監(jiān)測，巖體聲發(fā)射監(jiān)測為點監(jiān)測技術(shù)，適用淺層空區(qū)、重點區(qū)域監(jiān)測，聲發(fā)射監(jiān)測儀記錄的 參數(shù)有總事件、大事件、能率，通常情況下根據(jù)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)作成有關(guān)直方圖、曲線圖的變化 趨勢，判斷巖體的穩(wěn)定性狀況，監(jiān)測數(shù)據(jù)明顯趨于上升時，特別是大事件數(shù)較大時應(yīng)作出危 險預(yù)報，對于中硬及以上的巖石，確定巖體聲發(fā)射預(yù)警參考指標;微震監(jiān)測技術(shù)為體監(jiān)測技 術(shù)，既適用于淺層空區(qū)也適用于深層空區(qū)，但傳感器需立體成組布置，該儀器主要監(jiān)測微震 事件率、微震定位事件空間聚集度、微震b值、微震關(guān)聯(lián)維值、能量指數(shù)-累計視體積和微震 事件活動熵6個參數(shù)，地壓活動的異常情況需根據(jù)事件類型及地壓災(zāi)害預(yù)警模型確定。
【文檔編號】E21F17/18GK105952455SQ201610288393
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】王洛鋒, 張承濤, 張燕紅, 鄭燦輝, 李亮, 閆偉峰, 杜紅波, 張殿合, 麥九點, 賈寶珊, 徐森民, 謝九敬, 張金柱
【申請人】洛陽欒川鉬業(yè)集團股份有限公司