| 主权项 |
一种采用液态二氧化碳爆破诱导崩落采矿方法，利用液态二氧化碳汽化物理作用产生的高压气体对矿体关键部位进行诱导致裂，控制平衡拱的发展，从而有效实现岩石内节理裂隙的萌生、扩展与贯通，大大降低岩体强度及完整性，以至于最终矿体在矿石自重和地压作用下发生连续的自然崩落，实现安全高效开采；首先确定矿体及围岩的可崩性，通过岩体内裂缝及裂隙发育情况的数字式全景钻孔摄像与探测，根据全景图像的逆变换算法，还原和形成三维虚拟岩芯图及孔壁展开平面图；基于图像数字处理与计算机视觉技术，获取岩石裂隙、节理结构面信息；将钻孔数字图像转化为岩石物理参数的分布图，对岩体质量进行数值模拟评价；并结合现场岩体工程地质，建立岩体的可崩性的精细分级模型，以确定后续使用的二氧化碳高压气体的爆破压力值；在可崩性评价的基础上，结合矿体赋存条件，选择合适的开采方式，当矿体可崩性好时使用矿块开采，矿体可崩性中等时采用盘区开采，矿体可崩性差时则采用全面连续开采；然后进行采准工程布置，采场的结构参数设计，包括矿块高度与水平尺寸的取值；再进行采切工作，主要包括掘进阶段运输巷道和横巷、电耙道或铲运机道、放矿溜井、行人通风天井、切帮天井、观察天井、观察人道及切帮巷道；利用切帮沿矿块边界削弱矿块与原矿体与岩体的联系，破坏矿石自然崩落过程中形成的平衡拱，控制崩落边界，并提高边界附近高应力区巷道稳定性；在矿块底部进行拉底形成自由空间，使矿石达到自然崩落，拉底过程中采用炸药爆破及液态二氧化碳爆破相结合的方法以减少爆破对出矿巷道的稳定性影响；崩下的矿石经底部出矿巷道放出，采用铲运机出矿，其特征是：首先根据矿体的实际厚度和倾角布置矿体的采矿矿段及矿块的结构尺寸；用传统方法在矿块下部掘进阶段运输巷道及穿脉出矿横巷，间距取30～40m；掘进形成出矿横巷与出矿进路，其中出矿进路间距取10～15m；然后在矿体中掘进水平向的联络道，在矿体两端顶底盘沿脉卸矿巷道内从下往上掘进布置溜井，溜井间距同穿脉出矿横巷间距相等；在矿块边界外围7～10m处布置观察天井，并自观察天井向着矿体方向掘进水平向的观察人道，并使其与矿体侧向掘进水平向的切帮巷道相连；并自下而上掘进切帮天井；在矿体上部形成的切帮巷道中部掘进钻孔摄像凿岩道，利用潜孔钻机钻凿90毫米的大直径深孔，垂直矿体走向，间距取8～10m，用于数字式全景钻孔摄影测量并评价矿体的可崩性，同时在回采过程中进行不间断探测，以实时监测矿体的崩落情况；拉底后自然崩落的矿石，铲运机通过出矿进路进入采场进行矿石铲装，由出矿横巷运至溜井进行放矿，放下的矿石通过阶段运输巷道运出；回采过程中，采用切帮巷道进行切帮，削弱矿块边界与原矿体及岩体的联系，当矿体部分难以崩落或者形成较稳固的平衡拱阻止了岩石的自然连续冒落，在矿体两侧的切帮巷道中钻凿诱导预裂炮孔，炮孔扇形布置，深度不超过矿体的中部，采用液态二氧化碳爆破器进行爆破诱导致裂，爆破器规格根据孔深和岩体稳定性确定，原则人为可控，不形成岩体立即冒落，以便安全回收液态二氧化碳爆破器；拉底过程中也采用液态二氧化碳爆破器进行爆破扩漏中，以控制对出矿进路的损伤及周边岩体的损伤；采用潜孔钻机钻凿直径45mm的上向扇形中深孔进行拉底，根据所需爆破压力值将相应规格的液态二氧化碳爆破器送入炮孔，然后进行封堵，进行爆破作业，每次爆破3排炮孔；根据矿石可崩性，使拉底速度保持与矿石自然崩落速度一致。 |
