自然崩落法地表塌陷范围控制方法技术

本发明专利技术涉及一种自然崩落法地表塌陷范围控制方法，它包括如下步骤获取常规塌陷范围线、确定控制塌陷范围线、清理腐殖土、修筑截排水沟、施工切缝钻孔、堆筑排渣平台、堆排废石强化塌陷及其各自的条件，具有施工作业简单，成本较低，效果显著，可以有效控制地表塌陷范围，降低地表塌陷对周围建筑物或构筑物的影响和前期投资成本等优点，适于矿山开采或工民建筑应用。应用。应用。

【技术实现步骤摘要】
自然崩落法地表塌陷范围控制方法


[0001]本专利技术涉及地表塌陷范围的控制方法，尤其涉及一种自然崩落法地地表塌陷范围控制方法，适于矿山开采或工民建筑应用。

技术介绍

[0002]自然崩落法是指借助矿岩体本身存有节理、裂隙、弱面、夹层等不完整性，整个阶段矿石大面积拉底和割帮工程形成后，在自重和地压作用下，发生自然崩落，并破碎成块，从而实现落矿的工艺方法。自然崩落的矿石，经出矿巷道放出，在阶段运输巷道装车运走。在矿块下部拉底后，矿石失去了支撑，在重力和地压的作用下，首先在中间部分出现裂隙产生破坏，而后自然崩落下来，当矿石崩落到形成平衡拱时，便出现暂时稳定，矿石停止崩落。为了控制矿石崩落过程，须破坏拱的稳定性，使矿石继续自然崩落。业内通常采用沿垂直方向移动拱支撑点A、B的办法：在崩落边界四周开掘切割巷道，甚至在切割巷道内钻凿深孔等崩落诱导工程，以使该部分首先发生冒落，从而使平衡拱随之向上移动，同时又不超出设计边界，该方法能省略大量的凿岩爆破工作与费用，特别适合低品位厚大矿床开采，是一种成本低、效率高、安全性好的地下大规模采矿方法。
[0003]自然崩落法的适用条件：急倾斜厚大矿体和极厚的倾斜矿体；矿石的可崩性好，一般要求矿体不稳固，矿石节理、裂隙发育或中等发育，容易自然冒落，且冒落下来的矿石块度不大，便于放矿；矿石品位分布均匀，夹石少；矿石无黏结性和自燃性；矿体形状规整和围岩界限明显；地表允许崩落，顶板围岩随着放矿能够自然崩落。
[0004]实践中自然崩落法存在的问题，一是冲击气浪危害，泥石流危害，处理卡斗、悬顶不当造成的危害，地表塌陷坑的次生地质灾害，即安全问题；二是前期投资大，投达产时间长，崩落矿石的大块率较多，处理的时间经济成本较高；三是矿石的崩落速度达不到预期，产能效应发挥不出来；四是底部结构严重破坏，造成采矿方法的失败，即技术问题。我们知道自然崩落法形成的地表塌陷范围决定了地表征地拆迁范围及成本，对于临近村庄、公路等建筑物、构筑物的区域，地表塌陷范围甚至决定了采矿方法能否顺利应用，即使允许征地拆迁，其投资成本也将大幅增加，此外，自然崩落法形成的地表塌陷坑，极易出现次生地质灾害，安全问题较大。
[0005]为此研发一种自然崩落法地表塌陷范围控制方法就显得尤为迫切和意义重大。

技术实现思路

[0006]本专利技术的任务是为了克服现有技术的不足，提供一种自然崩落法地表塌陷范围控制方法，既能有效控制自然崩落法地表塌陷范围，提前对塌陷坑进行回填，避免泥石流、滑坡等次生地质灾害问题的发生，又能加快崩落顶板的崩落速度，进而提高自然崩落法的安全性和经济价值。
[0007]本专利技术的任务是通过以下技术方案来完成的：
[0008]自然崩落法地表塌陷范围控制方法，它包括以下步骤与条件：
[0009](A)获取常规塌陷范围线，先获取矿山的地质岩层、断层分布、岩石强度和矿体赋存产状信息，再通过工程类比法或数值模拟法或取岩层的塌落角并获取常规塌陷范围线；
[0010](B)确定控制塌陷范围线，根据地表建筑物或构筑物保护等级以及为降低征地拆迁费用而控制的塌陷范围，确定控制塌陷范围线的范围应小于或等于常规塌陷范围线且大于矿体底部面积，同时确定出基于全空区散体柱下的控制塌陷角；
[0011](C)清理腐殖土，清理控制塌陷范围线内的腐殖土，可避免腐殖土(3)随着崩落的往上推进以致混入到矿石崩落区，随矿石自出矿口放出而加大矿石的贫化和影响选矿工艺；
[0012](D)修筑截排水沟，在控制塌陷范围线外围修筑截排水沟，可截排控制塌陷范围线外的自然降雨汇水，避免自然汇水对井下作业的影响和切断泥石流的形成；
[0013](E)施工切缝钻孔，在确定的控制塌陷范围线上布置切缝钻孔，利用钻孔进行人工加压致裂或者聚能裂缝爆破，进一步破坏崩落区上部岩体强度及完整性，并预先在控制塌陷范围线上形成岩体切缝，以控制塌陷范围；
[0014](F)堆筑排渣平台，在控制塌陷范围线外堆筑排渣平台，排渣平台的坡脚线应落在控制塌陷范围线前后，以保证自排渣平台排卸的废石可以顺利滚落到塌陷坑内；
[0015](G)堆排废石强化塌陷，在控制塌陷范围线堆排废石，可加快塌陷区内岩体裂隙的形成，并随着下部矿石的崩落逐步崩落，形成稳定的覆盖岩层，提高自然崩落法矿石的回收率。
[0016]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点或效果：
[0017](1)施工作业简单，成本较低，效果显著，可以有效控制地表塌陷范围，降低地表塌陷对周围建筑物、构筑物的影响和前期投资成本。
[0018](2)确定切缝钻孔深度的计算方法还可延及高等级建筑物或构筑物制定更加有效的保护措施。
[0019](3)提前清理塌陷区内的腐殖土，可有效地控制地表腐殖土随着崩落区的上移而混入崩落矿石，阻止矿石贫化增大与影响选矿工艺。
[0020](4)修筑截排水沟，可有效地截排控制塌陷范围线外的自然汇水，避免自然汇水对井下生产作业的影响，切断泥石流的形成主要因素，提高自然崩落法生产作业的安全性。
[0021](5)在塌陷坑范围内堆排废石，可加快塌陷区内岩体裂隙的形成，提高崩落速度，加快矿山的达产时间，并随着下部矿石的崩落完毕后，尽快形成稳定的岩石崩落覆盖层，提高自然崩落法矿石的回收率，以及组织塌陷坑外围岩体的移动塌落，保证控制塌陷范围线外岩体的稳定性，有效的控制塌陷坑的范围。
附图说明
[0022]图1是依据本专利技术提出的一种自然崩落法地表塌陷范围控制方法示意图。
[0023]附图中各标识分别表示：
[0024]1.常规塌陷范围线2.控制塌陷范围线3.腐殖土4.截排水沟5.切缝钻孔6.排渣平台7.废石强化塌陷
[0025]以下结合附图对说明作进一步详细地描述。
具体实施方式
[0026]如图1所示，本专利技术的一种自然崩落法地表塌陷范围控制方法，包括以下步骤与条件：
[0027](A)获取常规塌陷范围线(1)，先获取矿山的地质岩层、断层分布、岩石强度和矿体赋存产状信息，再通过工程类比法或数值模拟法或取岩层的塌落角并获取常规塌陷范围线(1)；
[0028](B)确定控制塌陷范围线(2)，根据地表建筑物或构筑物保护等级以及为降低征地拆迁费用而控制的塌陷范围，确定控制塌陷范围线(2)的范围应小于或等于常规塌陷范围线且大于矿体底部面积，同时确定出基于全空区散体柱下的控制塌陷角；
[0029](C)清理腐殖土(3)，清理控制塌陷范围线(2)内的腐殖土，可避免腐殖土(3)随着崩落的往上推进以致混入到矿石崩落区，随矿石自出矿口放出而加大矿石的贫化和影响选矿工艺；
[0030](D)修筑截排水沟(4)，在控制塌陷范围线(2)外围修筑截排水沟(4)，可截排控制塌陷范围线(2)外的自然降雨汇水，避免自然汇水对井下作业的影响和切断泥石流的形成；
[0031](E)施工切缝钻孔(5)，在确定的控制塌陷范围线(2)上布置切缝钻孔(5)，利用钻孔进行人工加压致裂或者聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自然崩落法地表塌陷范围控制方法，其特征在于包括以下步骤与条件：(A)获取常规塌陷范围线(1)，先获取矿山的地质岩层、断层分布、岩石强度和矿体赋存产状信息，再通过工程类比法或数值模拟法或取岩层的塌落角并获取常规塌陷范围线(1)；(B)确定控制塌陷范围线(2)，根据地表建筑物或构筑物保护等级以及为降低征地拆迁费用而控制的塌陷范围，确定控制塌陷范围线(2)的范围应小于或等于常规塌陷范围线且大于矿体底部面积，同时确定出基于全空区散体柱下的控制塌陷角；(C)清理腐殖土(3)，清理控制塌陷范围线(2)内的腐殖土，可避免腐殖土(3)随着崩落的往上推进以致混入到矿石崩落区，随矿石自出矿口放出而加大矿石的贫化和影响选矿工艺；(D)修筑截排水沟(4)，在控制塌陷范围线(2)外围修筑截排水沟(4)，可截排控制塌陷范围线(2)外的自然降雨汇水，避免自然汇水对井下作业的影响和切断泥石流的形成；(E)施工切缝钻孔(5)，在确定的控制塌陷范围线(2)上布置切缝钻孔(5)，利用钻孔进行人工加压致裂或者聚能裂缝爆破，进一步破坏崩落区上部岩体强度及完整性，并预先在控制塌陷范围线上形成岩体切缝，以控制塌陷范围；(F)堆筑排渣平台(5)，在控制塌陷范围线(2)外堆筑排渣平台(5)，排渣平台(5)的坡脚线应落在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清福，丘国柱，阙朝阳，简锡明，孙言飞，廖德华，郭泽锋，巫銮东，
申请(专利权)人：紫金矿业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：