二氧化碳爆破設備涉及地下采礦技術領域，尤其涉及一種二氧化碳爆破設備自然崩落法，用以解決礦體比上盤圍巖和下盤圍巖穩固的礦山在爆破開采中安全事故率高、開采成本高的問題。二氧化碳爆破設備自然崩落法包括如下步驟：人工致裂：根據基礎的地質資料、裂隙分布規律及應力分布資料，對采場的礦體進行人工致裂；裂隙監測：對人工致裂區域進行監測，獲得裂隙的分布和延伸范圍；自然崩落：礦體自然掉落。二氧化碳爆破設備的自然崩落法適用于礦體比上盤圍巖和下盤圍巖穩固的礦山開采。

1.一種二氧化碳爆破設備自然崩落法，其特征在于，適于礦體比上盤圍巖和下盤圍巖穩固的礦山，其包括如下步驟：人工致裂根據基礎的地質資料、裂隙分布規律及應力分布資料，對采場的礦體進行人工致裂；裂隙監測：對人工致裂區域進行監測，獲得裂隙的分布和延伸范圍；自然崩落：礦體自然掉落。

2.基礎的地質資料和裂隙分布規律借助于以下步驟獲得：地質勘查：對采場進行地質勘查，獲得基礎的地質資料和裂隙分布規律； 應力分布資料借助于以下步驟獲得：地應力監測：獲得應力分布資料。

3.當裂隙的分布和延伸范圍達不到優自然崩落條件，則重復人工預裂和裂隙監測，直到當裂隙的分布和延伸范圍達到優自然崩落條件，結束人工預裂和裂隙監測。

4.在人工致裂步驟中：人工致裂的方式為通過致裂孔對礦塊施加高壓作用。

5.通過致裂孔對礦塊施加高壓作用的方式為高壓流體和高壓氣體。

6.在人工致裂步驟中：人工致裂的方式為高壓脈沖致裂。

7.致裂孔的布置形式為水平孔、豎直孔及傾斜孔。

8.在自然崩落步驟中：設置切幫巷道8進行崩落邊界控制。

9.在地質勘查步驟中：地質勘查的方式為超聲波、物探、微震監測中一種或多種。

10.在地應力監測步驟中：地應力監測的方式為包括水壓致裂法、聲發射法、剛性包體應力計法。

11.在裂隙監測步驟中：裂隙監測的方式為微震、聲發波、抄生波、鉆孔攝像、多點位移計及測斜儀中一種或多種。

二氧化碳爆破設備自然崩落法技術領域

二氧化碳爆破設備涉及地下采礦技術領域，尤其涉及一種二氧化碳爆破設備自然崩落法。

背景技術

二氧化碳爆破設備自然崩落法作為一種高效、低成本的采礦方法，在開采低品位破碎類型礦體時能夠充分回收和利用資源，具有十分明顯和獨特的優勢。 二氧化碳爆破設備自然崩落法是一種不依賴大規模鑿巖爆破的高強度的采礦方法，該方法借助于拉底(必要時在礦塊邊界輔以割幫或預裂)工程因素，誘使礦巖中的應力發生變化，從而使得礦體中的結構面不斷擴展形成貫通的裂隙網，并在自重作用下發生自然崩落。 其作用機理，在可崩性良好的礦巖中，礦塊大面積拉底后，破壞了礦塊內礦體的應力平衡，引起應力重分布，必然會形成新的平衡拱，拱內的礦石因受到重力作用而周期性的脫落。現有應用二氧化碳爆破設備自然崩落法采礦的礦山包括有色金屬礦山，有色金屬礦山的礦體相比上盤圍巖和下盤圍巖不穩固，裂隙較為發育，因此礦體的可崩性較好，適合使用二氧化碳爆破設備自然崩落法進行開采，具體地，例如在銅礦峪銅礦中，已經成功應用二氧化碳爆破設備自然崩落法開采礦石。二氧化碳爆破設備自然崩落法的使用條件為：礦體是不穩固的，而上盤圍巖和下盤圍巖是穩固的，理想條件是礦體為中等堅硬，且礦體具有密集的節理和裂隙，當拉底到一定面積之后能自然崩落成大小適中的礦石。二氧化碳爆破設備自然崩落法不適于，礦體是穩定的而上盤圍巖和下盤圍巖是不穩定的礦山。對于礦體是穩定的，而上盤圍巖和下盤圍巖是不穩定的礦山，例如黑色金屬礦山(黑色金屬礦山的礦體相對圍巖穩固，裂隙不夠發育)，因為不滿足現有二氧化碳爆破設備自然崩落法的使用條件，目前，常用的開采方式為爆破開采的方式。爆破開采是在工作面，利用爆破使得礦塊松動破碎，從而實現開采的方式。爆破開采的不足為，爆破會引起安全事故率高、開采成本高等爆破危害。

(一)要解決的技術問題

二氧化碳爆破設備的目的在于提供一種二氧化碳爆破設備自然崩落法，用以解決礦體比上盤圍巖和下盤圍巖穩固的礦山在爆破開采中安全事故率高、開采成本高的問題。

(二)技術方案

為了達到上述目的，二氧化碳爆破設備采用的主要技術方案包括：二氧化碳爆破設備提供一種二氧化碳爆破設備自然崩落法。具體地，該二氧化碳爆破設備自然崩落法，適于礦體比上盤圍巖和下盤圍巖穩固的礦山，其包括如下步驟：人工致裂：根據基礎的地質資料、裂隙分布規律及應力分布資料，對采場的礦體進行人工致裂；裂隙監測：對人工致裂區域進行監測，獲得裂隙的分布和延伸范圍；自然崩落：礦體自然掉落。 進一步地，基礎的地質資料和裂隙分布規律借助于以下步驟獲得： 地質勘查：對采場進行地質勘查，獲得基礎的地質資料和裂隙分布規律；應力分布資料借助于以下步驟獲得：地應力監測：獲得應力分布資料進一步地，當裂隙的分布和延伸范圍達不到優自然崩落條件，則重復人工預裂和裂隙監測，直到當裂隙的分布和延伸范圍達到優自然崩落條件，結束人工預裂和裂隙監測。進一步地，在人工致裂步驟中：人工致裂的方式為通過致裂孔對礦塊施加高壓作用。進一步地，通過致裂孔對礦塊施加高壓作用的方式為高壓流體和高壓氣體。進一步地，在人工致裂步驟中：人工致裂的方式為高壓脈沖致裂。進一步地，致裂孔的布置形式為水平孔、豎直孔及傾斜孔。進一步地，在自然崩落步驟中： 設置切幫巷道8進行崩落邊界控制。進一步地，在地質勘查步驟中： 地質勘查的方式為超聲波、物探、微震監測中一種或多種。進一步地，在地應力監測步驟中：地應力監測的方式為包括水壓致裂法、聲發射法、剛性包體應力計法。進一步地，在裂隙監測步驟中：裂隙監測的方式為微震、聲發波、超聲波、鉆孔攝像、多點位移計及測斜儀中一種或多種。

(三)二氧化碳爆破設備的有益效果是：

二氧化碳爆破設備自然崩落法，利用人工致裂使得礦塊上的裂隙分布和范圍比礦塊上原始的裂隙分布和范圍增加，降低了礦塊的堅固性系數，進而提高了礦塊的可崩性，實現了礦石的自然崩落。無需使用爆破即可實現礦物的回采，不僅降低了爆破震動的影響，而且減少了爆破煙的產生，實現了綠色高效開采。工作人員無需在暴露的上盤圍巖下工作，降低了發生事故的概率，保證了安全生產。省去了爆破的高昂費用，降低了采礦的成本，進而提高了礦山的經濟效益，實現了經濟開采。使得放礦過程中的大塊處理進程提前，在回采之前控制崩落礦石的塊度，避免了放礦堵塞以及二次破碎問題。二氧化碳爆破設備自然崩落法不僅不存在礦體比上盤圍巖和下盤圍巖穩固的礦山在爆破開采中安全事故率高、開采成本高的問題，而且實現了綠色高效開采，此外，避免了放礦堵塞以及二次破碎問題。