本技术方案介绍了一种地下硬质矿石的压裂爆破一体化开采技术,属于矿石开采技术领域。该方法包括:在矿石采场内,精确设定钻孔参数,建立压裂孔和扇形布置的爆破孔;向压裂孔中注入高压液体,以实现矿石的压裂;随后进行爆破作业,以协同开采矿石,提高开采效率和安全性。
背景技术
在非煤矿产资源地下开采过程中,矿石破碎是必不可少的核心内容,矿石的破碎效率与成本对矿山生产效率、产量、经济指标都有重要影响,安全、高效、低成本的矿石破碎技术是矿山持续健康发展重要保障,目前的坚硬矿石破碎的方法主要有爆破、水压致裂、机械设备等,其中爆破效率高,但存在管理复杂、易发生安全事故、产生有害气体,且成本高等问题;机械设备对长距离矿房开采具有优势,但存在前期投资成本高、材料消耗大、产生噪音等问题;水压致裂是通过钻孔注入高压水,通过控制裂隙数量与形态形成合适的裂隙网络,从而实现矿石的软化破碎,具有显著的优势,如何利用现有技术优势,实现坚硬矿石安全、高效、低成本的破碎是地下矿山矿石开采亟待研究和解决的科技难题。
在过往研究中,现有申请公布号CN117703373A名称为“一种水力压裂和爆破共空间的矿石预处理方法”提出了一种水力压裂和爆破共空间的矿石预处理方法,其主要步骤为:1.根据现场矿石实际情况施工开凿用于压裂的钻孔;2.在钻孔中安装用于水力压裂的压裂设备;3.将钻孔深度划分多个分段,进行分段水力压裂作业;4.将钻孔中的压裂设备移出,放入用于爆破的炸药组件;5.起爆钻孔中的炸药组件;此方法是采用压裂爆破同一钻孔实施对矿岩进行预破碎,为其他方法开采(如自然崩落法在重力与应力作用下垮落)创造条件。
现有授权公告号CN114753844B名称为“一种基于阶段空场采矿法的水力压裂-机械切割协同开采方法”提供了一种基于阶段空场采矿法的水力压裂-机械切割协同开采方法,涉及缓倾斜中厚非煤矿山采矿方法,主要步骤为:1.确定水力压裂钻孔的长度、密度以及分布方式;2.按各阶段同步开采或者是从下而上分阶段开采的方式进行开采,开采时利用掘进机对矿体切割;此方法是利用水力压裂预先对矿岩进行破碎,然后在机械切割作用下破碎。
以上方法采用水力压裂-爆破共空间、水力压裂等方法,对矿岩进行预处理与破碎,为矿石自然崩落与机械切割破碎创造了条件,但其使用范围有限,无法满足坚硬矿石破碎块度、作业空间等方面安全高效落矿的要求,如何利用水力压裂与爆破协同作用实现坚硬矿石安全高效开采显得尤为重要,综上所述,现有的地下矿石爆破方法存在坚硬矿石破碎块度大、作业空间有限、爆破成本高、危险性大和环境污染大等问题,因此,本发明提出一种地下坚硬矿石的压裂爆破协同开采方法以解决现有技术中存在的问题。
实现思路