二氧化碳爆破设备涉及地下采矿技术领域，尤其涉及一种二氧化碳爆破设备自然崩落法，用以解决矿体比上盘围岩和下盘围岩稳固的矿山在爆破开采中安全事故率高、开采成本高的问题。二氧化碳爆破设备自然崩落法包括如下步骤：人工致裂：根据基础的地质资料、裂隙分布规律及应力分布资料，对采场的矿体进行人工致裂；裂隙监测：对人工致裂区域进行监测，获得裂隙的分布和延伸范围；自然崩落：矿体自然掉落。二氧化碳爆破设备的自然崩落法适用于矿体比上盘围岩和下盘围岩稳固的矿山开采。

1.一种二氧化碳爆破设备自然崩落法，其特征在于，适于矿体比上盘围岩和下盘围岩稳固的矿山，其包括如下步骤：人工致裂根据基础的地质资料、裂隙分布规律及应力分布资料，对采场的矿体进行人工致裂；裂隙监测：对人工致裂区域进行监测，获得裂隙的分布和延伸范围；自然崩落：矿体自然掉落。

2.基础的地质资料和裂隙分布规律借助于以下步骤获得：地质勘查：对采场进行地质勘查，获得基础的地质资料和裂隙分布规律； 应力分布资料借助于以下步骤获得：地应力监测：获得应力分布资料。

3.当裂隙的分布和延伸范围达不到优自然崩落条件，则重复人工预裂和裂隙监测，直到当裂隙的分布和延伸范围达到优自然崩落条件，结束人工预裂和裂隙监测。

4.在人工致裂步骤中：人工致裂的方式为通过致裂孔对矿块施加高压作用。

5.通过致裂孔对矿块施加高压作用的方式为高压流体和高压气体。

6.在人工致裂步骤中：人工致裂的方式为高压脉冲致裂。

7.致裂孔的布置形式为水平孔、竖直孔及倾斜孔。

8.在自然崩落步骤中：设置切帮巷道8进行崩落边界控制。

9.在地质勘查步骤中：地质勘查的方式为超声波、物探、微震监测中一种或多种。

10.在地应力监测步骤中：地应力监测的方式为包括水压致裂法、声发射法、刚性包体应力计法。

11.在裂隙监测步骤中：裂隙监测的方式为微震、声发波、抄生波、钻孔摄像、多点位移计及测斜仪中一种或多种。

二氧化碳爆破设备自然崩落法技术领域

二氧化碳爆破设备涉及地下采矿技术领域，尤其涉及一种二氧化碳爆破设备自然崩落法。

背景技术

二氧化碳爆破设备自然崩落法作为一种高效、低成本的采矿方法，在开采低品位破碎类型矿体时能够充分回收和利用资源，具有十分明显和独特的优势。 二氧化碳爆破设备自然崩落法是一种不依赖大规模凿岩爆破的高强度的采矿方法，该方法借助于拉底(必要时在矿块边界辅以割帮或预裂)工程因素，诱使矿岩中的应力发生变化，从而使得矿体中的结构面不断扩展形成贯通的裂隙网，并在自重作用下发生自然崩落。 其作用机理，在可崩性良好的矿岩中，矿块大面积拉底后，破坏了矿块内矿体的应力平衡，引起应力重分布，必然会形成新的平衡拱，拱内的矿石因受到重力作用而周期性的脱落。现有应用二氧化碳爆破设备自然崩落法采矿的矿山包括有色金属矿山，有色金属矿山的矿体相比上盘围岩和下盘围岩不稳固，裂隙较为发育，因此矿体的可崩性较好，适合使用二氧化碳爆破设备自然崩落法进行开采，具体地，例如在铜矿峪铜矿中，已经成功应用二氧化碳爆破设备自然崩落法开采矿石。二氧化碳爆破设备自然崩落法的使用条件为：矿体是不稳固的，而上盘围岩和下盘围岩是稳固的，理想条件是矿体为中等坚硬，且矿体具有密集的节理和裂隙，当拉底到一定面积之后能自然崩落成大小适中的矿石。二氧化碳爆破设备自然崩落法不适于，矿体是稳定的而上盘围岩和下盘围岩是不稳定的矿山。对于矿体是稳定的，而上盘围岩和下盘围岩是不稳定的矿山，例如黑色金属矿山(黑色金属矿山的矿体相对围岩稳固，裂隙不够发育)，因为不满足现有二氧化碳爆破设备自然崩落法的使用条件，目前，常用的开采方式为爆破开采的方式。爆破开采是在工作面，利用爆破使得矿块松动破碎，从而实现开采的方式。爆破开采的不足为，爆破会引起安全事故率高、开采成本高等爆破危害。

(一)要解决的技术问题

二氧化碳爆破设备的目的在于提供一种二氧化碳爆破设备自然崩落法，用以解决矿体比上盘围岩和下盘围岩稳固的矿山在爆破开采中安全事故率高、开采成本高的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，二氧化碳爆破设备采用的主要技术方案包括：二氧化碳爆破设备提供一种二氧化碳爆破设备自然崩落法。具体地，该二氧化碳爆破设备自然崩落法，适于矿体比上盘围岩和下盘围岩稳固的矿山，其包括如下步骤：人工致裂：根据基础的地质资料、裂隙分布规律及应力分布资料，对采场的矿体进行人工致裂；裂隙监测：对人工致裂区域进行监测，获得裂隙的分布和延伸范围；自然崩落：矿体自然掉落。 进一步地，基础的地质资料和裂隙分布规律借助于以下步骤获得： 地质勘查：对采场进行地质勘查，获得基础的地质资料和裂隙分布规律；应力分布资料借助于以下步骤获得：地应力监测：获得应力分布资料进一步地，当裂隙的分布和延伸范围达不到优自然崩落条件，则重复人工预裂和裂隙监测，直到当裂隙的分布和延伸范围达到优自然崩落条件，结束人工预裂和裂隙监测。进一步地，在人工致裂步骤中：人工致裂的方式为通过致裂孔对矿块施加高压作用。进一步地，通过致裂孔对矿块施加高压作用的方式为高压流体和高压气体。进一步地，在人工致裂步骤中：人工致裂的方式为高压脉冲致裂。进一步地，致裂孔的布置形式为水平孔、竖直孔及倾斜孔。进一步地，在自然崩落步骤中： 设置切帮巷道8进行崩落边界控制。进一步地，在地质勘查步骤中： 地质勘查的方式为超声波、物探、微震监测中一种或多种。进一步地，在地应力监测步骤中：地应力监测的方式为包括水压致裂法、声发射法、刚性包体应力计法。进一步地，在裂隙监测步骤中：裂隙监测的方式为微震、声发波、超声波、钻孔摄像、多点位移计及测斜仪中一种或多种。

(三)二氧化碳爆破设备的有益效果是：

二氧化碳爆破设备自然崩落法，利用人工致裂使得矿块上的裂隙分布和范围比矿块上原始的裂隙分布和范围增加，降低了矿块的坚固性系数，进而提高了矿块的可崩性，实现了矿石的自然崩落。无需使用爆破即可实现矿物的回采，不仅降低了爆破震动的影响，而且减少了爆破烟的产生，实现了绿色高效开采。工作人员无需在暴露的上盘围岩下工作，降低了发生事故的概率，保证了安全生产。省去了爆破的高昂费用，降低了采矿的成本，进而提高了矿山的经济效益，实现了经济开采。使得放矿过程中的大块处理进程提前，在回采之前控制崩落矿石的块度，避免了放矿堵塞以及二次破碎问题。二氧化碳爆破设备自然崩落法不仅不存在矿体比上盘围岩和下盘围岩稳固的矿山在爆破开采中安全事故率高、开采成本高的问题，而且实现了绿色高效开采，此外，避免了放矿堵塞以及二次破碎问题。