专利名称：露天矿山坚硬矿岩体的采剥工艺与系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及露天矿山坚硬矿岩体的采剥工艺与系统，其在露天采场采剥作业过程中，对孔径的大小、孔距、和排距等参数进行了选择发明，取得了预料不到的技术效果。不仅降低了长期存在的大块率的问题，而且改进了采矿的钻孔工艺。
背景技术：
根据现有技术，在矿山企业的采矿作业中，需要钻出炮孔阵列，其中，以往采用的参数是炮孔直径为150mm ;孔距为7. Om ;排距为4. Om0然而，长期以来，并没有人怀疑过这些参数的合理性和经济性。可一直存在的问题是采矿作业都会出现二次改炮的情况。 造成的后果是作业时间长、爆破材料浪费、和穿孔作业量增大。然而，现有技术还没有考虑过改变这些技术参数，以提高实际生产的效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种露天矿山坚硬矿岩体的采剥工艺与系统，其通过对孔径、炮孔间距、炮孔排距的选择发明，使得爆破效果得到改善、市场效率得到提高、生产成本得到降低、生产安全得到加强。为此，根据本发明的一个方面，提供了一种露天矿山坚硬矿岩体的采剥工艺，包括钻出炮孔阵列，该炮孔阵列包括若干排炮孔，相邻排的炮孔沿排的走向相互交错，每一个炮孔都对应于其相邻排炮孔的非炮孔处；各排中相邻炮孔之间的距离为孔距；相邻炮孔排之间的距离为排距，其特征在于，选择小孔径钻头和小孔网间距进行钻孔，凿岩钻速比原先提高A倍，按小孔网间距进行施工作业，钻孔数增加至原来的B倍，而每个钻孔的面积相当于原来的B分之一，A和B均为大于I的自然数。优选地，A为4-6，而B为2-4。优选地，A为5，而B为3。优选地，炮孔直径缩小为82-98mm ;孔距缩小为2. 8-3. 2m ;而排距缩小为2. 4—2. 8mο优选地，炮孔直径缩小为90mm ;孔距缩小为3. Om ;而排距缩小为2. 6m。根据本发明的另外一个方面，提供了一种露天矿山坚硬矿岩体的采剥系统，其包括钻出的炮孔阵列，该炮孔阵列包括若干排炮孔，相邻排的炮孔沿排的走向相互交错，每一个炮孔都对应于其相邻排炮孔的非炮孔处；各排中相邻炮孔之间的距离为孔距；相邻炮孔排之间的距离为排距，其特征在于，采用的钻头直径比现有技术小，采用的孔网间距比现有技术小，凿岩钻速为原先的A倍，钻孔数为原来的B倍，而每个钻孔的面积为原来的B分之一，钻头孔径为根号B分之一，A和B均为大于I的自然数。优选地，A为4-6，而B为2-4。优选地，A为5，而B为3。
优选地，炮孔直径缩小为82-98mm ;孔距缩小为2. 8-3. 2m ;而排距缩小为2. 4—2. 8mο优选地，炮孔直径缩小为90mm ;孔距缩小为3. Om ;而排距缩小为2. 6m。根据本发明，炮孔直径由设计的现有技术的150mm改为90mm ;孔距由现有技术的
7.Om改为3. Om ;排距由现有技术的4. Om改为2. 6m。本发明属于选择发明，其充分结合矿山的实际，选择了更优的孔径和孔网等参数。根据本发明，凿岩炮孔的孔径变小、钻孔间距变小、钻孔排距变小、布孔方式不变，适应了爆破的要求，使得大块率和炮根残余率大大的降低，采剥作业连续进行。本发明操作方便、不需要其它的投资、只是炮孔数相应增加，装药量不变，凿孔时间缩短，二次爆破量大为减少。根据本发明，孔径大小被优化，炮孔间距布置得到改进，适应了实际生产，大大地减少二次爆破量，顺畅了采剥作业，有效地降低了大块率和炮根残余，提高了作业过程中的
安全度。本发明产生了预料不到的技术效果，例如降低了大块率和炮根残余，缩短了作业周期，提高了效率，降低了成本。作业安全度提高，减少了二次改炮钻孔和爆破量，生产作业更顺畅。爆破后下部平台较平整，极少留有炮根，大大降低了清理炮根的材料和工时费用。对边坡的破坏作用减小，对维护露天采场边坡的稳定起到很好的作用。
图I是本发明的钻孔布局示意图。图2是根据本发明的露天矿山坚硬矿岩体的采剥系统的炮孔阵列钻机定位系统的结构示意图。图3是根据本发明的露天矿山坚硬矿岩体的采剥系统的钻机的结构示意图。
具体实施例方式根据本发明的一个实施例，如图I所示的一种露天矿山坚硬矿岩体的采剥工艺包括钻出炮孔阵列炮孔11、炮孔12、炮孔13、炮孔14、…；炮孔21、炮孔22、炮孔23、炮孔24、…；炮孔31、炮孔32、炮孔33、炮孔34、…；........................................、…。该炮孔阵列包括若干排炮孔，例如第一排的炮孔炮孔11、炮孔12、炮孔13、炮孔14、…；第二排的炮孔炮孔21、炮孔22、炮孔23、炮孔24、;第三排的炮孔炮孔31、炮孔32、炮孔33、炮孔34、…；等等。相邻排(例如第一排与第二排之间、第二排与第三排之间)的炮孔沿排的走向(例如沿炮孔11 —炮孔12 —炮孔13 —炮孔14的方向)相互交错，每一个炮孔(例如炮孔21)都对应于其相邻排炮孔的非炮孔处(例如第一排的炮孔11和12之间、第三排的炮孔31和32之间；
各炮孔排之间的距离D为孔距；相邻炮孔排之间的距离H为排距.根据本发明，选择小孔径钻头和小孔网间距进行钻孔，凿岩钻速比原先提高A倍，按小孔网间距进行施工作业，钻孔数增加至原来的B倍，而每个钻孔的面积相当于原来的B分之一，钻头孔径为根号B分之一，A和B均为大于I的自然数。优选地，A为4-6，而B为2-4。优选地，A为5，而B为3。优选地，炮孔直径R缩小为82-98mm ;孔距D缩小为2. 8-3. 2m ;而排距H缩小为
2.4—2. 8mο优选地，炮孔直径R缩小为90mm ;孔距D缩小为3. Om ;而排距H缩小为2. 6m。如果现有技术的钻孔直径为φ，单位面积的钻孔数量为N，而本发明的钻孔直径改 为 Φ，那么，\πφ2/4=ΒΝπΦ2/4, φ2=ΒΦ2, φ2/Β=Φ2。总之，凿岩炮孔技术方案是，选择小孔径钻头和小孔网间距进行钻孔，钻速比原先提高5倍左右，按变化后的孔网间距进行施工作业，增加的钻孔数量和前后钻孔的面积正好都接近三倍，即钻孔数是原来的三倍而钻孔的面积相当于原来的三分之一，一次爆破时炸药量增加较少，而二次改炮量却大大降低。如图2所示的实施例，炮孔阵列的定位装置100 ;钻机系统的控制装置150与所述钻机系统120连通，至少一台钻机121的横向移动器130和纵向移动器131可分别沿横向导轨110和纵向导轨111在横向驱动器140和纵向驱动器141的驱动下到达目标炮孔101、102、103等的坐标位置。如图3所示的实施例，钻机的电动装置205使钻头206沿箭头207所示的方向旋转；钻头206的驱动缸200具有液压伺服系统204，钻头206具有包括坡度规201和斜钻转轴 202。在另外一个实施例中，钻头206可以不设驱动缸200及其液压伺服系统204,而仅设置进给钻头206的施力装置。根据本发明的一种露天矿山坚硬矿岩体的采剥系统，其特征在于，所述系统包括炮孔阵列定位装置，该炮孔阵列包括若干排炮孔，各排相邻炮孔之间的距离为孔距，相邻炮孔排之间的距离为排距，每IOOm2的钻孔数量为3. 5-3. 6Β,每个钻孔的面积为17660-17665mm2/B ;钻机系统的控制装置，所述钻机系统包括至少一台钻机，所述钻机系统的控制装置为向至少一台钻机发送移动和停止指令并且使各钻机到达目标炮孔坐标位置的装置；各钻机的驱动装置，其为驱动各钻机移动和停止的装置；各钻机的导轨装置，其包括使各钻机到达目标炮孔坐标位置的横向导轨和纵向导轨；各钻机的电动装置，其为使各钻机的钻头旋转的装置；以及各钻机的钻头，钻头孔径为根号B分之一，B大于I。优选地，B为2至4的自然数，更优选地，B为3。优选地，所述钻机包括坡度规和斜钻转轴。优选地，所述炮孔阵列定位装置是全站仪或炮孔阵列的样板。根据本发明的一种露天矿山坚硬矿岩体的采剥系统，其特征在于，所述系统包括炮孔阵列定位装置，该炮孔阵列包括若干排炮孔，各排相邻炮孔之间的距离为孔距，相邻炮孔排之间的距离为排距，每个炮孔直径为82-98mm，孔距为2. 8-3. 2m,而排距为2. 4-2. Sm ；钻机系统的控制装置，所述钻机系统包括至少一台钻机，所述钻机系统的控制装置为向至少一台钻机发送移动和停止指令并且使各钻机到达目标炮孔坐标位置的装置；各钻机的驱动装置，其为驱动各钻机移动和停止的装置；各钻机的导轨装置，其包括使各钻机到达目标炮孔坐标位置的横向导轨和纵向导轨；各钻机的电动装置，其为使各钻机的钻头旋转的装置；以及各钻机的钻头，钻头孔径的名义尺寸与炮孔直径的名义尺寸相同。优选地，炮孔直径为90mm ;孔距为3. Om ;而排距为2. 6m。优选地，所述钻机包括坡度规和斜钻转轴。
优选地，所述炮孔阵列定位装置是全站仪或炮孔阵列的样板。
权利要求
1.一种尤其适用于露天矿山坚硬矿岩体的采剥工艺，主要包括钻出炮孔阵列，该炮孔阵列可包括若干排炮孔，各排中相邻炮孔之间的距离为孔距；相邻炮孔排之间的距离为排距，其特征在于，可以选择小孔径钻头和小孔网间距进行钻孔，凿岩钻速比原先提高A倍，按小孔网间距进行施工作业，钻孔数增加至原来的B倍，而每个钻孔的面积相当于原来的B分之一，A和B均大于I。
2.如权利要求I所述的采剥工艺，其特征在于，A和B均为自然数，A优选为4至6，而B优选为2至4。
3.如权利要求2所述的采剥工艺，其特征在于，A优选为5，而B优选为3。
4.一种尤其适用于露天矿山坚硬矿岩体的采剥工艺，主要包括钻出炮孔阵列，该炮孔阵列可包括若干排炮孔，各排中相邻炮孔之间的距离为孔距；相邻炮孔排之间的距离为排距，其特征在于，炮孔直径缩小为82至98mm ;孔距缩小为2. 8至3. 2m ;而排距缩小为2. 4至.2.8m。
5.如权利要求4所述的采剥工艺，其特征在于，炮孔直径缩小优选为90mm;孔距缩小优选为3. Om ;而排距缩小优选为2. 6m。
6.一种露天矿山坚硬矿岩体的采剥系统，其包括钻出的炮孔阵列，该炮孔阵列包括若干排炮孔，各排中相邻炮孔之间的距离为孔距；相邻炮孔排之间的距离为排距，其特征在于，凿岩钻速为原先的A倍，钻孔数为原来的B倍，而每个钻孔的面积为原来的B分之一，钻头孔径为根号B分之一，A和B均大于I。
7.如权利要求6所述的采剥系统，其特征在于，A和B均为自然数A为4至6，而B为2至4。
8.如权利要求7所述的采剥系统，其特征在于，A为5，而B为3。
9.一种露天矿山坚硬矿岩体的采剥系统，其包括钻出的炮孔阵列，该炮孔阵列包括若干排炮孔，各排中相邻炮孔之间的距离为孔距；相邻炮孔排之间的距离为排距，其特征在于，炮孔直径缩小为82至98mm ;孔距缩小为2. 8至3. 2m ;而排距缩小为2. 4至2. 8m。
10.如权利要求9所述的采剥系统，其特征在于，炮孔直径缩小为90mm;孔距缩小为.3.Om ;而排距缩小为2. 6mο
全文摘要
一种露天矿山坚硬矿岩体的采剥工艺，包括钻出炮孔阵列，该炮孔阵列包括若干排炮孔，相邻排的炮孔沿排的走向相互交错，每一个炮孔都对应于其相邻排炮孔的非炮孔处；各排中相邻炮孔之间的距离为孔距；相邻炮孔排之间的距离为排距，其特征在于，选择小孔径钻头和小孔网间距进行钻孔，凿岩钻速比原先提高A倍，按小孔网间距进行施工作业，钻孔数增加至原来的B倍，而每个钻孔的面积相当于原来的B分之一，A和B均为大于1的自然数。本发明可使得大块率和炮根残余率大大的降低，采剥作业连续进行，操作方便、不需其它的投资、装药量不变，凿孔时间缩短，二次爆破量大为减少。
文档编号E21C47/00GK102926756SQ201210479308
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年3月2日
发明者胡细荣 申请人:江西稀有稀土金属钨业集团有限公司