一种露天矿穿爆设计、施工及管理方法与流程

本发明涉及露天采矿设计施工管理领域，具体是一种露天矿穿爆设计、施工及管理方法。

背景技术：

目前，在制定生产计划管理、采剥施工计划、采矿设计和供配矿管理中，更多依靠人为经验进行统筹规划，没有一个系统、直观及先进的综合管理手段，很难保证生产计划、采剥施工计划、采矿设计及供矿管理的相互衔接，完全畅通、无疏漏。另外，在执行手段上，由于采坑作业人员多、点多面广，加上高寒气候持续时间较长，不能实时监管到现场每个作业点情况和安全状态；采矿穿孔设计主要时间集中在炮孔的布置以及损失率和贫化率的计算上；采矿设计布孔方式上，原采用GPS在现场放点，钻机找点穿孔方式；以上采矿业务的执行上更多依靠人员加强管理完成，工作效率低且极易产生失误，不利于大规模外包采矿的损失贫化和供矿品位控制。

技术实现要素：

为解决现有采矿生产管理更多依靠人为经验进行统筹规划，没有一个系统、直观及先进的综合管理手段；采矿穿孔设计主要时间集中在炮孔的布置以及损失率和贫化率的计算上；采矿设计布孔方式采用GPS在现场放点，钻机找点穿孔方式；工作效率低且极易产生失误，不利于大规模外包采矿的损失贫化和供矿品位控制等问题。本发明提供一种露天矿穿孔设计、施工及管理方法，利用软件对矿岩交界进行分别穿孔设计，利用无线传输技术将穿孔设计数据发送至钻机自动布孔终端，钻机利用GPS高精度钻孔终端自动查找穿孔孔位，穿孔后产生的实际数据自动传输到采矿MES系统，技术人员利用软件自动进行爆破设计。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种露天矿穿爆设计、施工及管理方法，利用三维矿业软件进行矿岩分穿分爆设计，形成钻孔坐标报告传输到钻机上，钻孔结束后，钻孔的实际坐标、孔深等信息数据传输到采矿MES系统，进行爆破设计，在计划范围内自动进行穿孔设计，自动形成钻孔坐标报告，钻孔坐标通过无线终端传输到自动钻孔系统，钻孔结束后，钻孔的实际坐标、孔深信息数据自动传输到采矿MES系统，自动进行爆破设计。

作为本发明进一步的方案：在月采剥计划范围内，以品位控制模型为地质基础，利用软件对矿岩分别进行穿孔设计分穿分爆设计，通过确定矿岩界限，爆破范围和孔网参数信息，一键自动生成穿孔设计，形成钻孔坐标报告。

作为本发明再进一步的方案：利用无线传输技术将穿孔设计数据发送至钻机自动布孔终端，钻机利用GPS高精度钻孔终端自动查找穿孔孔位，穿孔后产生的实际数据自动传输到采矿MES系统，技术人员利用软件自动进行爆破设计。

作为本发明再进一步的方案：利用软件进行自动起爆网络连线、爆破模拟以及起爆时间分析工作，通过自动起爆网络连线设置起爆点和爆破连线规则，自动完成网络连线，通过爆破模拟发现爆破网络连线中存在的问题，通过起爆时间分析最大限度的控制爆破震动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

首先根据月度采剥计划划定爆破区域，然后载入现状约束后的品位控制模型，对品位控制模型根据矿岩属性进行着色，这样每个爆破区域的矿岩分界就一目了然了，然后根据矿岩分界进一步细化爆破分区，划定区域后利用矿岩分界边界控制功能最终确定爆破区域，实现矿岩分穿分爆，自动计算出损失率和贫化率，进一步降低损失贫化率。根据最终确定爆破区域利用软件实现自动布孔、出图，这样大大提高了的穿孔设计效率。

软件可自动生成穿孔作业指导书，其中包括编号、爆区、孔口x、孔口y、孔口z、孔径、孔深、倾角等因素，然后利用钻孔计算机辅助设计系统将爆破穿孔作业指导书中的孔位坐标、孔深等数据转换成自动布孔终端可以识别的地图模式，然后利用无线传输技术将地图发送至钻机自动布孔终端。

钻机自动布控终端在钻杆对准孔位时开钻，开钻后根据钻头GPS进行孔深测定，等到钻孔深度达到设计要求时停止钻孔。在钻孔结束后钻机自动布控终端将数据自动利用无线传输技术上传至采矿MES系统。同时在钻机自动布控终端上显示下一个钻孔的位置以及与该炮孔的距离，更加形象方便移动到下一钻孔。

钻孔后实际返回的数据包括实际孔位坐标、孔深等信息，设计人员从采矿MES中下载钻孔实测数据，对照原穿孔设计查看误差，超过运行误差则对穿孔人员进行考核，在误差内的导入软件进行爆破设计。利用软件进行自动起爆网络连线、爆破模拟以及起爆时间分析等工作。通过自动起爆网络连线可以设置起爆点和爆破连线规则，自动完成网络连线，大大减轻了人力劳动；通过爆破模拟可以发现爆破网络连线中存在的问题；通过起爆时间分析可以最大限度的控制爆破震动，特别是在靠近边帮的爆破作业中作用尤为明显。使用生成报告功能一键生成全面的爆破信息，包括设计报告书、穿孔作业书、装药指导书、装药结构图、爆破连线图、起爆时间和技术经济等。

通过采用软件辅助实现穿孔爆破设计半自动化，极大地提高了设计效率，以往的穿孔设计主要时间集中在炮孔的布置以及损失率和贫化率的计算上，通过软件在极短的时间内就可以完成炮孔布置以及损失率和贫化率的计算，而且根据品位控制模型计算根据真实。通过三维软件设计代替以往的二维软件设计，使设计更加形象化，通过三维剖面更加真实的了解矿体形态。通过实测数据的导入增加了爆破设计更加接近实际情况。

附图说明

图1为露天矿穿爆设计、施工及管理方法的矿岩分穿分爆设计图。

图2为露天矿穿爆设计、施工及管理方法的损失贫化计算程序图。

图3为露天矿穿爆设计、施工及管理方法的钻孔坐标报告图。

图4为露天矿穿爆设计、施工及管理方法的自动布孔终端地图。

图5为露天矿穿爆设计、施工及管理方法的的自动钻孔系统图。

图6为露天矿穿爆设计、施工及管理方法的采矿MES中穿孔信息图。

图7为露天矿穿爆设计、施工及管理方法的自动爆孔连线图。

图8为露天矿穿爆设计、施工及管理方法的爆破穿孔作业指导书。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在图1中，根据月度采剥计划，将载入现状约束后的品位控制模型根据矿岩属性进行着色，然后根据矿岩分界进一步细化爆破分区，划定区域后利用矿岩分界边界控制功能最终确定爆破区域，实现矿岩分穿分爆，通过图2计算损失贫化，进一步降低损失贫化率。

自动生成图3钻孔坐标报告，然后利用钻孔计算机辅助设计系统将爆破穿孔作业指导书中的孔位坐标、孔深等数据转换成自动布孔终端可以识别的图4地图模式，然后利用无线传输技术将地图发送至图5钻机自动布孔系统，钻机自动布控终端在钻杆对准孔位时开钻，开钻后根据钻头GPS进行孔深测定，等到钻孔深度达到设计要求时停止钻孔。在钻孔结束后钻机自动布控终端将数据自动利用无线传输技术上传至图6采矿MES系统。

钻孔后实际返回的数据包括实际孔位坐标、孔深等信息，设计人员从采矿MES中下载钻孔实测数据，利用软件进行图7自动起爆网络连线、爆破模拟以及起爆时间分析等工作。使用生成报告功能一键生成图8爆破穿孔作业指导书，包括设计报告书、穿孔作业书、装药指导书、装药结构图、爆破连线图、起爆时间和技术经济等。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。