一种爆堆铲装界线测量放样方法与流程

本发明涉及露天矿山开采技术领域，具体涉及一种爆堆铲装界线测量放样方法。

背景技术：

露天矿山开采过程中应按矿体界线进行分爆分采，但在实际施工过程中由于矿体及其变化情况不可避免的出现混爆现象，经常发生的情况是接近剔除厚度的混爆爆堆，一般不进行分装。采矿人员做穿爆和铲装设计时一般分为两种情况：一是低品位矿石与围岩混爆时按照损失贫化各半原则进行设计；二是高品位矿体与围岩混爆时使界线附近的矿石贫化到某一特定品位值。以上每一种情况均需进行现场爆堆上铲装界线放样，而其放样方法缺少严格的技术依据，放样结果可能造成较大的损失贫化但无从考察，所以一般矿业公司以矿岩分爆为设计原则，发生混爆时的铲装矿岩界线放样研究较少。业界按矿石量计算的损失贫率一般3%以上，如何保证放样的准确性降低损失贫化率是大家共同关心的问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种爆堆铲装界线测量放样方法。

本发明的技术方案：一种爆堆铲装界线测量放样方法，包括如下步骤：

（1）测量具有明显颜色差异的爆破块段实体矿岩产状，测量其爆堆虚体矿岩散情况，发现爆破散布规律，并计算平均爆破松散系数和系数离散误差，注意区分一个自由面、两个自由面及等量爆破孔排数下的松散系数应分别统计计算，每种情况下的测量个数应在13个爆堆以上：

松散系数k= V虚/V实=爆堆虚体积/爆破前块段实体积；

（2）测量电铲、挖掘机铲装坡面角，计算爆堆段低于段高2米以下部分的铲装坡面角和爆堆整段高部分的铲装坡面角，并进行统计计算求出平均值和离散误差；注意一个自由面不同挖掘设备、两个自由面不同挖掘设备及等量爆破孔排数情况下应各自测量个数13处以上；

（3）根据铲装坡面角规划出爆堆坡面部分松散系数和爆堆整段高部分的松散系数，并依据该两种松散系数下的虚体在不同铲装坡面角下的粘滞力相同而稳定的原理进行规算，即γ/k1cosα1=γ/k2cosα2 和k1+k2=2k组成方程组解算，其中γ为已知的矿石密度，K1为段高等高部分松散系数，α1为段高等高部分的铲装角，k2 为坡面部分松散系数，α2为坡面部分铲装角，k爆堆平均松散系数；

（4）根据铲装坡面角和损失贫化控制原则在实体上设计铲装界线，并标明界旗两侧的铲装顺序；

（5）测量爆堆形状或直接计算爆堆上铲装界线位置后，到爆堆上放样铲装界旗，界旗根据矿岩类型选择固定颜色，界旗间距3－5米一个；根据爆堆规模、矿岩界线位置及其与爆破前冲方向关系，具体放样处理如下：

a、当矿岩界线位于实体边部且小于10米情况下，应实测爆堆形状后计算放样位置，其处理方式依次为：首先计算实体体积、计算理论虚体体积、在实测爆堆上按采矿设计界线方向及概略位置画一条辅助线、计算此线以外爆堆体积、求与理论分装体积差值、差值与辅助线处的爆堆剖面面积之比得辅助线的平移量，将辅助线移至目标位置，得设计结果，其中计算公式：

V理论虚=V实*k ①

V假定棱台=(1/3)[S1+√(S1S2)+S2]×h ②

d= (V理论虚- V假定棱台)/S ③

其中： V理论虚爆堆特定铲装部分实体体积对应的虚体体积（外侧部分体积），V实特定铲装部分的实体，S1 爆堆13米高处所在等高线与辅助线围成的平面面积，有时可能S1=0，S2爆堆底沿外围轮廓与辅助线围成的平面面积，H爆堆上辅助线所在位置的平均高度，d辅助线的改正距离，S辅助线处的爆堆剖面面积，k辅助线处的平均松散系数；

b、当矿岩界线位于实体边部且大于10米情况下，铲装界线两端点分别向最后一排孔线后推2米的平行线作垂线，量取垂距D,然后自该平行线向前冲方向量距离,得铲装界线上某点在爆堆上的位置，然后再外推2.0-1.0米得界旗位置；

（6）铲装过程中地测采技术人员跟踪铲装进程，查看电铲、卡车作业人员执行作业指令情况，是否按铲装顺序铲装；当界旗刚刚倒掉或临近倒掉时进行铲装验收测量，并据此计算该铲装界线处的损失贫化量，计算损失率和贫化率。

本发明的优点：本发明根据实体上矿岩界线与爆破前坡顶线距离及其与爆破前冲方向关系区别处理，当矿岩界线距爆前坡顶线小于10米时测量爆堆形状后计算放样位置，方法是采用渐近法趋近；当矿岩界线距爆前坡顶线大于10米时直接计算放样位置，外推距离是界线点至最后一排孔线外2米处的距离再乘以该处的松散系数，较好地解决了矿岩混爆时如何进行较精确的分开铲装放样问题，而且降低了采矿损失贫化率；同时提升了相关地段穿孔效率，缩短了相关地段穿孔、爆破、铲装循环时间，从而提升了作业线生产能力。

附图说明

图1为本发明的铲装界线放样计算时的五种情况示意图。

具体实施方式

现结合具体实施例，对本发明作进一步描述。

实施例一

爆堆铲装界线测量放样方法，包括如下步骤：

（1）测量具有明显颜色差异的爆破块段实体矿岩产状，测量其爆堆虚体矿岩散情况，发现爆破散布规律，并计算平均爆破松散系数和系数离散误差，注意区分一个自由面、两个自由面及等量爆破孔排数下的松散系数应分别统计计算，每种情况下的测量个数应在13个爆堆以上：

松散系数k= V虚/V实=爆堆虚体积/爆破前块段实体积；

（2）测量电铲、挖掘机铲装坡面角，计算爆堆段低于段高2米以下部分的铲装坡面角和爆堆整段高部分的铲装坡面角，并进行统计计算求出平均值和离散误差；注意一个自由面不同挖掘设备、两个自由面不同挖掘设备及等量爆破孔排数情况下应各自测量个数13处以上；

（3）根据铲装坡面角规划出爆堆坡面部分松散系数和爆堆整段高部分的松散系数，并依据该两种松散系数下的虚体在不同铲装坡面角下的粘滞力相同而稳定的原理进行规算，即γ/k1cosα1=γ/k2cosα2 和k1+k2=2k组成方程组解算，其中γ为已知的矿石密度，K1为段高等高部分松散系数，α1为段高等高部分的铲装角，k2 为坡面部分松散系数，α2为坡面部分铲装角，k爆堆平均松散系数；

（4）根据铲装坡面角和损失贫化控制原则在实体上设计铲装界线，并标明界旗两侧的铲装顺序，因铲装界线是偏离矿岩界线设计，所以铲装顺序非常重要；

（5）测量爆堆形状或直接计算爆堆上铲装界线位置后，到爆堆上放样铲装界旗，界旗根据矿岩类型选择固定颜色，界旗间距3－5米一个；根据爆堆规模、矿岩界线位置及其与爆破前冲方向关系，具体放样处理依据如下：

a、当矿岩界线位于实体边部且小于10米情况下，应实测爆堆形状后计算放样位置，其处理方式依次为：首先计算实体体积、计算理论虚体体积、在实测爆堆上按采矿设计界线方向及概略位置画一条辅助线、计算此线以外爆堆体积、求与理论分装体积差值、差值与辅助线处的爆堆剖面面积之比得辅助线的平移量，将辅助线移至目标位置，得设计结果，其中计算公式：

V理论虚=V实*k ①

V假定棱台=(1/3)[S1+√(S1S2)+S2]×h ②

d= (V理论虚- V假定棱台)/S ③

其中： V理论虚爆堆特定铲装部分实体体积对应的虚体体积（外侧部分体积），V实特定铲装部分的实体，S1 爆堆13米高处所在等高线与辅助线围成的平面面积，有时可能S1=0，S2爆堆底沿外围轮廓与辅助线围成的平面面积，H爆堆上辅助线所在位置的平均高度，d辅助线的改正距离，S辅助线处的爆堆剖面面积，k辅助线处的平均松散系数；

b、当矿岩界线位于实体边部且大于10米情况下，铲装界线两端点分别向最后一排孔线后推2米的平行线作垂线，量取垂距D,然后自该平行线向前冲方向量距离,得铲装界线上某点在爆堆上的位置，然后再外推2.0-1.0米得界旗位置；

具体按如表1进行分类处理：

表1：爆堆上铲装界线放样处理规则分类表

（6）铲装过程中地测采技术人员跟踪铲装进程，查看电铲、卡车作业人员执行作业指令情况，是否按铲装顺序铲装；当界旗刚刚倒掉或临近倒掉时进行铲装验收测量，并据此计算该铲装界线处的损失贫化量，计算损失率和贫化率。

本发明中，通过合理布置爆破块段，将不可剔除的废石块段或不可采的矿石块段布置在爆区侧面，进行混爆分装，借以实现提升作业线生产能力和降低损失率贫化率的设计，并采用渐近法规划位于爆区边部的铲装界线放样；基于爆堆坡面部分、爆堆与段高相同部分有不同松散系数，实体上直线铲装界线放样到虚体爆堆上时变成折线。