一种露天矿台阶爆破布孔方法与流程

文档序号:11227875阅读:4502来源:国知局
一种露天矿台阶爆破布孔方法与流程

本发明属于露天矿开采技术领域,具体涉及一种露天矿台阶爆破布孔方法。



背景技术:

目前,露天矿台阶爆破布孔的方法主要有两种,一是从靠近台阶坡顶线的一侧开始,从前向后逐排布孔;二是从爆区后侧边界线开始,从后向前逐排布孔,并调整前排孔位或补孔。前者适用于爆区形状较为规则,尤其是台阶坡顶线较为平直的情况;后者适用于爆区后侧边界线为垂直于台阶推进方向的直线的情况。当爆区形状十分不规则,如为椭圆形时,上述布孔方法很难实施,且容易导致炮孔连线为波浪线,不利于钻机和炸药混装车标准化作业,降低钻孔和装药作业效率。



技术实现要素:

针对已有技术存在的问题,本发明提供一种简单易行、布孔均匀,能够提高钻孔和装药效率的露天矿台阶爆破布孔方法。

本发明采用的技术方案是:一种露天矿台阶爆破布孔方法,包括以下步骤:

a.确定矩形区域

取爆区(1)中横坐标最小点(2)、横坐标最大点(3)的横坐标x2、x3,纵坐标最大点(4)、纵坐标最小点(5)的纵坐标y4、y5,以(x2,y4)、(x3,y4)、(x3,y5)、(x2,y5)为顶点,作矩形区域(6);

在爆区各顶点坐标已知的情况下,x2=min(xi),x3=max(xi),y4=max(yi),y5=min(yi);

b.在矩形区域内布孔

在矩形区域(6)范围内,从坡顶线(7)、爆区后侧边界线(8)两者中相对平直的一侧,根据最小抵抗线w、边眼距l,布置第一个炮孔(9),根据孔距a布置第一排炮孔,并根据布孔方式以及排距b,从爆区的一侧向另一侧逐排布孔。其中,w、l、a、b根据露天矿岩体物理力学性质以及爆破经验确定。

奇数排炮孔个数为取整符号;

偶数排炮孔个数

炮孔排数

c.删除爆区范围外的炮孔

检查炮孔是否在爆区范围内,删除爆区范围外的炮孔;

d.调整炮孔

对于边眼距或者抵抗线较小的炮孔(11),按炮孔移动方向(12)移动炮孔,使其边眼距达到l或抵抗线达到最小抵抗线w;

e.补充炮孔

对于临近坡顶线的炮孔,若相邻两炮孔连线的中点沿连线垂直平分线方向至爆区边界的长度lp大于等于2倍的最小抵抗线w,即lp≥2w,则在相邻两炮孔连线垂直平分线上补充炮孔,使补充的炮孔(13)的抵抗线为最小抵抗线;

同样,对于临近其他爆区边界的炮孔,若相邻两炮孔连线的中点沿连线垂直平分线方向至爆区边界的长度lp大于等于2倍的边眼距l,即lp≥2l,则在相邻两炮孔连线垂直平分线上补充炮孔,使补充的炮孔的边眼距为l。

判断坡顶线(7)和爆区后侧边界线(8)谁较平直的方法为:取两者所有顶点的纵坐标值ypi(i=1,2,…,n)、ybj(j=1,2,…,m),n为坡顶线(7)的顶点数,m为爆区后侧边界线(8)的顶点数,利用下式分别计算ypi、ybj的均方差σp、σb,均方差小者较为平直;

式中,up为ypi(i=1,2,…,n)的均值;ub为ybj(j=1,2,…,m)的均值。

计算机判断炮孔是否在爆区范围内的方法:过炮孔作一水平线,统计炮孔两侧水平线与爆区边界的交点个数,若两侧交点的个数都是奇数,则该炮孔在爆区内,否则在爆区外;其中,如果爆区某个边的两个端点都在所作水平线上或上方,则认为该边与水平线无交点。

本发明所达到的技术效果是:克服传统露天矿台阶爆破布孔的不足,实现任意爆区形状下的简单快速布孔,并使布孔均匀、有规则,从而提高钻孔和装药效率,提高爆破效果,降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的爆区与坐标系示意图;

图2为本发明的按假设矩形爆区布孔示意图;

图3为本发明的删除爆区外炮孔示意图。

图4为本发明的炮孔调整示意图。

图5为传统方法布置炮孔示意图。

图中:1—爆区,2—横坐标最小点,3—横坐标最大点,4—纵坐标最大点,5—纵坐标最小点,6—矩形区域,7—坡顶线,8—爆区后侧边界线,9—第一个炮孔,10—第二个炮孔,11—抵抗线较小的炮孔,12—炮孔移动方向,13—补充的炮孔。

w—最小抵抗线,l—边眼距,a—孔距,b—排拒,lp—相邻两炮孔连线的中点沿连线垂直平分线方向至爆区边界的长度。

具体实施方式

下面结合附图以某露天矿台阶爆破布孔为例对本发明进一步说明。

a.确定矩形区域

该露天矿某次爆区1如图1所示,取爆区1中横坐标最小点2、横坐标最大点3的横坐标x2=6.4、x3=69.9,纵坐标最大点4、纵坐标最小点5的纵坐标y4=45.5、y5=6.7,以(x2,y4)、(x3,y4)、(x3,y5)、(x2,y5)为顶点,作矩形区域6,矩形区域长为69.9-6.4=63.5m,宽为45.5-6.7=38.8m。

b.在矩形区域内布孔

b1确定布孔方向

判断坡顶线(7)和爆区后侧边界线(8)谁较平直的方法为:取两者所有顶点的纵坐标值ypi(i=1,2,…,n)、ybj(j=1,2,…,m),n为坡顶线(7)的顶点数,m为爆区后侧边界线(8)的顶点数,利用下式分别计算ypi、ybj的均方差σp、σb,均方差小者较为平直;

式中,up为ypi(i=1,2,…,n)的均值;ub为ybj(j=1,2,…,m)的均值。

从图1中可测量出坡顶线7上各点的纵坐标分别为:38.8、41.9、44.2、45.5、44.9、45.1,n为6,up为43.4,爆区后侧边界线8上各点的纵坐标分别为15.5、12.4、10.8、11.8、9.3、8.1、7.5、6.7、7.6、10.7,m为10,ub为10.1,根据上式可计算得出坡顶线7所有顶点的纵坐标值的均方差σp=2.57,爆区后侧边界线8所有顶点的纵坐标值的均方差σb=2.60。

σp<σb,说明坡顶线7较平直,因此,从坡顶线7一侧向爆区后侧边界线8逐排布孔。

b2根据爆破参数在矩形区域内布孔

根据露天矿岩体物理力学性质以及爆破经验,确定其最小抵抗线w=5m,边眼距l=4m,孔距a=8m,排拒b=6m。以三角形布孔方式为例说明布孔过程:

根据最小抵抗线w、边眼距l,布置第一个炮孔9,如图2所示。在第一个炮孔9左侧每隔水平距离8m布置一个炮孔,直至超出矩形区域。在第一、第二个炮孔10连线的垂直平分线上靠近爆区后侧边界线8一侧距第一个炮孔垂直距离6m的位置布置第二排的第一个炮孔,以水平距离8m为间隔布置第二排其余炮孔。根据边沿距和排距确定第三排第一个炮孔位置,依次布置其余各排的炮孔。

炮孔排数为

奇数排炮孔个数

偶数排炮孔个数

c.删除爆区范围外的炮孔

检查炮孔是否在爆区范围内,删除爆区范围外的炮孔,如图3所示;

计算机判断炮孔是否在爆区范围内的方法:过炮孔作一水平线,统计炮孔两侧水平线与爆区边界的交点个数,若两侧交点的个数都是奇数,则该炮孔在爆区内,否则在爆区外。其中,如果爆区某个边的两个端点都在所作水平线上或上方,则认为该边与水平线无交点。如过第一个炮孔9作一水平线,第一个炮孔9左侧没有交点,右侧有两个交点,说明第一个炮孔9在爆区外。

d.调整炮孔

对于边眼距或者抵抗线较小的炮孔11,按图4中炮孔移动方向12移动炮孔,使其边眼距达到4m或抵抗线达到5m;

e.补充炮孔

对于临近坡顶线的炮孔,若相邻两炮孔连线的中点沿连线垂直平分线方向至爆区边界的长度lp大于等于2倍的最小抵抗线w,即lp≥2w=10m,则在相邻两炮孔连线垂直平分线上补充炮孔,使补充的炮孔13的抵抗线为最小抵抗线w=5m,如图4所示。

同样,对于临近其他爆区边界的炮孔,若相邻两炮孔连线的中点沿连线垂直平分线方向至爆区边界的长度lp大于等于2倍的边眼距l,即lp≥2l=8m,则在相邻两炮孔连线垂直平分线上补充炮孔,使补充的炮孔的边眼距为l=4m。

最终炮孔布置如图4所示,大部分炮孔在相互平行的直线上,便于钻机及炸药混装车作业,提高了其作业效率。而传统方法布置的炮孔如图5所示,炮孔连线为波浪线,使钻机钻孔及炸药混装车装药过程中频繁的向多个方向移动,降低了其生产效率。

以上以三角形布孔方式为例,矩形等其他布孔方式同样适用。

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