一种上向扇形状布孔精确放样装置及其使用方法与流程

本发明涉及一种布孔放样装置，尤其涉及一种矿山上向扇形中深孔布孔、V型堑沟爆破布孔和支护锚杆钻孔布孔等精确放样的装置。本发明还涉及该上向扇形状布孔精确放样装置的使用方法。
背景技术：
：在金属矿地下矿山开采中，爆破是矿石破碎的主要手段，炮孔的孔网参数是爆破质量的重要因素，采用扇形状炮孔布置的爆破法广泛用于矿山开采，巷道中布置锚杆支护多成扇形状分布，如图1～图5，扇形布孔是指在同一排面(平面)内，炮孔由凿岩机凿钻中心并排列成放射状，孔间距自孔口到孔底逐渐增大的一种炮孔布置形式。与平行排列相比较其优点是每凿完一排炮孔才移动一次凿岩设备，辅助时间相对较少，可提高凿岩效率；对不规则矿体布置深孔十分灵活；所需凿岩巷道少，准备时间短；装药和爆破作业集中，节省时间，在巷道中作业条件好，也较安全。不足之处为炸药在矿体内分布不均匀，孔口密，孔底稀，爆落的矿石块度不均匀。因此，对扇形布孔的放样精度有很高的要求，而现有技术中没有扇形布孔的放样方式，仅是通过现场工程师依据设计图结合自身的熟练度目测放样出炮孔开孔位置，由于扇形炮孔数较多且相邻炮孔角度变化较小，不同现场施工员目测放样会有较大差异，故放样出的扇形孔开孔位置与图纸设计位置误差较大，致使凿岩机钻出的炮孔质量较差，进一步造成炸药在矿体内分布不均匀，孔口密，孔底稀，爆落的矿石块度不均匀等问题，给采场边界控制、大块率、矿石过粉程度、充填体稳定性带来难度。因此，需要一种上向扇形布孔的放样装置及方法，在扇形孔施工前，为凿岩工人提供准确的钻孔开孔位置，保证精确的扇形孔孔网参数，从而有利于取得预期的爆破效果。技术实现要素：本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种操作简单、定位精确的上向扇形状布孔精确放样装置。本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种该上向扇形状布孔精确放样装置的使用方法。为解决上述第一个技术问题，本发明提供的上向扇形状布孔精确放样装置，支架的上端设有水平回转平台，所述的水平回转平台上方设有水准器和竖立设置的伸缩杆，所述的水平回转平台下方设有卷尺，所述的伸缩杆上设有竖立设置的刻度盘，所述的刻度盘上铰接设有指针，所述的指针上设有与所述的指针同轴线的激光灯，所述的指针上设有调指针杆，所述的激光灯连接有电池。所述的支架为三脚架。所述的水准器为管状水准器。所述的伸缩杆为带刻度的伸缩杆。所述的刻度盘为带-30～210度刻度的刻度盘。所述的调指针杆为带激光灯开关的可调整指针的调指针杆。所述的指针为精确表达角度的尾部带三角指针的指针。所述的激光灯为集中光源的激光灯。所述的电池为可装卸充电的电池且安装在所述的伸缩杆上。所述的卷尺为带刻度的伸缩卷尺。为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的上向扇形状布孔精确放样装置的使用方法，包括如下步骤：首先测量人员用全站仪确定布孔的中心位置，上向扇形状布孔精确放样装置按顺序安装，调整三脚架、水平回转平台、管状水准器使上向扇形状布孔精确放样装置处于水平面上，用卷尺量出水平回转平台距地面高度，结合伸缩杆确定凿岩中心位置，打开激光灯，按设计图纸设计的炮孔进行放样，用调指针杆按设计图纸设计中一个炮孔的角度进行指针调整，使指针在刻度盘指向设计炮孔的角度，在指针向上激光灯所指向的顶板位置为炮孔放样点，人工刷油漆做标记；操作方式不变，依次使用调指针杆，使指针指向刻度盘的其他炮孔的方位，在激光灯所指向的顶板位置依次标出其他炮孔位置，放样完毕后，收起上向扇形状布孔精确放样装置进行下一排炮孔的放样。采用上述技术方案的上向扇形状布孔精确放样装置及其使用方法，是一种用在进行扇形孔钻进施工前，为凿岩机或锚杆台车提供准确的开孔位置，保证精确的孔网参数，从而有利于取得预期爆破效果的上向扇形布孔放样装置及其使用方法。发明与仅靠工人经验放样相比较，本发明具有如下的有益效果：本发明扇形孔放样装置结构简单、精确，在井下现场使用方便；2.提高了扇形布孔的放样精度，使得现场放样施工与设计稳合程度高；3.对于所有上向的扇形状布孔施工放样均可适用。本发明解决了目前仅靠操作工人的熟练度来确定开孔位置，致使扇形孔开孔位置、孔间距、孔深与设计偏差较大的地下矿山开采中上向扇形布孔的放样技术问题，本发明是一种全新的、简单易操作的、精确的上向扇形状布孔精确放样装置及其使用方法。附图说明图1是分段凿岩阶段矿房采矿法主视图。图2是分段凿岩阶段矿房采矿法侧视图。图3是分段凿岩阶段矿房采矿法中段炮孔断面图。图4是无底柱分段崩落采矿法主视图。图5是无底柱分段崩落采矿法侧视图。图6是无底柱分段崩落采矿法分段炮孔断面图。图7是堑沟布孔图。图8是堑沟图。图9是堑沟巷道布孔断面图。图10是Ⅳ类围岩支护断面布孔图图11是边回采边放顶图。图12是放顶巷道布孔图。图13是本发明的上向扇形状布孔精确放样装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步说明。参见图13，上向扇形状布孔精确放样装置，支架(1)的上端设有水平回转平台2，水平回转平台2上方设有水准器3和竖立设置的伸缩杆4，水平回转平台2下方设有卷尺10，伸缩杆4上设有竖立设置的刻度盘5，刻度盘5上铰接设有指针7，指针7上设有与指针7同轴线的激光灯8，指针7上设有调指针杆6，激光灯8连接有电池9。优选地，支架1为三脚架。优选地，水准器3为管状水准器。优选地，伸缩杆4为带刻度的伸缩杆。优选地，刻度盘5为带-30～210度刻度的刻度盘。优选地，调指针杆6为带激光灯开关的可调整指针的调指针杆。优选地，指针7为精确表达角度的尾部带三角指针的指针。优选地，激光灯8为集中光源的激光灯。优选地，电池9为可装卸充电的电池且安装在伸缩杆4上。优选地，卷尺10为带刻度的伸缩卷尺。以下结合附图和实施例对本发明进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1：分段凿岩阶段矿房采矿法扇形布孔精确放样分段凿岩阶段矿房采矿法是金属矿地下开采的常用方法，其回采强度大矿房内同时作业的工作面多，凿岩又能和矿石运搬平行作业；劳动生产率高，分段落矿自由面多，同次爆破炮孔排数多；采矿成本低；工人在巷道内工作，不进入空间，作业安全等诸多优点。分段凿岩阶段矿房采矿法采用扇形炮孔作为爆破布孔方式，在分段炮孔放样中，往往是现场工程师依靠经验在凿岩巷道顶板用油漆刷标出钻孔大致位置，致使扇形孔开孔位置、孔间距、孔深与设计偏差较大。本发明举某铜矿的分段凿岩阶段矿房采矿法的扇形孔布置进行实施，如图1、图2、图3和图13(仪器设备)所示，图1和图2中：1-1矿柱；1-2、矿房；1-3人行通风天井；1-4穿脉；1-5拉底巷道；1-6装矿进路；1-7分段凿岩巷道；1-8分段联络道；1-9运输沿脉；1-10装矿沿脉，首先测量人员用全站仪确定布孔的中心位置，上向扇形状布孔精确放样装置按顺序安装，调整三脚架1、水平回转平台2、管状水准器3使上向扇形状布孔精确放样装置处于水平面上，依次安装卷尺10、伸缩杆4、电池9、刻度盘5、激光灯8、指针7、调指针杆6。用卷尺10量出水平回转平台2距地面高度，结合伸缩杆4确定凿岩中心位置，打开激光灯8，按设计图纸设计的炮孔(图3和表1)进行放样，用调指针杆6将指针7按表1中炮孔1-1#的角度48°进行调整，使指针7在刻度盘5指向48°的角度，在指针7向上激光灯8所指向的顶板位置为1#炮孔，人工刷油漆做标记；操作方式不变，依次调整指针7，使指针7指向刻度盘5的62°、74°、83°、90°、97°和106°方位，在激光灯8所指向的顶板位置依次标出1-2#、1-3#、1-4#、1-5#、1-6#和1-7#炮孔位置，放样完毕后，收起上向扇形状布孔精确放样装置进行下一排炮孔的放样。表1分段凿岩阶段矿房采矿法扇形分段布孔设计角度炮孔编号(#)1-11-21-31-41-51-61-7角度(°)486274839097106实施例2：无底柱分段崩落采矿法扇形布孔精确放样无底柱分段崩落采矿法实现了单步骤回采矿块，消除了回采矿柱时安全条件差，生产效率高，成本低，安全，还能适用多种地质条件及可以使用大型无轨设备等优点，广泛用于铁矿等黑色金属的开采中。采用扇形炮孔作为回采的爆破布孔方式，在分段炮孔放样中，往往是现场工程师依靠经验在凿岩巷道顶板用油漆刷标出钻孔大致位置，致使扇形孔开孔位置、孔间距、孔深与设计偏差较大。本发明举某铁矿的无底柱分段崩落采矿法的回采扇形孔布置进行实施，如图4、图5、图6和图13(仪器设备)所示，图4和图5中：2-1中段运输巷道；2-2分段平巷；2-3采区斜坡道；2-4矿石溜井；2-5回采凿岩巷道2-6切割横巷；2-7切割天井；2-8上向扇形炮孔，首先测量人员用全站仪确定布孔的中心位置，上向扇形状布孔精确放样装置按顺序安装，调整三脚架1、水平回转平台2、管状水准器3使上向扇形状布孔精确放样装置处于水平面上，依次安装卷尺10、伸缩杆4、电池9、刻度盘5、激光灯8、指针7、调指针杆6。用卷尺10出水平回转平台2距地面高度，结合伸缩杆4确定凿岩中心位置，用调指针杆6打开激光灯8，按设计图纸设计的炮孔(图6和表2)进行放样，用调指针杆6将指针7按表2中炮孔2-1#的角度47°进行调整，使指针在刻度盘5指向47°的角度，在指针7向上激光灯8所指向的顶板位置为2-1#炮孔，人工刷油漆做标记；操作方式不变，用调指针杆6依次调整指针7，使指针7指向刻度盘5的60°、68°、75°、83°、90°、97°、105°、114°、122°和134°方位，在激光灯8所指向的顶板位置依次标出2-2#、2-3#、2-4#、2-5#、2-6#、2-7#、2-8#、2-9#、2-10#和2-11#炮孔位置。放样完毕后，收起上向扇形状布孔精确放样装置进行下一排炮孔的放样。表2无底柱分段崩落采矿法扇形分段布孔设计角度炮孔编号(#)2-12-22-32-42-52-62-72-82-92-102-11角度(°)47606875839097105114122134实施例3：V型堑沟布孔精确放样V型堑沟将扩沟、拉底和落矿工序合一，可简化工艺，提高劳动生产率，在凿岩巷道内凿岩施工安全，易于保证施工质量，避免较复杂的扩喇叭口作业。V型堑沟的形成是用扇形炮孔爆破而成，而堑沟中布设的扇形孔放样往往是现场工程师依靠经验在V型堑沟巷道顶板用油漆刷刷出钻孔位置，致使扇形孔开孔位置、孔间距、孔深与设计偏差较大。本发明举某铜矿堑沟扇形孔布置进行实施，如图7、图8、图9和图13(仪器设备)所示，图7和图8中：3-1、中深孔；3-2、堑沟；3-3、堑沟坡面；3-4、桃形矿柱；3-5、电耙道，首先测量人员用全站仪确定布孔的中心位置，上向扇形状布孔精确放样装置按顺序安装，调整三脚架1、水平回转平台2、管状水准器3使上向扇形状布孔精确放样装置处于水平面上，依次安装卷尺10、伸缩杆4、电池9、刻度盘5、激光灯8、指针7、调指针杆6。用卷尺10出水平回转平台2距地面高度，结合伸缩杆4确定凿岩中心位置，用调指针杆6打开激光灯8，按设计图纸设计的炮孔(图9和表3)进行放样，用调指针杆6将指针7按表3中炮孔3-1#的角度47°进行调整，使指针7在刻度盘5指向43°的角度，在指针7向上激光灯8所指向的顶板位置为3-1#炮孔，人工刷油漆做标记；操作方式不变，用调指针杆6依次调整指针7，使指针7向刻度盘5的52°、61°、71°、84°、96°、107°、118°、128°和137°方位，在激光灯8所指向的顶板位置依次标出3-2#、3-3#、3-4#、3-5#、3-6#、3-7#、3-8#、3-9#和3-10#炮孔位置。放样完毕后，收起上向扇形状布孔精确放样装置进行下一排炮孔的放样。表3V型堑沟扇形布孔设计角度炮孔编号(#)3-13-23-33-43-53-63-73-83-93-10角度(°)435261718496107118128137实施例4：巷道锚杆支护钻孔精确放样锚杆支护作为一种有效的、技术经济优越的采准巷道支护方式，时至今日，人们不仅成功地在稳定和中等稳定以上的岩巷中使用锚杆，而且在软岩巷道、以及受采动影响的煤巷中也成功地使用了锚杆支护技术。锚杆的安装时通过锚杆钻机在巷道壁上钻凿钻孔，在进行安装，钻孔的设计往往采用扇形布设，往往是现场工程师依靠经验在巷道顶板用油漆刷刷出钻孔位置，致使扇形孔开孔位置、孔间距、孔深与设计偏差较大。本发明举某铁矿的无底柱分段崩落采矿法的回采扇形孔布置进行实施，如图10和图13(仪器设备)所示，图10中：4-1拱周系统锚杆；4-2顶拱挂网；4-3模筑砼；4-4巷道断面，首先测量人员用全站仪确定布孔的中心位置，上向扇形状布孔精确放样装置按顺序安装，调整三脚架1、水平回转平台2、管状水准器3使上向扇形状布孔精确放样装置处于水平面上，依次安装卷尺10、伸缩杆4、电池9、刻度盘5、激光灯8、指针7、调指针杆6。用卷尺10出水平回转平台2距地面高度，结合伸缩杆4确定凿岩中心位置，用调指针杆6打开激光灯8，按设计图纸设计的炮孔(图10和表4)进行放样，用调指针杆6将指针7按表4中炮孔4-1#的角度47°进行调整，使指针7在刻度盘5指向47°的角度，在指针7向上激光灯8所指向的顶板位置为4-1#炮孔，人工刷油漆做标记；操作方式不变，用调指针杆6依次调整指针7，使指针7指向刻度盘5的36°、54°、72°、90°、108°、126°、144°和162°方位，在激光灯8所指向的顶板位置依次标出4-2#、4-3#、4-4#、4-5#、4-6#、4-7#、4-8#和4-9#炮孔位置。放样完毕后，收起上向扇形状布孔精确放样装置进行下一排炮孔的放样。表4巷道锚杆支护钻孔设计角度角度(0)1836547290108126144162实施例5：崩落法强制放顶布孔精确放样崩落围岩处理空区，并造成覆盖岩石垫层；覆盖岩层的作用是充填采空区，在分段顶部形成悬岩突然大冒落时的缓冲垫层；并在进路端部形成挤压，爆破的松散层；崩落的覆盖岩石垫层厚度应不小于两个分段高。而当上覆盖岩石较稳固时，就需人工强制崩落顶板形成废石覆盖层，在进行人工强制崩落在矿山常用爆破手段进行，爆破的炮孔设计采用扇形布设，扇形炮孔的放样而往往是现场工程师依靠经验在巷道顶板用油漆刷刷出钻孔位置，致使扇形孔开孔位置、孔间距、孔深与设计偏差较大。本发明举某铁矿的无底柱分段崩落采矿法的崩落法强制放顶炮孔放样进行实施，如图11、图12和图13(仪器设备)所示，图11中：5-1放顶炮孔；5-2放顶凿岩巷道；5-3回采巷道，首先测量人员用全站仪确定布孔的中心位置，上向扇形状布孔精确放样装置按顺序安装，调整三脚架1、水平回转平台2、管状水准器3使上向扇形状布孔精确放样装置处于水平面上，依次安装卷尺10、伸缩杆4、电池9、刻度盘5、激光灯8、指针7、调指针杆6。用卷尺10出水平回转平台2距地面高度，结合伸缩杆4确定凿岩中心位置，用调指针杆6打开激光灯8，按设计图纸设计的炮孔(图12和表5)进行放样，用调指针杆6将指针7按表5中炮孔5-1#的角度47°进行调整，使指针7在刻度盘5指向47°的角度，在指针7向上激光灯8所指向的顶板位置为5-1#炮孔，人工刷油漆做标记；操作方式不变，用调指针杆6依次调整指针，使指针指向刻度盘的20°、30°、39°、47°、58°、74°、90°、106°、121°、131°、141°、152°、161°和174°方位，在激光灯8所指向的顶板位置依次标出5-2#、5-3#、5-4#、5-5#、5-6#、5-7#、5-8#、5-9#、5-10#、5-11#、5-12#、5-13#、5-14#和5-15#炮孔位置。放样完毕后，收起上向扇形状布孔精确放样装置进行下一排炮孔的放样。表5崩落法强制放顶布孔设计角度本发明旨在上向扇形炮孔放样更加精确，减少人为误差，提高了炮孔钻凿开孔位置和锚杆钻孔位置的准确性，达到理想的爆破和支护效果。以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3