CN101600850A - 设计用于挖掘岩石洞穴的凿钻型式 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设计用于挖掘岩石洞穴的凿钻图案的方法和软件产品。本发明进一步涉及一种岩石凿钻设备，所述岩石凿钻设备能够在其控制单元中执行所述软件产品和方法。在设计凿钻图案(12)期间，凿钻孔底部位置被安置在爆破平面(29)处，处于圆口(25)的底部处。凿钻图案设计程序确定从所述圆口的底部朝向导航平面(28)观察到的凿钻孔的缺少性质。所述程序能够基于底部的位置(36)和方向为凿钻孔确定开始位置(36)。所述程序还在已被定位的凿钻孔上执行爆破计算。

Description

设计用于挖掘岩石洞穴的凿钻型式

技术领域

本发明涉及一种设计用于挖掘岩石洞穴的凿钻图案的方法。凿钻图案为在隧道掌子面(tunnel face)处待凿钻的圆口确定至少凿钻孔在凿钻图案的坐标系中的位置和孔方向角以及凿钻孔长度。在该方法中，设计者借助凿钻图案设计程序设计凿钻图案。在第一项独立权利要求的前序中更加详细地描述了本发明的目的。

本发明还涉及一种如在第二项独立权利要求中所述的软件产品，在设计计算机中执行该软件产品，从而产生设计凿钻图案所需的动作。而且，本发明涉及一种如在第三项独立权利要求的前序中所述的岩石凿钻设备，该软件产品能够在该岩石凿钻设备的控制单元中执行以实现设计凿钻图案所需的动作。

背景技术

在圆口中挖掘隧道、地下储藏室和其它岩石洞穴。凿钻孔在隧道掌子面处被凿钻，并且在凿钻之后对凿钻孔进行装药和爆破。在一次爆破期间，与圆口相等的岩石材料量与岩石分离。预先草拟用于挖掘岩石洞穴的计划，并且确定其中关于岩石类型的信息。通常，岩石洞穴的订货人还对待挖掘的洞穴设定了各种质量要求。对于每一个圆口，凿钻图案进一步作为办公室工作被设计出来并且被分发到用于在岩石中凿钻所述凿钻孔的岩石凿钻设备，从而产生期望圆口。

已经开发出在设计图案时辅助设计者的用于设计凿钻图案的凿钻图案设计程序。因此，凿钻图案的设计是在设计者和凿钻图案设计程序之间的交互操作。在目前的计算机辅助凿钻图案设计程序中，在导航平面处设计凿钻图案，即从岩石凿钻设备的操作员的视点对状况进行检查。而且，岩石爆破和岩石分离是难以从导航平面检查的三维事件。另外，已经发现在导航平面处设计的凿钻图案尤其在图案边角部处含有重大错误，这是由于该图案的轮廓孔的视角(look-out angle)引起的。因此，在导航平面处设计的凿钻图案中的问题在于，在圆口爆破中，它们未实现足够良好的精确度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于设计凿钻图案的新颖的和改进的方法和软件产品。进一步的目的在于提供一种新颖的和改进的岩石凿钻设备，所述岩石凿钻设备能够在其控制单元中实现凿钻图案的计算机辅助设计。

本发明的特征在于，在凿钻图案中确定爆破平面，所述爆破平面位于圆口(round)的底部，距导航平面的距离相应于图案的长度；将凿钻孔底部位置安置在爆破平面处的圆口的底部处；在爆破平面处为凿钻图案中的至少一些孔执行爆破计算；对于爆破计算，利用在存储器中预先存储的爆破技术数据；并且将以下凿钻孔性质之一提供给凿钻图案设计程序：在导航平面处的凿钻孔开始位置、凿钻孔方向，并且基于凿钻孔底部位置和第一给定性质确定缺少的第二凿钻孔性质，凿钻孔性质是在从圆口的底部朝向导航平面观察时被确定的。在每一项独立权利要求的特征部分中更加详细地确定了本发明的特征性特征。

本发明的思想在于，用于计划凿钻图案的基础是在圆口的底部处检查凿钻孔。然后，在凿钻图案中确定爆破平面，该爆破平面位于圆口的底部，距导航平面的距离相应于图案的长度。凿钻孔底部位置可以被安置在爆破平面处的圆口的底部处，从而允许在爆破平面上为凿钻图案的至少一些孔执行爆破计算。在爆破计算中利用在存储器中预先存储的爆破技术数据。

本发明的优点在于，凿钻图案的计划比以前更加具有示意性，这是因为对于将被产生的空间进行计划而不是关注于如以传统的计划方式那样地确定凿钻孔的开始位置。而且，由于爆破技术检查，可以根据爆破要求确定待凿钻的孔的底部的位置。这样，关于爆破，在圆口的底部处，凿钻孔处于正确的位置中，并且，在另一方面，对额外孔的凿钻得以避免。另外，能够使岩石在爆破期间有效率地分离。而且，当在爆破期间使得岩石被以计划方式分离时，将产生的岩石洞穴的质量可以更好。在圆口的底部处执行的计划与爆破技术检查一起还便于确定装药。与在导航平面处相比，在圆口的底部处为凿钻图案的不同区域确定炸药单耗是更加容易的和更加示意性的。通常，直至在达10到20次爆破之后，在分析每一次爆破结果和迭代爆破数值之后，不能在凿钻图案的所有区域中正确地确定炸药单耗。现在，当在圆口的底部处执行计划并且从开始在其中对于爆破技术检查加以考虑时，在仅仅几个回合之后便能够正确地确定炸药单耗的数值。

一个实施例的思想在于，爆破技术参数可以存储为炸药单耗文件或者相应的数据元，当需要被用于凿钻图案设计程序时，可以从炸药单耗文件或者相应的数据元载入爆破技术参数。在另一方面，设计者可以例如利用键盘以人工方式输入用于爆破计算的参数。

一个实施例的思想是，利用在存储器中预先存储的应炸量(burden)、孔距、炸药单耗(specific charge)和装药度(degree of charge)之间的相互依赖规则以及在存储器中预先存储的关于炸药单耗和装药度的爆破技术数据。

一个实施例的思想是，在爆破技术计算中根据公式V＝I/(q*E)利用预定炸药单耗数值q、孔距E和平均装药度I，其中V是应炸量。

一个实施例的思想是，为凿钻图案的不同部分的孔预先确定炸药单耗数值。另外，可以预先将待在图案的不同部分中使用的装药制成表格。

一个实施例的思想是，基于每一个凿钻孔的装药数据至少为末端轮廓的凿钻孔确定破裂区。然后至少在圆口的底部处比较末端轮廓中的凿钻孔的破裂区与预定容许破裂区，并且在即使一个单个的凿钻孔的破裂区大于容许破裂区时，也向用户进行示意。在另一方面，可以通过允许设计者在计划期间主动地对于破裂区加以考虑的方式在设计计算机的显示器上显示破裂区。因此，设计者能够即时地修改凿钻图案的参数从而控制破裂。可以在显示器上与凿钻图案设计同时显示破裂区。如果需要，则可以不仅为末端轮廓，而且还至少为最外侧辅助行的凿钻孔执行破裂区的检查。这里指出，末端轮廓是通过最外侧孔组的凿钻孔底部的线，而辅助行则是位于末端轮廓内部的孔组，所述辅助行也包括多个凿钻孔。基于对破裂区的检查，设计者能够修改以消除任何超过容许破裂区的方式设计的凿钻图案。因此可以在每一个圆口的计划中对于由岩石洞穴的订货人预先设定的质量要求加以考虑。

一个实施例的思想是，在图形用户界面中显示在导航平面和爆破平面之间的预定容许破裂区的轮廓。而且，在图形用户界面中，将每一个凿钻孔的破裂区显示为在末端轮廓中的围绕凿钻孔的底部和开始位置产生的破裂圆。破裂圆的直径尺寸与破裂区的尺寸成比例。在每一个凿钻孔的底部的破裂圆和开始位置的破裂圆之间，产生可以在设计计算机的显示器上显示的柱形破裂空间，以允许设计者在计划期间关注破裂。而且，在导航平面和爆破平面之间即使一个单个的柱形破裂空间与容许破裂区的轮廓相交，也可以向用户进行示意。以示意方式将在用户界面中可视地显示的破裂圆和破裂空间向设计者示出凿钻图案是否符合关于破裂区所设定的要求。

一个实施例的思想是，为在爆破平面处的末端轮廓以相互间距等于期望孔距E的尺寸的距离确定多个凿钻孔底部位置，并且然后为这些凿钻孔确定应炸量V。为了计算应炸量V，为在爆破平面处的凿钻孔执行爆破技术计算。而且，在末端轮廓内部，在为末端轮廓的凿钻孔而确定的应炸量的端部处确定应炸线。将最外侧辅助行安置在末端轮廓的应炸线上。然后在爆破平面处以相互间距等于期望孔距的尺寸的距离在最外侧辅助行上确定多个凿钻孔底部位置。可以在图形用户界面中可视地呈现末端轮廓、应炸线和凿钻孔底部位置。与以传统的方式设计的凿钻图案相比较，爆破技术计划使得能够更加准确地确定应炸量，并且因此可以在一些情形中降低待凿钻的孔的数目。因为无额外的孔被凿钻，凿钻时间自然地缩短。

一个实施例的思想是，利用公式V＝I/(q*E)在爆破技术计算中计算应炸量V，其中q是炸药单耗数值，E是孔距，并且I是平均装药度。这些爆破技术参数可以例如预先确定为文件、表格或者相应的数据元，可以从所述文件、表格或者相应的数据元载入爆破技术参数以由凿钻图案设计程序使用。

一个实施例的思想是，围绕凿钻孔底部为末端轮廓的每一个凿钻孔产生应炸圆。应炸圆被产生成使得所述应炸圆的半径尺寸与应炸量的尺寸成比例。而且，可以产生应炸线，所述应炸线在所述应炸圆的内边缘中在一点处接触每一个应炸圆的周围。据此，应炸线是由在每一个应炸圆的内部点处绘制的切线构成的包络线。可以在用户界面中可视地呈现应炸圆和应炸线。此后，可以在爆破平面处在最外侧辅助行上确定多个凿钻孔底部位置，所述位置在它们之间具有期望孔距。辅助行的凿钻孔底部位置也可以在图形用户界面中显示。

一个实施例的思想是，基于在爆破平面处执行的爆破技术计算为在最外侧辅助行上的凿钻孔确定应炸线。在此情形中，在最外侧辅助行(即第一辅助行)内部产生第二辅助行，并且在爆破平面处以相互间距等于期望孔距的距离确定多个凿钻孔底部位置。以相应的方式，任何后面的辅助行的应炸线可被确定，并且内部辅助行可以适配在所被确定的应炸线上。进一步可行的是，利用爆破技术应炸量计算在切口和最内侧辅助行之间的区域上确定在凿钻图案中的场凿钻孔的位置。

一个实施例的思想是，当将凿钻孔底部位置安置在圆口的底部上时，考虑爆破计算。

一个实施例的思想是，在至少一个数据元中为凿钻孔底部位置安置确定比率F，所述比率F是孔距E和应炸量V的商，即F＝E/V。可以为每一组孔独立地确定比率F。而且，利用公式 $E=\sqrt{[(I*F)/q]}$ 确定计算孔距E，其中q是炸药单耗数值，并且I是平均装药度。此后，从凿钻图案中确定将安置凿钻孔底部位置的期望区域。所选定区域的长度除以计算孔距E，从而给出将被安置于该区域上的凿钻孔底部的准确数目，通常是十进制数。设计者或者凿钻图案设计程序然后选择最接近的整数作为待安置于选定区域上的凿钻孔底部的数目，在这之后，该程序计算新的孔距E1，使得凿钻孔底部位置在选定区域中距离相等。最终，可以进一步利用公式V＝E1/F计算应炸量。可以为不同的孔组以经验方式确定比率F。

一个实施例的思想是，在至少一组孔中以人工方式安置凿钻孔底部位置。

一个实施例的思想是，在孔组中预先确定在凿钻孔底部之间的孔距。此后，考虑所被确定的孔距，利用凿钻图案设计程序在该孔组中自动地安置凿钻孔底部位置。可替代地，孔组的期望区域可以被以人工方式划分出，并且可以根据预先确定的孔距利用凿钻图案设计程序在所述被划分出的区域上自动地安置凿钻孔底部位置。再一种替代是，以人工方式确定孔组的某个期望区域，并且以人工方式确定在孔组的所述区域中的凿钻孔数目。然后允许凿钻图案设计程序以相等距离在该孔组的选定区域上自动地安置凿钻孔底部位置。在凿钻图案设计程序中用于将凿钻孔底部定位到孔组中的自动功能显著地方便和加速了设计者的工作。设计者可以向凿钻图案设计程序分配用以执行的常规任务。在另一方面，在以后编辑凿钻图案也是容易的和快速的。

一个实施例的思想是，在凿钻图案设计程序中输入凿钻孔方向。该程序然后基于凿钻孔底部位置和凿钻孔方向在导航平面处确定凿钻孔的开始位置。

一个实施例的思想是，在凿钻图案设计程序中输入在导航平面处的凿钻孔开始位置。该凿钻图案设计程序然后基于凿钻孔的底部和给定的开始位置计算凿钻孔方向。

一个实施例的思想在于，设计者在导航平面前方确定至少一个对准点。另外，设计者选择凿钻孔，基于该对准点和孔的底部位置确定该凿钻孔的开始位置。该凿钻图案设计程序然后确定通过选定凿钻孔的底部和对准点的直线，并且限定所述直线和导航平面的交点作为凿钻孔的开始位置。该凿钻图案设计程序然后能够基于利用对准点确定的凿钻孔底部和开始位置计算凿钻孔方向。

一个实施例的思想是，在凿钻图案的至少一组孔中确定至少一个主孔。为该主孔确定一个或者多个主要性质，并且基于主孔的主要性质确定至少一个第二凿钻孔的至少一个性质。该孔组可以例如是末端轮廓、辅助行或者场孔元素。进一步的思想是，在凿钻图案中使用在以后能够被多方面地编辑的主孔。在此情形中，可以在以后容易地添加和去除主孔，并且可以改变它们的位置和其它性质。

一个实施例的思想在于，设计者在凿钻图案的至少一组孔中确定至少两个主孔，在该两个主孔之间布置一个或者多个中间孔。而且，设计者为该主孔确定一个或者多个主要性质，例如以下主要性质之一：在孔组中的位置、深度、孔方向角、装药度、孔距。在此情形中，凿钻图案设计程序能够基于主孔的主要性质计算中间孔的一个或者多个性质。该孔组可以是末端轮廓、辅助行或者场孔元素。使用主孔的优点在于，它们显著地加速了凿钻图案的设计。而且，使用主孔便于在以后修改凿钻图案，这是因为设计者能够方便地改变主孔的数值，由此凿钻图案设计程序再次为中间孔计算新的数值。另外，设计者能够通过去除和添加主孔而修改凿钻图案。

附图说明

将在附图中更加详细地描述本发明的某些实施例，其中

图1示意性地示出岩石凿钻设备和用于设计凿钻图案的装置的侧视图，

图2示意性地示出凿钻图案的xz投影，

图3示意性地示出凿钻图案的原理的xy投影，即从上方观察到的投影，

图4示意性地示出凿钻图案的某些轮廓的xz投影，

图5示意性地示出在凿钻图案的不同孔组中的凿钻孔深度的xy投影，

图6a和6b示意性地示出在孔组中凿钻孔结束点安置的xz投影，

图7a示意性地示出炸药单耗表格，

图7b示意性地示出包含有关炸药的数据的表格，

图8示意性地示出适合于在末端轮廓上的凿钻孔底部位置的xz投影，和围绕末端轮廓示出的容许破裂区，

图9示意性地示出用于在末端轮廓上的凿钻孔的破裂区检查的xz投影，

图10示意性地示出在爆破平面处和在导航平面处的破裂圆、以及在它们之间形成的柱形破裂空间的透视图，

图11示意性地示出用于在末端轮廓上的凿钻孔的应炸量计算的xz投影，

图12示意性地示出用于在最外侧辅助行上的凿钻孔的应炸量计算的xz投影，

图13示意性地示出适合于凿钻图案的边角部A的区域上的深度主孔和中间孔的xz投影，

图14示意性地示出沿着方向B-B看到的根据图13的深度主孔的原理，

图15示意性地示出适合于凿钻图案的边角部A的区域上的方向主孔的效果的xz投影，

图16示意性地示出与凿钻孔的孔方向角相关的某些细节的xy投影，

图17示意性地示出利用对准点确定凿钻孔的孔方向角的xy投影，

图18示意性地示出在正被产生的岩石洞穴中的、所谓的喇叭状过渡的xy投影，

图19示意性地示出用于在与喇叭状过渡相关的过渡点之间的期望标桩号的凿钻图案的修改的yz投影，和

图20示意性地示出主孔的xz投影，每一个主孔均具有预定的影响区域。

在图中，为了清楚起见，以简化的方式描述本发明的一些实施例。在图中，利用相似的引用数字表示相似的部分。

具体实施方式

图1示出岩石凿钻设备1，岩石凿钻设备1包括可移动的运载工具2、一个或者多个钻臂3、和适于钻臂3的凿钻单元4。凿钻单元4包括用于利用进给装置移动岩石凿钻机6的进给梁5。而且，凿钻单元4包括用于将由岩石凿钻机的冲击设备发出的冲击传递到待凿钻岩石的钻具7。岩石凿钻设备1进一步包括适于属于岩石凿钻设备1的控制致动器的至少一个控制单元8。控制单元8可以是计算机或者相应的设备并且可以包括用户界面和显示器、以及用于向控制单元8提供命令和数据的控制装置。

通常，设计凿钻图案12用于凿钻每一个圆口，该图案确定至少待凿钻孔在凿钻图案的坐标系中的位置和孔方向角。可以在凿钻场所的外部位置，诸如在办公室9，设计凿钻图案，在所述位置，凿钻图案例如可以存储在存储器装置中，诸如存储在存储棒或者磁盘中，或者可以利用数据传递链路10直接传递到岩石凿钻设备的控制单元8，并且存储在那里的存储器装置中，诸如硬盘或者存储器磁盘。可替代地，例如，可以利用岩石凿钻设备1的控制室11中的控制单元8对凿钻图案12进行计划和修改。而且，可以在凿钻场所或者其外部修改现有凿钻图案。设计凿钻图案是计算机辅助的并且本质上基本是重复性的。凿钻图案设计程序在设计计算机21、控制单元8等中运行，设计者23与凿钻图案设计程序交互地作用，并且输入所需信息、进行选择并且控制设计过程。现有计划图案部分可以在设计期间被反复地修改以达到更好的结果。

一旦凿钻图案被设计出，它可以被载入到岩石凿钻设备的控制单元8中并且被执行。计划凿钻孔在岩石24中被凿钻、装药和爆破。到期望圆口程度上的岩石材料被从岩石24分离并且被运走。然后通过遵循新的凿钻图案12为之后的圆口凿钻新的凿钻孔。

图2示出凿钻图案12，凿钻图案12可以包括在多个嵌套行14到16上布置的多个凿钻孔13a到13e。而且，凿钻图案可以包括置于在最内侧凿钻孔行16和切口18之间的区域中的场孔17a到17c。两个或者更多场孔17a到17c可以构成场孔元素17。切口18通常也包含多个凿钻孔。嵌套凿钻孔行14到16和场孔元素可以称为孔组。在计划和修改凿钻图案时，每一个这种孔组可以作为一个整体被处理，或者其期望部分可以被划分出来。

最外侧凿钻孔行是末端轮廓14，下一个最内侧凿钻孔行是第一辅助行15，并且下一个是第二辅助行16，等等。因此，可以存在一个或者多个辅助行。在凿钻图案12中，凿钻孔13可以被表示成白色或者黑色的圆19。黑色的圆诸如在图2中利用附图标记13a和13e表示的凿钻孔可以是所称的主孔，并且在它们之间利用附图标记13b到13d表示的白色的圆可以是所称的中间孔。在本申请中将在后面解释主孔和中间孔的意义。而且，在凿钻图案12中每一个凿钻孔13的方向可以由方向线20表示。可以在岩石凿钻设备1的设计计算机21的图形用户界面22中以及在控制单元8的图形用户界面中呈现凿钻图案12的xz投影，如图2中的那一个。

图3示出与待凿钻的圆口25相关联的凿钻图案12的原理。待挖掘的隧道26的掌子面27设有导航平面28，凿钻图案12的坐标系附于该导航平面28。导航平面28通常在掌子面27的前面，但是有时可以至少部分地位于岩石内部。凿钻图案12可以包括岩石凿钻设备1在坐标系中确定的位置和方向，在此情形中，在开始凿钻之前，根据坐标系对岩石凿钻设备1导航。圆口25的底部可以进一步在距导航平面28相应于图案长度的距离L处包括爆破平面29。在计划凿钻图案12期间，待凿钻孔底部位置13可以被置于爆破平面29。可以在凿钻图案设计程序中输入待凿钻孔的方向20，允许凿钻图案设计程序基于凿钻孔底部位置13和方向20计算凿钻孔在导航平面28的开始位置30。可替代地，可以在凿钻图案设计程序中输入凿钻孔在导航平面28的开始位置30，允许凿钻图案设计程序基于凿钻孔底部位置13和凿钻孔的开始位置30计算凿钻孔的方向20。因此，从圆口25的底部朝向导航平面28确定凿钻孔性质，而在传统上，从导航平面朝向圆口的底部进行检查，即：恰好相反地进行检查。可以在计划凿钻孔底部位置13期间在爆破平面29执行爆破技术计算。

在最终凿钻图案中，所有凿钻孔底部位置不是必需位于爆破平面处，这是因为凿钻图案的底部通常被成形为凹形。与末端轮廓和辅助行的孔相比，场孔可以沿着y方向延伸得更长。然而，凿钻图案的底部不被成形，直至凿钻孔底部位置首先被沿着xz方向置于同一平面，例如爆破平面。这种简化便于计划和提高清晰度。可以利用凿钻孔的深度尺寸和孔方向角影响凿钻图案的底部成形。

图4示出凿钻图案12的一些轮廓和孔组。由岩石洞穴26的订货人确定的理论挖掘轮廓31是待输入凿钻图案设计程序中的基本信息条目之一。而且，订货人可以为理论挖掘轮廓31确定容许公差，该容许公差也可以用作图案计划中的基本信息。图4进一步示出可以在导航平面28确定的开始轮廓32。凿钻孔的凿钻可以从在导航平面28的开始轮廓32开始。末端轮廓14则是连接最外侧凿钻孔轮廓的孔的结束点的线。而且，订货人可以为岩石洞穴26确定最大容许破裂区33、设置极限，不允许超过该极限的、由于炸药爆破引起的任何破裂在限制岩石洞穴26的表面中发展。可以在当凿钻孔底部位置置于末端轮廓14中和最外侧辅助行15和16上时执行破裂区检查，并且基于预定爆破信息为它们确定破裂区。

图5示出在不同孔组14、15、16和34中的凿钻孔的深度可以是不同的。在图中，利用附图标记Lp表示末端轮廓14的深度，利用附图标记Lap1表示最外的第一辅助行15的深度，利用附图标记Lap2表示第二辅助行的深度，并且，进一步利用附图标记Lap3表示第三辅助行的深度。图案长度即在导航平面28和爆破平面29之间的距离利用附图标记L表示。在图中利用附图标记13表示孔的结束点。

图6a和6b示出在孔组中安置凿钻孔的结束点。可以从末端轮廓14开始安置凿钻孔。一旦凿钻孔的位置被置于末端轮廓14中，凿钻图案设计程序便可以帮助确定所需的辅助行。在孔组中安置凿钻孔的结束点可以是迭代的，即，如果需要，则可以在以后改变置于孔组中的凿钻孔底部位置。图6a和6b利用黑色圆示出所称的位置主孔35的底部位置，并且利用白色圆示出在两个位置主孔之间的中间孔36的底部位置。

可以在孔组中为在位置主孔35之间的区域确定装药类别。例如，末端轮廓14的底部14a可以具有不同于末端轮廓的壁部14b的装药类别。而且，可以利用位置主孔35划分出末端轮廓14的弯曲顶部14c或者孔组的任何其它区域，并且可以为这个区域分配特殊的装药类别。例如因为孔组的不同区域即底部、壁部、顶部关于破裂区的质量要求不同，这些区域的炸药单耗(q1到q4)可以是不同的。因此，装药类别至少确定待采用的炸药单耗q。可以在根据图7等的炸药单耗表格中存储装药类别的参数的开始数值。使用这种预设参数使得用户能够避免不必要的数值数据输入。然而，用户能够在炸药单耗表格中改变期望参数并且存储新的参数，所述新的参数可以在随后图案的爆破技术检查中再次被采用为开始位置。

在实践中，设计者将位置主孔35置于孔组中，并且然后确定在位置主孔35之间的区域的装药类别。然后，相应于装药类别，凿钻图案设计程序能够自动地在位置主孔35之间的区域中以相等间隔安置一定数量的中间孔36。这样，凿钻图案设计程序不仅关注炸药单耗程度，而且还关注预定最大孔距或者目标孔距。

在图6a中，在位置主孔35a和35b之间的底部区域14a中，炸药单耗是q1，孔距是E1。在位置主孔35a和35c之间的壁部区域，则具有不同的炸药单耗q2和孔距E2。如果设计者不接受由凿钻图案设计程序安置的中间孔35的位置或者数目，则设计者能够以人工方式改变它们。而且，设计者能够在凿钻孔组中移动位置主孔、去除位置主孔、添加位置主孔或者将中间孔转变成位置主孔。因此，主孔不被预先限制于任何具体的孔组等。因此，能够多方面地修改图案，允许将它用作新的图案的开始位置。因此，该图案具有长的操作寿命。

图6b示出一种情形，其中，与图6a所示的情形相比，设计者希望在末端轮廓14的左下角部A中增加凿钻孔底部位置的数目。设计者因此在边角部A的附近确定两个新的位置主孔35d和35e。设计者能够向在位置主孔35a和35d之间的区域14d并且以相应的方式向在位置主孔35a和35e之间的区域14f分配装药类别。凿钻图案设计程序基于装药类别的参数将中间孔35置于区域14d和14f中。可替代地，设计者可以通过人工方式为区域14d和14f确定所需参数，诸如孔距E和炸药单耗q。设计者可以确定参数或者装药类别，使得在由位置主孔35划分出的区域中的孔距E是期望孔距。这对于末端轮廓的其它被划分出的区域14e和14g无任何影响，但是在这些区域中，孔距E1、E2和炸药单耗q1和q2保持不变。例如，如果设计者在以后去除位置主孔35d，则该情形相应地被恢复以符合图6a，即在位置主孔35a和35c之间存在具有孔距E2和炸药单耗q2的区域14b。在其它情形中设计者甚至在以后能够编辑图案并且改变位置主孔35的位置和数目，并且改变与之相关的参数以及装药类别。

图7a示出一种炸药单耗表格，其中为爆破技术检查和凿钻孔底部安置确定了将作为开始数值使用的参数。对于每一个孔组以及对于每一个末端轮廓、辅助行和场元素可以确定装药类别、每体积单位炸药量kg/m³即炸药单耗q、装药标识符即装药ID、目标孔距E_t和最大容许孔距E_m。而且，例如，能够为炸药单耗表格确定其它参数，诸如在位置主孔之间的区域中是否需要偶数数目的中间孔。另外，在表格7a中可以为每一个孔组确定目标比率F，目标比率F是孔距E和应炸量V的商。在表格7a中所示的装药ID可以将凿钻孔关联到文件或者数据元，诸如表格7b，表格7b可以包含与炸药相关的信息，诸如炸药单耗q[kg_anfo/m]，由炸药和其它必要的装药信息引起的破裂区的尺寸[m]。使用表格加速了计划工作，并且如果需要，则对它们的修改是容易的和快速的。

图8示出一种情形，其中凿钻图案设计程序已经在末端轮廓的不同部分14a、14b、14c和14h中以相等距离设定了中间孔36a、36b、36c和36h的底部位置，利用位置主孔35a、35b、35c和35g划分出所述部分。为了清楚起见，利用横交于末端轮廓14的元素线的线示出了中间孔的底部位置。图8进一步示出围绕末端轮廓的容许破裂区33。在凿钻孔中的爆破炸药不仅引起岩石被分离而且还引起在岩石洞穴的壁部中剩余的岩石中发生破裂。破裂现象弱化了岩石洞穴的壁部，并且因此工作的订货人通常确定破裂区的最大容许发展，例如400mm。因此，破裂区33是关于采矿设定的质量要求。图案的不同区域关于破裂可以具有不同的质量要求，由此容许破裂区33也可以在不同的区域中具有不同的尺寸。破裂区33在控制单元的显示器上的图形表示充分地改进了检查清晰度。可以在图形用户界面中显示不仅在爆破平面29处、而且还在导航平面28处、以及如以后在图10中所示的在爆破平面和导航平面之间的容许破裂区的轮廓33。

图9示出破裂检查。可以通过在末端轮廓中在凿钻孔上执行破裂区检查而确定由于炸药爆破而引起的破裂幅度。设计者可以通过避免凿钻孔破裂延伸至容许破裂区的方式来选择将在各个凿钻孔中使用的装药或者将在每一个区域14a、14b、14c、14h中使用的装药以及与装药相关的其它因素。破裂区的尺寸具体受到所用炸药和装药度的影响。另外，装药直径与凿钻孔直径的比例，即在凿钻孔中布置的装药的紧密度可以影响破裂区的尺寸。另外，引爆器点火次数上的差异可以影响破裂区的尺寸。这些装药数据可以被制成表格或者以其它方式被布置成凿钻图案设计程序在破裂区检查中能够使用的数据元。破裂区检查至少在爆破平面29处执行，但是如以后将在图10中所示的那样，它还可以在导航平面28和爆破平面29之间的区域中执行。

而且，如果需要，可以不仅对于末端轮廓14的凿钻孔，而且还对于第一辅助行15的那些并且有时还对于第二辅助行16的那些执行破裂区检查。可以通过改变所用装药的尺寸或者可替代地通过改变最外侧辅助行或者末端轮廓的孔距E而管理辅助行15、16的破裂区。事实上，孔距E的变化影响到应炸量V，应炸量V又影响在末端轮廓14和第一辅助行15之间的距离。最外侧辅助行14、15距容许破裂区33的距离越大，则其中的凿钻孔破裂越可靠地受到控制。

可以在设计计算机或者岩石凿钻设备的图形用户界面中清楚地显示破裂区检查，由此当设计者设计凿钻图案时可以主动地将其加以考虑。除了容许破裂区轮廓33之外，每一个凿钻孔35、36的破裂区也可以在用户界面处被显示为至少围绕在末端轮廓14上的凿钻孔底部产生的破裂圆37。破裂区的直径尺寸与由凿钻图案设计程序确定的破裂区的尺寸成比例。没有任何破裂圆37可以与容许破裂区的轮廓33相交。如果这种情形发生，则凿钻图案设计程序可以将其示意给用户，用户然后可以改变爆破技术参数以改正所述状况。破裂圆37的使用显著地增加了清晰度。

图10示出可以在导航平面28和爆破平面29之间产生柱形破裂空间38，该破裂空间的端部是在爆破平面29处产生的破裂圆37和在导航平面28处产生的破裂圆37″。因此，例如，通过每一个凿钻孔36的底部和开始位置的中心线的每一个点均包括破裂圆37′，诸如在点36′中。在导航平面28和爆破平面29之间，即使一个柱形破裂空间38与容许破裂区的轮廓33相交时，凿钻图案设计程序也向设计者进行示意。在用户界面中可视地显示的破裂圆37和破裂空间38向设计者清楚地示意凿钻图案12是否符合关于破裂区设定的要求。

图11示出利用应炸圆39在图形用户界面中应炸量V的示意和应炸量V的计算。一旦凿钻孔底部位置置于末端轮廓14上，并且在其上执行破裂区检查，便通过利用爆破技术计算来对置于末端轮廓14中的凿钻孔计算应炸量。爆破计算是在爆破平面29处执行的。在应炸量V计算中，可以采用公式V＝I/(q*E)，其中q是炸药单耗数值、E是孔距并且I是平均装药度。可以例如作为文件、表格或者相应的数据元预先确定这些爆破技术参数，可以从所述文件、表格或者相应的数据元载入这些爆破技术参数以由凿钻图案设计程序使用。应炸量V是从每一个的末端轮廓14的凿钻孔35、36的底部到后一行孔，即，到第一辅助行15的最短距离。根据为末端轮廓14的凿钻孔确定的爆破技术参数，末端轮廓14的不同区域14a、14b、14c和14h可以具有相等或者不同尺寸的应炸量Va、Vb、Vc和Vh。一旦应炸量得以计算出来，便可以在爆破平面29处在向末端轮廓14的内部等于所被确定的应炸量V的距离处为末端轮廓14的凿钻孔35、36确定应炸线40。此后最外侧辅助行15可以置于末端轮廓14的应炸线40上。以此方式，已经利用爆破技术计算产生了第一辅助行15。可以在图形用户界面中可视地显示末端轮廓、应炸线和凿钻孔底部位置。而且，可以围绕凿钻孔底部为末端轮廓14的每一个凿钻孔35、36产生应炸圆41。应炸圆41被产生的方式使得它的半径尺寸与应炸量V的尺寸成比例。在此情形中，应炸线40是在应炸圆41的内边缘中在一点处接触每一个应炸圆41的周围的包络线。可以在图形用户界面中显示应炸圆41和应炸线40以改进清晰度。

图12示出在产生第一辅助行15之后，可以在爆破平面29处为所述第一辅助行15确定之间具有期望孔距E的、用于凿钻孔底部的几个位置42。相同的原理与如上关于末端轮廓的孔35和36所述的凿钻孔42的安置和性质相关。据此，辅助行也可以包括主孔和中间孔。而且，孔的位置和数目以及与之相关的爆破技术参数可以在迭代计划期间以及还在以后编辑图案12期间被容易地改变。而且，以允许产生第二应炸线43的方式可以关于置于爆破平面29处的第一辅助行15上的凿钻孔42执行应炸量计算，为此可以确定第二辅助行16。如图12所示，可以围绕凿钻孔底部42产生应炸圆44。以相应的方式，可以产生所需数目的内部辅助行并且可以在内部辅助行上以相互间距等于期望的距离安置凿钻孔底部位置。

一旦产生了最内侧辅助行并且在所述最内侧辅助行上安置了凿钻孔底部位置，切口18便可以被以图2所示的方式置于图案12中。在图案12中，可以使用可以从某个存储器元件载入的预定切口18，或者可替代地设计者可以通过人工方式确定切口的爆破技术参数及其位置。一旦切口18被安置，场凿钻孔17便被置于图案12中以填充在最内侧辅助行和切口18之间的区域。设计者能够以人工方式安置场凿钻孔17或者凿钻图案设计程序可以帮助安置场凿钻孔17。可以在确定场凿钻孔和元素17的位置时利用爆破技术应炸量V计算。

图13示出末端轮廓14的边角部A，其中在底部的区域14a中确定深度主孔45a、45b和45c。深度主孔45确定凿钻孔的结束点沿着y方向的坐标。可以利用图案的基本尺寸为深度主孔45确定默认深度。基本尺寸包括在前地示于图5中的L尺寸即图案长度L、末端轮廓长度Lp、第一辅助行的深度Lap1等。当凿钻孔底部位置被置于孔组中时，根据所述孔组的默认深度确定它们的深度。如果需要，设计者可以通过给定它们偏离默认数值的y坐标数值而编辑深度主孔45。另外，设计者可以添加和去除深度主孔以及沿着孔组的元素线移动它们。

图14示出深度主孔45a位于默认深度Lp处。然而，设计者已经确定了不同于默认深度Lp的深度主孔45b和45c的y坐标。在实例中，基于在深度主孔之间中间孔47的数目和深度主孔45的长度，凿钻图案设计程序可以在两个深度主孔45a和45b之间的区域46a中，并且类似地在两个深度主孔45b和45c之间的区域46b中，对中间孔47的深度插值。如果在以后添加或者去除在深度主孔45之间的中间孔47或者改变深度主孔45的数值，凿钻图案设计程序能够执行新的插值以为中间孔47确定新的深度。当在凿钻图案的期望区域中需要时深度主孔45使得设计者能够偏离孔组的默认深度。深度主孔45可以位于任何孔组中。

图15示出末端轮廓14的边角部A，在边角部A中安置方向主孔48a到48e，已为所述方向主孔48a到48e确定孔方向角。可以利用结合描绘凿钻孔底部的圆等标记的方向线20而在图形表示中示出孔方向角。方向主孔48a和48b在它们之间限定包括中间孔51的区域50a。以相同的方式，方向主孔48b和48c限定区域50b，方向主孔48a和48d限定区域50c，并且进一步方向主孔48d和48e限定区域50d。凿钻图案设计程序可以基于在方向主孔之间中间孔的数目和方向主孔的孔方向角为在两个方向主孔48之间的中间孔51差值孔方向角。如果在以后添加或者去除在方向主孔48之间的中间孔51或者改变方向主孔48的数值，凿钻图案设计程序能够执行新的插值以为中间孔51确定新的孔方向角。

应该指出，属于孔组的凿钻孔可以同时地具有两个或者更多的主孔性质。因此，例如位置主孔可以同时地是深度主孔和方向主孔，即一种多类型主孔。

这里指出，在两个主孔之间的区域还可以使用术语凿钻孔元素而不是在前使用的术语区域。凿钻孔元素包括元素线，所述元素线具有第一主孔、第二主孔和在它们之间的一个或者多个中间孔。主孔置于轮廓上，由此在它们之间的元素线的形状对应于在凿钻孔元素处的轮廓形状。

图16示出，当在爆破平面29和方向52处已知凿钻孔底部位置36时，凿钻图案设计程序能够基于这些数据在导航平面28处确定凿钻孔的开始位置36″。图16的下图进一步示出通过向凿钻图案设计程序提供在导航平面28处的凿钻孔的开始位置36″，该程序能够基于开始位置36″和底部位置36而确定凿钻孔的方向52。

图17示出用于确定凿钻孔在导航平面28处的方向和开始位置36″的再一种可替代布置。设计者能够确定对准点53并且选择可以根据对准点53而被对准的一个或者多个凿钻孔36。凿钻图案设计程序确定对准的方式，使得所选择的凿钻孔36的延伸部54通过所选择的对准点53。这允许在期望平面处确定所述凿钻孔的开始位置36″。可以在导航平面28处或者开始平面55处确定开始位置36″，实际凿钻从所述开始位置36″开始。例如，设计者可以利用一些指示器装置诸如鼠标在图形用户界面中指示对准点53。可替代地，设计者可以在凿钻图案设计程序中输入对准点在凿钻图案的坐标系中的坐标。而且，凿钻图案设计程序可以载入有关将被使用的岩石凿钻设备的信息，并且结合所计划的凿钻圆口显示岩石凿钻设备1的图。在此情形中，设计者可以在隧道掌子面处确定岩石凿钻设备1的位置，并且然后从岩石凿钻设备1的后侧确定对准点。设计者可以使用视觉检查以保证根据对准点53对准的凿钻孔和凿钻孔的底部36能够被凿钻而不受岩石凿钻设备1的钻臂阻碍。对准点53不仅可以应用于在轮廓中和在辅助行上的凿钻孔，而且还可以应用于确定场孔和各个另外的孔的孔方向角。

图18示出作为xy投影所看到的、将被产生的岩石洞穴的喇叭状过渡。喇叭状过渡指的是当沿着y方向检查时岩石洞穴26的轮廓在xz平面上变宽或者收缩。可以在凿钻图案中确定横交于y方向的标桩号(peg number)60a到60g，可以例如利用数值61识别标桩号，标桩号因此可以例如描绘距离预定开始位置的米数。可以在彼此相距期望距离处确定标桩号60，例如在彼此相距一米处确定标桩号60。在图18中，标桩号60b到60f位于喇叭状过渡的过渡点62处，即：位于将被挖掘的岩石洞穴26的轮廓改变的点处。可以利用凿钻图案设计程序在期望标桩号处确定必要的凿钻孔轮廓，诸如开始轮廓和末端轮廓。另外，可以利用凿钻图案设计程序在期望标桩号处设计凿钻图案。而且，例如，通常利用曲线表格等确定岩石洞穴26的中心线的方向。

可以利用凿钻图案设计程序为任何标桩号插值开始轮廓32和末端轮廓14。在图18的实例中，在标桩号60b和60c之间执行插值。在此情形中，凿钻图案设计程序根据标桩号60b和60c的轮廓插值初始轮廓和末端轮廓，并且在图形用户界面中将它们显示给设计者。一种插值条件是轮廓在前一标桩号和后一标桩号中是均匀的。在实践中，设计者的任务仅仅在于选择期望曲线表格、凿钻图案的标桩号和长度，然后初始化插值函数。

图19示出能够与具有变化轮廓的岩石洞穴26相关地利用的应用。当岩石洞穴26示出喇叭状过渡时，可以基于前面的过渡点62a的凿钻图案和后面的过渡点62b的轮廓以智能方式为位于过渡点62a和62b之间的任何标桩号60i设计凿钻图案。凿钻图案设计程序采取为标桩号60i设计的凿钻图案作为开始位置，并且将凿钻孔位置添加到此处使得应炸量V和孔距E在凿钻图案中保持不变。另外，凿钻孔的孔方向角保持相同。图18和19所示应用的目的是在具体情形中便于并且加速凿钻图案的设计。

图20示出主孔的又一些应用。可以通过将主孔置于每一个区域中而确定凿钻图案12的区域的凿钻孔性质，诸如底部14a、壁部14b和弯曲顶部14c的凿钻孔性质。例如，在图20中，主孔72a位于顶部区域14c中，该孔影响在顶部区域14c的结束点73a、73b之间的中间孔74a的性质。相应的主孔也可以位于壁部区域14b和底部区段14a中。对于这种主孔，已经预先确定一种规则，根据该规则，凿钻图案12的区域14a到14c之一是它们的影响区域。而且，能够在凿钻图案12中定位主孔72b，这个主孔的影响区域75b被确定为在图案的主孔72b和边角点73c之间保留的孔组区域。在此情形中，主孔72b的主要性质影响中间孔74b的性质。替代边角点73c，可以根据除了边角点73c、73d之外的结束点73a、73b确定影响区域。另外，主孔72c的影响区域75c可以被确定为绝对距离S，由此主孔72c影响在所述距离S的端部处的所有的中间孔74c。而且，对于这种主孔72c，影响方向已被预先确定，在图20中利用箭头示出该方向。还能够在凿钻图案中使用主孔72d，这个主孔的所被确定的影响区域75d是的相邻凿钻孔74d的数目N。另外，为这种主孔72d确定影响方向，在图中利用箭头示出该方向。主孔72c和72d的影响区域75c和75d可以被确定为沿着一个方向或者可替代地沿着两个方向延伸。而且，影响区域的幅度沿着不同方向可以是不同的。因此，影响区域可以是例如向右的三个相邻凿钻孔和向左的两个相邻凿钻孔。主孔也可以具有上述影响区域的某种组合，即影响区域可以沿着一个方向覆盖三个相邻凿钻孔并且沿着另一方向它可以延伸到图案的某个区域的结束点等。可以为主孔72的影响区域75确定设定与上述规则不同的任何其它规则。可以在以后编辑主孔的主要性质、位置和影响区域确定。可以在与主孔的主要性质相同或者不同的文件、数据元等中存储确定影响区域的规则。具有预先确定影响区域的主孔可以具有任何类型，即它可以是位置主孔、方向主孔、深度主孔或者确定一个或者多个性质的任何其它主孔。

根据本发明的凿钻图案可以被多方面地修改。可以通过修改现有的旧的凿钻图案设计新的凿钻图案。这节约了计划所消耗的时间。而且，可以利用为在前发现工作的炸药单耗数值和孔方向角。可以从系统的存储器载入旧的凿钻图案作为用于新的图案的基础。设计者然后可以变换在图案中存在的凿钻孔元素，并且添加和去除它们。设计者还可以放大或者缩小凿钻图案。设计者还可以自由地向凿钻图案添加主孔或者去除它们。类似地，设计者可以在开始数值表格的内容被凿钻图案设计程序加载之前修改所述开始数值表格的内容。旧的凿钻图案的切口可以被原样地使用或者它在凿钻图案中的位置可以移位。可替代地，可以利用可从另一凿钻图案载入的另一切口替代该切口。

可以为凿钻图案的设计产生各种开始数值表格、参数表格和参数文件，在其中存储的参数可以被载入以由凿钻图案设计程序随时使用。另外，关于爆破技术计算，不同于在本申请所述的那些公式的其它公式可以被给予凿钻图案设计程序。

凿钻图案设计程序可以包括仿真程序。在产生凿钻图案之后，在该图案被分发并且在岩石凿钻设备中加以使用之前，可以对该图案进行合理性检查，即性能测试。还能够在凿钻图案设计的任何阶段对凿钻图案进行合理性检查，从而使得设计者能够在凿钻图案中即时地进行必要的修改。在凿钻图案设计程序中包括的仿真程序可以通过凿钻序列运行，即实际地在每一个凿钻孔处定位钻臂并且凿钻孔。该仿真程序还可以包括自动检查，从而允许它向设计者示意在凿钻图案中的缺陷和危险的状况。合理性检查使得能够对孔进行观察，例如，在对其凿钻期间存在钻臂相互碰撞的显著风险或者存在钻臂和进给装置相互碰撞的风险。另外，可以进行检查以查看钻臂能够被延伸以凿钻所有的凿钻孔并且岩石凿钻设备的操作员对于凿钻场所具有良好的可视性。而且，仿真使得能够观察从凿钻图案缺少的任何信息。在仿真期间，计划凿钻图案的设计者还可以遵照凿钻序列的运行并且可视地观察其中的误差和缺陷。

关于仿真程序运行，可以从预先产生的文件检索岩石凿钻设备的信息和视觉模型。仿真程序可以显示从凿钻方向和从上方看到的凿钻图案。凿钻图案还可以示出例如岩石凿钻设备图和钻臂紧固点、钻臂以及钻臂的联接角度、转滚角度。设计者可以通过加速或者减缓运行并且通过使其向前和向后地行进而影响仿真运行。而且，在仿真期间，钻臂的定位运动可以被布置成比凿钻更慢地显示，从而便于关键步骤的检查。

凿钻图案设计程序是能够在计算机等的处理器中执行的软件产品。该软件产品例如可以被存储在用于设计的计算机的存储器装置中或者它可以被存储在独立的存储器装置诸如CD-ROM中。而且，可以从信息网络将该软件产品载入到在设计中使用的计算机。凿钻图案设计程序的执行适于实现在本申请中描述的功能。凿钻图案设计程序和设计者可以通过交互方式操作并且因此一起地设计凿钻图案。

在一些情形中，在本申请中描述的特征可以被原样地使用，而与其它特征无关。在另一方面，当需要时，在本申请中提出的特征可以被组合起来以产生各种组合。

附图和相关说明仅仅旨在说明本发明的思想。本发明的细节可以在权利要求的范围内改变。

Claims (25)

1.一种设计用于挖掘岩石洞穴的凿钻图案的方法，

所述凿钻图案(12)为在隧道(26)掌子面处待凿钻的圆口确定至少凿钻孔在所述凿钻图案的坐标系中的位置和孔方向角以及所述凿钻孔的长度；

所述方法包括：

利用凿钻图案设计程序进行所述凿钻图案的计算机辅助设计；

为所述凿钻图案(12)确定一导航平面(28)；

基于待挖掘的所述圆口(25)的长度，确定至少用于待挖掘的所述洞穴(26)的挖掘轮廓(31)、在所述挖掘轮廓内部的至少一组孔、和所述凿钻图案的长度(L)；

为每一组孔确定多个凿钻孔；

在所述导航平面(28)处为待凿钻的所述孔确定开始位置；并且

确定从所述开始位置到所述孔的底部的待凿钻的所述孔的方向；

其特征在于，

在所述凿钻图案(12)中确定爆破平面(29)，所述爆破平面(29)位于所述圆口(25)的底部，距所述导航平面(28)的距离相应于所述图案的长度(L)；

将凿钻孔底部位置安置在所述爆破平面(29)处的所述圆口(25)的底部处；

在所述爆破平面(29)处为所述凿钻图案中的至少一些孔执行爆破计算；

对于所述爆破计算利用在存储器中预先存储的爆破技术数据；并且

将以下凿钻孔性质之一提供给所述凿钻图案设计程序：在导航平面处的凿钻孔的开始位置、凿钻孔方向，并且基于所述凿钻孔底部位置和第一给定的性质确定缺少的第二凿钻孔性质，所述凿钻孔性质是在从所述圆口的底部朝向所述导航平面观察时被确定的。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，

在所述爆破计算中利用在存储器中预先存储的、应炸量(V)、孔距(E)、炸药单耗(q)和装药度(I)之间的的相互依赖关系以及在存储器中预先存储的关于所述炸药单耗(q)和所述装药度(I)的爆破技术数据。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于，

为所述凿钻图案(12)的不同部分的所述孔预先确定炸药单耗数值(q)；和

预先将待在所述图案的不同部分中使用的装药制成表格。

4.根据前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于，

在所述爆破技术计算中根据公式V＝I/(q*E)利用预定炸药单耗数值(q)、孔距(E)和平均装药度(I)，其中V是应炸量。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，

当将所述凿钻孔底部位置安置在所述圆口(25)的底部处时对所述爆破计算加以考虑。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，

为凿钻孔底部位置的安置预先确定比率(F)，所述比率(F)是孔距(E)和应炸量(V)的商；

利用公式 $E=\sqrt{[(I*F)/q]}$ 确定计算孔距(E)，其中q是炸药单耗数值，I是平均装药度；

在所述凿钻图案(12)中确定安置凿钻孔底部位置的区域；

将待处理的所述区域的长度除以所述计算孔距(E)，从而给出将被安置于所述区域中的凿钻孔的准确数目；

选择最接近的整数作为待安置于所述区域中的凿钻孔底部的数目，并且以这样的方式计算新的孔距(E1)，即：使得所述凿钻孔底部位置距离相等；并且

利用公式V＝E1/F计算应炸量(V)。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于，

在至少一组孔中以人工方式安置凿钻孔底部位置。

8.根据权利要求1的方法，其特征在于，

在至少一组孔中预先确定在所述凿钻孔底部之间的孔距(E)；并且

考虑所述预先确定的孔距(E)，利用所述凿钻图案设计程序在孔组中自动地安置凿钻孔底部位置。

9.根据权利要求1的方法，其特征在于，

在至少一组孔中预先确定在所述凿钻孔底部之间的孔距；

以人工方式划分出孔组的期望区域；并且

根据所述预先确定的孔距，利用所述凿钻图案设计程序在预定区域中自动地安置凿钻孔底部位置。

10.根据权利要求1的方法，其特征在于，

以人工方式确定孔组的期望区域；

以人工方式确定在所述孔组的所述区域中的凿钻孔数目；并且

利用所述凿钻图案设计程序，自动地以相等距离在所述孔组的确定区域中安置选定数目的凿钻孔底部位置。

11.根据前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于，

给出凿钻孔的方向(49)；并且

基于所述凿钻孔底部位置(36)和所述凿钻孔方向(49)在所述导航平面(28)处为所述凿钻孔确定开始位置(36″)。

12.根据权利要求1到10中任何一项的方法，其特征在于，

在所述导航平面(28)上给出凿钻孔开始位置(36″)；并且

基于所述凿钻孔底部(36)和给出的开始位置(36″)为所述凿钻孔计算方向(52)。

13.根据前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于，

为待挖掘的所述岩石洞穴(26)确定末端轮廓(14)，所述末端轮廓(14)是通过最外侧孔组的所述凿钻孔底部(35、36)的线；

基于每一个凿钻孔的装药信息，至少为所述末端轮廓的所述凿钻孔确定破裂区；

至少在所述圆口的底部(25)处比较所述末端轮廓(14)的所述凿钻孔(35、36)的所述破裂区与预定容许破裂区(33)；并且

即使一个凿钻孔的所述破裂区大于所述容许破裂区(33)时，也向用户进行示意。

14.根据权利要求13的方法，其特征在于，

在图形用户界面中显示在所述导航平面(28)和所述爆破平面(29)之间的所述预定容许破裂区的轮廓(33)；

在图形用户界面中，将每一个凿钻孔的所述破裂区显示为在所述末端轮廓中围绕所述凿钻孔底部(36)和所述开始位置(36″)产生的一个破裂圆(37)，所述破裂区的直径尺寸与所述破裂区的尺寸成比例；

在每一个凿钻孔底部的所述破裂圆和所述开始位置的所述破裂圆之间产生柱形破裂空间(38)；并且

在所述导航平面和所述爆破平面之间即使一个柱形破裂空间与所述容许破裂区的轮廓相交时，也向用户进行示意。

15.根据权利要求13或者14的方法，其特征在于，

确定至少一个辅助行(15、16)，所述辅助行(15、16)是位于所述末端轮廓(14)内部并且包括多个凿钻孔的孔组，所述辅助行通过所述多个凿钻孔的底部；并且

另外地，至少对于最外侧辅助行(15)的所述凿钻孔执行破裂区检查。

16.根据权利要求2到4中任何一项的方法，其特征在于，

为待挖掘的所述洞穴确定末端轮廓(14)，所述末端轮廓(14)是通过最外侧孔组的所述凿钻孔底部的线；

为在所述爆破平面(29)处的所述末端轮廓以相互间距等于期望孔距(E)的距离确定多个凿钻孔底部位置；

利用爆破技术计算来为在所述爆破平面(29)处的所述末端轮廓(14)的所述凿钻孔确定应炸量(V)；

在所述爆破平面(29)处，确定在所述末端轮廓内部、在为所述末端轮廓的所述凿钻孔确定的所述应炸量的端部处的至少一个第一应炸线(40)；

将第一辅助行(15)安置在所述末端轮廓(14)的所述第一应炸线(40)上；

在所述爆破平面(29)处以相互间距等于期望孔距(E)的距离为所述第一辅助行(15)确定多个凿钻孔底部位置(42)；并且

在图形用户界面中至少显示所述末端轮廓(14)、所述第一应炸线(40)和所述凿钻孔底部(42)位置。

17.根据权利要求16的方法，其特征在于，

通过爆破技术计算为所述末端轮廓(14)的所述凿钻孔(35、36)确定应炸量(V)，其中根据公式V＝I/(q*E)利用至少预定炸药单耗数值(q)、孔距(E)和平均装药度(I)。

18.根据权利要求16或者17的方法，其特征在于，

围绕所述凿钻孔底部为所述末端轮廓(14)的每一个凿钻孔(35、36)产生第一应炸圆(44)；

所述应炸圆(44)被产生成使得所述应炸圆的半径尺寸与所述应炸量(V)的尺寸成比例；并且

产生第一应炸线(40)，所述第一应炸线(40)在所述第一应炸圆(44)的内边缘中的一点处与每一个所述第一应炸圆(44)的周围相交。

19.根据权利要求16到18中任何一项的方法，其特征在于，

基于将在所述爆破平面(29)处执行的所述爆破技术计算来确定围绕在所述第一辅助行(15)上的所述凿钻孔(42)的至少一个第二应炸线(43)；

在第一辅助行(15)内部将第二辅助行(16)安置于所述第二应炸线(43)上；并且

在所述爆破平面(29)处以相互间距等于期望孔距(E)的距离为所述第二辅助行(16)确定多个凿钻孔底部位置。

20.根据权利要求16到19中任何一项的方法，其特征在于，

利用爆破技术计算来为最内侧辅助行(16)的所述凿钻孔确定至少一个第三应炸线；

将切口(18)安置于所述凿钻图案(12)中；

将至少一个场孔元素(17)给所述凿钻图案设计程序；

在所述凿钻图案设计程序中自动地在由最内侧辅助行的所述第三应炸线和所述切口划出轮廓的区域中产生场凿钻孔；

为所述场孔元素确定应炸圆和第四应炸线；并且

将后面的场孔元素安置于前面的场孔元素的所述应炸线上。

21.根据前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于，

在所述凿钻图案中的至少一组孔中确定至少一个主孔(35、45、48、72)；

为所述主孔确定至少一个主要性质；

基于所述主孔的主要性质确定至少一个第二凿钻孔的性质；并且

使用将在以后被编辑的主孔，所述主孔可以被添加或者被去除，并且所述主孔的主要性质是能够被修改的。

22.根据前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于，

在所述凿钻图案(12)中的至少一组孔中确定至少两个主孔(35、45、48)，至少一个中间孔(36、47、51)位于所述主孔(35、45、48)之间；

为所述主孔(35、45、48)确定以下主要性质中的至少一个：孔组中的位置、深度、孔方向角、装药度、孔距；并且

基于所述主孔(35、45、48)的主要性质确定所述中间孔(36、47、51)的至少一个性质。

23.根据权利要求22的方法，其特征在于，

在所述凿钻图案(12)中使用将在以后被编辑的主孔(35、45、48)，所述主孔可以被添加或者被去除，并且所述主孔的主要性质是能够被修改的。

24.一种用于设计凿钻图案的软件产品，在计算机中执行所述软件产品适于：

在所述凿钻图案(12)中在圆口(25)的底部处，确定在距导航平面(28)等于所述图案的长度(L)的距离处的爆破平面(29)；

将凿钻孔底部位置安置在所述爆破平面(29)处的所述圆口(25)的底部处；

在所述爆破平面(29)处为所述凿钻图案中的至少一些孔执行爆破计算；

从所述圆口的底部朝向所述凿钻图案的所述导航平面(28)观察所述凿钻孔(35、36)；

并且适于响应于凿钻孔底部位置(36)和以下给定性质中的至少一个确定凿钻孔性质：凿钻孔在导航平面处的开始位置、凿钻孔方向。

25.一种岩石凿钻设备，包括：

可移动的运载工具(2)；

至少一个钻臂(3)；

在所述钻臂(3)中的至少一个凿钻单元(4)，所述凿钻单元包括进给梁(5)和适于利用进给装置、通过所述进给梁能够移动的岩石凿钻机(6)；

用于控制所述岩石凿钻设备(1)的至少一个控制单元(8)，所述控制单元(8)包括至少一个计算机，

其特征在于，

控制单元(8)还被布置成执行用于设计凿钻图案(12)的软件产品，以与用户(23)交互的方式执行软件产品适于：

在所述凿钻图案(12)中在圆口(25)的底部处，确定在距导航平面(28)等于所述图案的长度(L)的距离处的爆破平面(29)；

将凿钻孔底部位置安置在所述爆破平面(29)处的所述圆口(25)的底部处；

在所述爆破平面(29)处为所述凿钻图案中的至少一些孔执行爆破计算；

从所述圆口的底部朝向所述导航平面(28)观察所述凿钻孔；并且

响应于凿钻孔底部位置(36)和以下给定性质中的至少一个确定凿钻孔性质：凿钻孔在导航平面处的开始位置、凿钻孔方向。

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