CN107702605A - 一种露天矿山爆破移位测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种露天矿山爆破移位测量方法，在炮孔堵塞段或者炮孔周边加钻孔中放置装满染料或油漆同时加注增压惰性气体的玻璃瓶，爆炸压力作用下玻璃瓶破碎，惰性气体放压瞬间膨胀，染料在惰性气体驱动下着色周边矿岩，被着色的矿岩将伴随台阶主体沿着瞬时自由面方向移动，利用高精度GPS定位系统获取爆前钻孔和爆后染色矿岩的坐标数据，对比爆前、爆后坐标进行爆破移位测量和矿岩分界线移位确定。该方法实现了爆破移位的监测和可视化，准确标识了爆后矿石区域分布，提高了矿石资源回收率和矿山经济效益，对露天矿山矿岩开采具有重要的理论和实践意义。
Description
技术领域
本发明属于矿山爆破技术，具体涉及一种露天矿山爆破移位测量方法。
背景技术
目前国内外露天矿山主要采用台阶爆破的方式进行矿石开采，对于矿石蕴藏形态复杂的矿山，许多爆区中矿石以孤岛形态被废石包围。对于此类型爆区，爆破时矿石和废石将沿着自由面方向进行移动，在无法衡量和预测爆破移位的情况下矿山常依据爆前矿石位置进行爆后矿石圈定，以爆前矿石位置指导铲装。对于价值较低或储量丰富的矿石，爆破移位对于矿山经济影响较小，但是对于金、银、铀等高价值、低储量稀缺矿石，爆破移位造成的矿石损失和贫化不但降低了矿石资源回收率，而且严重损害了矿山的经济效益。如何有效的测量和控制爆破移位是目前国内外的工程师所面临的问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对现有的露天矿山爆破后的矿石移位对开采效率的影响，提供一种露天矿山爆破移位测量方法，针对露天矿山爆破后的矿石移位进行有效的测量和分析。
本发明采用如下技术方案实现：
一种露天矿山爆破移位测量方法，包括如下步骤：
步骤一：依据矿山勘探和地质编录获取的资源模型确定爆区内的矿岩分界线1；
步骤二：沿矿岩分界线1填塞炮孔，并沿矿岩分界线1埋设染料瓶5；
步骤三：使用GPS定位系统获取埋设染料瓶的坐标(x1，y1)；
步骤四：连接爆破网路并起爆；
步骤五：确定染料瓶破碎导致的染色矿岩的散落位置，使用GPS定位系统获取染色矿岩位置的坐标(x2，y2)；
步骤六：使用爆破移位计算公式[(x2-x1)2+(y2-y1)2]1/2计算染料瓶5所在区域的矿岩爆破移位距离L；
步骤七：参照各染料瓶5的爆破移位距离以及对应染色矿岩的散落位置重新确定爆后的实际矿岩分界线2，利用实际矿岩分界线2指导开采。
具体的，所述的步骤二中，所述染料瓶5埋设在矿岩边界线附近的炮孔或在炮孔附近的加钻孔中；
当染料瓶5埋设在炮孔内时，待导爆管雷管6和炸药7装入炮后，在炮孔堵塞段内放置染料瓶5，填塞炮孔直至地表；
当染料瓶5埋设加钻孔时，在加钻孔内放置染料瓶5，填塞加钻孔直至地表。
进一步的，所述步骤二中，在染料瓶5上下均采用钻屑填塞。
进一步的，所述染料瓶5采用易碎的玻璃瓶5-1，所述玻璃瓶5-1内部装有染料或油漆5-2，所述玻璃瓶5-1采用瓶盖5-4封口，并向所述玻璃瓶5-1内部注入增压惰性气体5-3。
进一步的，不同埋设位置的染料瓶5内装不同颜色的染料或油漆5-2。
进一步的，所述染料瓶5采用多组绑定在一起，通过绳钩吊装放入孔内埋设。
进一步的，所述染料瓶5中注入的增压惰性气体5-3为二氧化碳或氮气。
进一步的，所述GPS定位系统采用Trimble R10智能接收机。
本发明在露天矿山台阶爆破时，在钻孔堵塞段放置装满染料或者油漆的玻璃瓶，爆炸压力作用下玻璃瓶破碎，惰性气体放压瞬时膨胀，染料在压力释放的惰性气体驱动下将周边矿岩染色，随后被染色的矿岩将伴随台阶主体沿着瞬时自由面方向移动，再利用高精度GPS系统获取爆前炮孔和爆后着色矿岩的坐标数据，对比爆前、爆后坐标进行爆破移位测量和矿岩分界线移位确定。
其中，染料瓶的玻璃瓶在由钻屑传递的爆炸压力作用下能够被压碎，惰性气体放压瞬时膨胀，染料在惰性气体驱动下对周边的矿岩进行染色。玻璃瓶为一个与炮孔直径相近的玻璃瓶或由多个玻璃瓶捆绑而成的玻璃瓶组。玻璃瓶内填装的染料或油漆应该具备粘度较大，容易附着在矿岩上，颜色鲜艳色彩反差大，爆后易于肉眼识别。
在炮孔内设置钻屑，能够有效保护玻璃瓶，避免玻璃瓶在放置和堵塞过程中被破坏。
GPS定位系统采用Trimble R10智能接收机，高精度GPS系统能够有效地获取爆前炮孔和爆后染色矿岩的位置坐标。
本发明具有如下有益效果：
本发明公开了一种露天矿山爆破移位的测量方法，将装有染料或油漆的玻璃瓶装入炮孔的填塞部分中，在爆炸压力作用下玻璃瓶破碎，惰性气体放压瞬间膨胀，驱动染料对周边矿岩进行染色，爆后定位带有染料或油漆的矿岩，使用高精度GPS定位系统获取爆前染料瓶和爆后染色矿岩的坐标，计算和分析爆破移位距离，随后移动矿岩分界线，指导铲车对爆后矿石区域进行铲装。该方法可以有效的识别爆后矿石区域位置，正确指导铲车装运爆后矿石，提高矿石资源的回收率。
以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为实施例中的露天矿山的矿岩分界线在爆破前后的移动示意图。
图2为实施例中的染料瓶结构示意图。
图3为实施例中的炮孔内装药结构示意图。
图4为实施例中的矿岩分界线在爆破前后的位置对比示意图。
图5为实施例中的采用加钻孔埋设染料瓶的结构示意图。
图中标号：
1、初始矿岩分界线，1-1/1-2/1-3/1-4、炮孔，2、实际矿岩分界线，2-1/2-2/2-3/2-4、染色矿岩位置，L1/L2/L3/L4/、爆破移位距离；
3、保留岩体区域，4、自由面方向边坡，5-染料瓶，5-1、玻璃瓶，5-2、染料或油漆，5-3、增压惰性气体，5-4、瓶盖，6-导爆管雷管，7-炸药，8-钻屑。
具体实施方式
实施例
本实施例爆破的露天矿山爆区如图1所示，该露天矿矿石蕴藏形态复杂且规模大小不一致，含铀矿石的矿块经常以孤岛形态被以片麻岩、大理岩等废石包围，矿石与废石颜色差异小，爆后无法有效的利用肉眼进行矿石分布区域的识别和划分。本次爆破台阶高度为7.5m，孔径165mm，孔网参数为4.5*5.0m，使用炸药混装车装乳化炸药，爆破网路排间使用75ms雷管，孔间雷管延期时间为42ms。
具体的实施步骤如下：
步骤一：依据矿山勘探和地质编录获取的资源模型确定爆区内的初始矿岩分界线1。划分的初始矿岩分界线1以内区域为该爆区矿石区域，初始矿岩分界线1以外区域为该爆区废石区域，初始矿岩分界线1的上方区域为该爆区后部保留岩体区域3，初始矿岩分界线1的下方区域为自由面方向边坡4，沿初始矿岩分界线1的内侧附近选取能够代表分界线大致形态的四个炮孔，即直径为165mm的炮孔1-1、1-2、1-3、1-4。
如图2所示，往玻璃瓶5-1中装满不同颜色的油漆5-2，同时往玻璃瓶中注入增压惰性气体5-3，如氮气，最后使用瓶盖5-4将瓶口封口，完成染料瓶5的准备。
步骤二：待导爆管雷管6和炸药7依次装入炮孔1-1、1-2、1-3、1-4后，分别往炮孔1-1、1-2、1-3、1-4中装填0.5m厚的钻屑8，使用一端带有弧形铁钩的长绳将由三个染料瓶5横向绑定为一体，染料瓶瓶组吊装入炮孔中装填的钻屑上，然后使用钻屑填充炮孔与玻璃瓶之间的空隙直至地表，如图3所示。炮孔在堵塞过程中先填充钻屑，防止染料瓶5在放入时因磕碰尖锐岩石被破坏，玻璃瓶放入以后继续使用钻屑填塞至地表。
如果有截面与炮孔直径相近的玻璃瓶，也可只采用一个玻璃瓶作为染料瓶，尽量保证染料瓶横向充满炮孔。
步骤三：对装入了染料瓶5的四个炮孔1-1、1-2、1-3、1-4分别使用Trimble R10智能接收机进行坐标确定，分别记录四个炮孔1-1、1-2、1-3、1-4的坐标(x1，y1)，即爆前染料瓶5的位置坐标。
步骤四：将导爆管雷管6的脚线连接起爆网路，在确认联线无误以后进行起爆，完成露天矿台阶爆破工作。
步骤五：待灰尘散去，在爆堆中搜寻对应四个炮孔区域带有染料或油漆的染色矿岩，然后使用Trimble R10智能接收机对沾有染料或油漆的染色矿岩位置2-1、2-2、2-3、2-4进行定位，分别记录染色矿岩位置2-1、2-2、2-3、2-4的坐标(x2，y2)。
为了在爆破后区分对应炮孔的染色矿岩，将四个炮孔内放置的染料瓶内填装不同颜色的染料或油漆，通过对应颜色分辨爆破后的染色矿岩。
步骤六：分别计算炮孔1-1、1-2、1-3、1-4和染色矿岩位置2-1、2-2、2-3、2-4之间x坐标的差值Δx和y坐标的差值Δy，使用爆破移位计算公式[(x2-x1)2+(y2-y1)2]1/2计算爆破移位距离L1、L2、L3、L4。
步骤七：结合爆破移位距离L1、L2、L3、L4移动初始矿岩分界线1，得到爆后的实际矿岩分界线2。沿实际矿岩分界线2的周边插上竹签划定矿石区域，指挥铲车进行矿石铲装开采。
在实际操作中，为了不影响炮孔的爆破效果，在上述步骤二中，还可采用在炮孔附近设置加钻孔埋设染料瓶5的方式，加钻孔可以比炮孔浅，将染料瓶5埋设加钻孔时，在加钻孔底部先铺设钻屑8，然后放置染料瓶5，再通过钻屑8填塞加钻孔直至地表。染料瓶5的玻璃瓶在由钻屑8传递的爆炸压力作用下能够被压碎，惰性气体放压瞬时膨胀，染料在惰性气体驱动下对周边的矿岩进行染色。通过Trimble R10智能接收机分别对爆前加钻孔和爆后染色矿岩位置进行定位。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种露天矿山爆破移位测量方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：依据矿山勘探和地质编录获取的资源模型确定爆区内的矿岩分界线(1)；
步骤二：沿矿岩分界线(1)填塞炮孔，并沿矿岩分界线(1)埋设染料瓶(5)；
步骤三：使用GPS定位系统获取埋设染料瓶的坐标(x1，y1)；
步骤四：连接爆破网路并起爆；
步骤五：确定染料瓶破碎导致的染色矿岩的散落位置，使用GPS定位系统获取染色矿岩位置的坐标(x2，y2)；
步骤六：使用爆破移位计算公式[(x2-x1)2+(y2-y1)2]1/2计算染料瓶(5)所在区域的矿岩爆破移位距离L；
步骤七：参照各染料瓶(5)的爆破移位距离以及对应染色矿岩的散落位置重新确定爆后的实际矿岩分界线(2)，利用实际矿岩分界线(2)指导开采。
2.根据权利要求1所述的一种露天矿山爆破移位测量方法，所述的步骤二中，所述染料瓶(5)埋设在矿岩边界线附近的炮孔或在炮孔附近的加钻孔中；
当染料瓶(5)埋设在炮孔内时，待导爆管雷管(6)和炸药(7)装入炮后，在炮孔堵塞段内放置染料瓶(5)，填塞炮孔直至地表；
当染料瓶(5)埋设加钻孔时，在加钻孔内放置染料瓶(5)，填塞加钻孔直至地表。
3.根据权利要求2所述的一种露天矿山爆破移位测量方法，所述步骤二中，在染料瓶(5)上下均采用钻屑填塞。
4.根据权利要求3所述的一种露天矿山爆破移位测量方法，所述染料瓶(5)采用易碎的玻璃瓶(5-1)，所述玻璃瓶(5-1)内部装有染料或油漆(5-2)，所述玻璃瓶(5-1)采用瓶盖(5-4)封口，并向所述玻璃瓶(5-1)内部注入增压惰性气体(5-3)。
5.根据权利要求4所述的一种露天矿山爆破移位测量方法，不同埋设位置的染料瓶(5)内装不同颜色的染料或油漆(5-2)。
6.根据权利要求5所述的一种露天矿山爆破移位测量方法，所述染料瓶(5)采用多组绑定在一起，通过绳钩吊装放入孔内埋设。
7.根据权利要求4所述的一种露天矿山爆破移位测量方法，所述染料瓶(5)中注入的增压惰性气体(5-3)为二氧化碳或氮气。
8.根据权利要求1所述的一种露天矿山爆破移位测量方法，所述GPS定位系统采用Trimble R10智能接收机。
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