CN110736537B - 一种露天采场爆破振动测准方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种露天采场爆破振动测准方法，专门针对露天采场边坡地形设置，先结合现场的地形地貌勘查情况与现状地形图确定布置线的精确方位及测点的精确坐标，再在现场用GPS测量仪找到测点坐标，找到测点坐标之后选定安装传感器的基岩体，将用于安装传感器基岩体的位置的X、Y与Z坐标记录保存用于后续的计算，再用地质罗盘辅助传感器的安装，本发明既可保证同一条布置线上的各个传感器不会偏离布置线，又可保证传感器的箭头正方向是对准爆破中心，克服了人工肉眼观察会带来的位置不精准问题，大大提高了爆破振动监测数据的准确性，即便测量人员的视线受阻，也不会受到影响，可准确的定位，相当的便捷。

Description

一种露天采场爆破振动测准方法

技术领域

本发明涉及矿山开采施工监测技术领域，尤其是一种露天采场爆破振动测准方法。

背景技术

露天金属矿山开采由于其矿石条件一般较好，岩石坚硬，用普通方式开挖难以进行，需要在开挖之前采用爆破的方式将矿石炸碎，然后装车运出采场。由于采用爆破的方式开采矿石，会对露天采场边坡造成振动累积损伤破坏，长时间爆破振动作用下，边坡体内部裂隙发育、贯通，最终导致采场边坡垮塌，影响矿山安全生产。为了避免爆破作业对临近的采场边坡(即位于爆破中心周围的台阶边坡)造成影响，需要对采场的爆破振动开展测准工作，分析采场爆破作业对临近采场边坡的影响程度。依据分析结果，反馈到爆破作业，以便优化爆破药量，以求达到能满足日常矿山生产，又不破坏临近采场边坡的目的。

现有的边坡爆破振动测准工作一般使用爆破振动监测仪进行测量，需要以爆破中心为原点，沿着爆破边坡设置最少一条布置线，在布置线上选取至少2个测点，确定好测点之后，再将爆破振动监测仪的三分量传感器安装固定在测点上，在安装传感器的过程中，要使传感器保持水平(即使传感器的Z轴与水平面垂直)，另外还要使传感器的正方向(一般为X轴正方向)较精确地对准爆破中心，传感器上设置有肉眼可见的正方向标志箭头，只有正方向较精确的对准爆破中心，传感器测得的数据才会准确。

但是，目前的露天采场爆破振动测准工作存在以下问题：

(1)爆破振动测准选取点的精确度太差。目前开展的爆破振动测准工作在现场基本凭经验确定测点，不能够保证选取的测点都位于一条直线(即布置线)上，影响爆破振动测准的结果可靠性。

(2)爆破振动监测仪的传感器的正方向很难对准爆破中心。在现场开展爆破振动测准工作，受采场边坡、采场布置、采场现状的影响较大，例如：在选取的点上布置仪器，很多时候，由于测点位于边坡上，位置较高较远，安装人员根本无法看到爆破中心的位置，即使在能看到的情况下，用肉眼去对准爆破中心也很难办到，在看不到爆破中心的情况下去对准更加难，从而难以保证监测到的数据的准确性。

因此，针对现有边坡爆破振动测准工作中的不足，需要一种新的方法来减少人为因素对爆破振动测准工作的影响。

发明内容

本发明目的在于提供一种露天采场爆破振动测准方法，以解决背景技术中提出的问题。

一种露天采场爆破振动测准方法，包括以下步骤：

1)确定爆破中心在采场中的位置，在采场的现状地形图中将找到爆破中心的位置，并将爆破中心的位置标出；对露天采场边坡进行实地现场勘查，了解采场边坡的地质、水文和开采情况，记录边坡上基岩分布情况，基于爆破中心的位置及基岩体分布情况，初步选取露天采场中基岩体多且位置靠近边坡平台的线路作为爆破测准工作布置线的待选线路；

2)参考步骤1得到的待选线路，在采场的现状地形图中，确定至少2条以爆破中心的位置为起点的布置线，并记录布置线在现状地形图中的方位角，在每条布置线上选取至少3个测点，并结合步骤1勘查得到的基岩体分布情况，确保测点位置处或其周围有基岩体，在现状地形图中标出并记录各个测点位置的X与Y坐标(即测点在地球上的实际位置)；

3)先根据现状地形图中标出的测点及测点附近的地形地貌在边坡上找到各个测点的大致位置，在各个大致位置上用GPS测量仪找到各测点在现状地形图中对应标记的X与Y轴坐标位置，在各个坐标点处或其周围找基岩体，以各个坐标点处或其周围的基岩体作为各个测点的爆破振动监测仪传感器安装位置，在各个选定的基岩体上做好现场位置标记；

4)在步骤3的各位置标记上用地质罗盘找到各测点所在布置线在现状地形图中所对应的方位角，即确定了布置线，在每一个测点上粘接固定一个传感器，安装时，将传感器的箭头方位与地质罗盘的指针方位重合，并使传感器的箭头正方向与地质罗盘指针所指的方向相反(即相差180度)，即使得传感器的正方向箭头与布置线所在方位重合，也让传感器的正方向箭头对准了爆破中心；

5)将各传感器与其对应的爆破振动监测仪主机连接，并将各爆破振动监测仪主机与电脑连接，即可开始爆破工作与数据采集工作。

优选的，所述步骤2～步骤4中，将各测点布置于边坡平台上。

优选的，所述步骤2中，在采场的现状地形图中，确定3条以爆破中心的位置为起点的布置线，并记录布置线在现状地形图中的方位角，选取3条布置线中的两条布置测点，另一条作为备用布置线，用于在有某条布置线上有两个以上的测点位置或其周围找不到基岩体时，用备用布置线替代该条布置线。

优选的，同一条所述布置线上的相邻两个测点之间沿布置线方向的距离大于或等于20米，相邻两条布置线之间的距离最近的两个测点之间的距离L大于或等于50米。

优选的，所述步骤4中，用石膏将传感器与基岩体粘接在一起。

优选的，所述现状地形图为电子版本的图，优选CAD格式的现状地形图。

所述步骤3还包括在用GPS测量仪找到各测点在现状地形图中对应标记的X与Y坐标位置后，从GPS测量仪读取并记录各个坐标点的高程(即海拔高度)，以用于后期爆破振动数据的计算。

优选的，所述步骤3中，所述坐标点周围是指以坐标点为中心的半径在R范围内的区域，所述R等于坐标点与爆破中心的水平距离的0.5％。若以某个坐标点周围R范围内的基岩体作为当前测点的爆破振动监测仪传感器安装位置时，则测量并计算当前选定的传感器安装位置与当前测点对应的坐标点之间的X、Y、Z轴坐标偏差，以用于供后期计算爆破振动数据时，系统作适当的修正，使计算结果更精准。

本发明中所述X、Y、Z轴坐标均指地理坐标系中的X、Y、Z轴坐标。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供了一种露天采场爆破振动测准方法，专门针对露天采场边坡地形设置，本发明的方法不同于现有的人工靠经验确定测点的方式，现有的方法是靠经验在边坡上找测点，肉眼观察使各测点在一条直线上，并用肉眼去观察对准爆破中心，安装传感器之前或之后用GPS测量仪读取选定的测点的X、Y与Z坐标，用于后续爆破振动数据的计算。

而本发明的方法在测准前，先对边坡地形地貌进行实地勘察，初步确定布置线的大致方位，再结合边坡的现状地形图确定布置线在现状地形图中的精确位置以及确定测点在现状地形图中的精确位置，再在边坡上用GPS测量仪找到现状地形图上所标定的测点精确位置，用于安装爆破振动监测仪的三分量传感器，在该位置安装传感器前，先用地质罗盘找到现状地形图上所确定的布置线方位角，让传感器的箭头与地质罗盘的指针重合且箭头的正方向与地质罗盘的指针方向相反，即可保证传感器的箭头正方向是指向爆破中心的，再将箭头正方向是指向爆破中心的传感器粘接固定在测点位置处或其周围50cm范围内的基岩体上即可开始爆破与数据采集工作。

本发明先结合现场的地形地貌勘查情况与现状地形图确定布置线的精确方位及测点的精确坐标，再在现场用GPS测量仪找到测点坐标，找到测点坐标之后选定安装传感器的基岩体，将用于安装传感器基岩体的位置的X、Y与Z坐标记录保存用于后续爆破振动数据的计算，再用地质罗盘辅助传感器的安装，本发明既可保证同一条布置线上的各个传感器不会偏离布置线，又可保证传感器的箭头正方向是对准爆破中心，本发明的方法克服了人工肉眼观察会带来的位置不精准问题，大大提高了爆破振动监测数据的准确性，尤其是对于测点位于高远的边坡位置时，即便测量人员的视线受阻，也不会受到影响，可准确的定位，相当的便捷。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的确定了布置线与测点的边坡现状地形图。

图中：1-爆破中心，2-方位角，3-测点，4-布置线，41-常规布置线，42-备用布置线，5-边坡，51-边坡平台，52-边坡坡面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

以图1为例的一种露天采场爆破振动测准方法，包括以下步骤：

1)确定爆破中心1在采场中心区域的位置，爆破中心一般由爆破作业人员依据生产计划，和采场情况，设计得到，在采场的现状地形图中找到爆破中心的位置，并将爆破中心的位置标出；对露天采场边坡5进行实地现场勘查，了解采场边坡的地形、地质、水文和开采情况，记录边坡上基岩分布情况；基于爆破中心的位置及基岩分布情况，初步选取露天采场中基岩体多且位置靠近边坡平台51的线路作为爆破测准工作布置线的待选线路；

在露天采场边坡5进行实地现场勘查记录基岩分布情况的过程中，也可使用GPS测量仪对基岩的边界位置的X、Y、Z轴坐标进行检测，并将检测到的基岩边界坐标记录下来，用于对在现状地形图中确定布置线与测点提供参考依据。

现场勘查工作可在前期采场开采过程中完成，每开采一定深度，都会进行边坡地形、地质与水文情况进行实地勘察，可将实地勘察结果记录保存下来，供爆破测准工作使用。

现状地形图由测绘公司提供，现状地形图上绘制了采场的全部地形地貌，且各个位置的坐标X、Y、Z轴坐标均可从现状地形图上读取，现状地形图的具体测绘与制作过程本发明不再重复描述。

2)参考步骤1得到的基岩体较多的待选线路，在采场的现状地形图中，确定至少2条以爆破中心的位置为起点的布置线4，并记录布置线在现状地形图中的方位角2，在每条布置线上选取至少三个测点3，并结合步骤1勘查得到的基岩分布情况，确保测点位置处或其周围有基岩体，在现状地形图中标出并记录各个测点位置的X与Y坐标(即测点在地球上的实际位置)；

3)先根据现状地形图中标出的测点及测点附近的地形地貌在边坡上找到各个测点的大致位置，在各个大致位置上用GPS测量仪找到各测点在现状地形图中对应标记的X与Y坐标位置，在各个坐标点处或其周围找基岩体，以各个坐标点处或其周围50cm范围内的基岩体作为各个测点的爆破振动监测仪传感器安装位置，在各个选定的基岩体上做好现场位置标记；

现场位置标记优选正好位于坐标点处的基岩体，在坐标点处找不到基岩，或基岩不方便安装传感器时，才在坐标点周围选基岩体，并尽量选取靠近坐标点的位置处的基岩体，在位置标记可以用撒石膏粉的方式完成，因为本身固定传感器就需要使用石膏粉。

4)在步骤3的各现场位置标记上用地质罗盘找到各测点所在布置线在现状地形图中所对应的方位角，即确定了布置线，在每一个测点上粘接固定一个传感器，安装时，将传感器的箭头方位与地质罗盘的指针方位重合，并使传感器的箭头正方向与地质罗盘指针所指的方向相反(即相差180度)，即使得传感器的正方向箭头与布置线所在方位重合，也让传感器的正方向箭头对准了爆破中心；

由于地质罗盘的方位与布置线在现状地形图中所对应的方位角重合时，地质罗盘的指针是指向远离爆破中心的方向的，因此，地质罗盘指针的方向需加上或减去180度，才等于传感器的方向，才使传感器的正方向箭头对准爆破中心。

5)将各传感器与其对应的爆破振动监测仪主机连接，并将各爆破振动监测仪主机与电脑连接，即可开始爆破工作与数据采集工作。

参见图1，本实施例中，在采场的现状地形图中，确定了三条以爆破中心的位置为起点的布置线4，并记录布置线在现状地形图中的方位角，选取三条布置线4中的两条作为常规布置线41，在每一条常规布置线41上布置四个测点，且所有测点均位于边坡平台上靠近坡脚的位置(坡脚指低一级的边坡平台51与高一级的边坡坡面52交界位置处)，另一条作为备用布置线42，用于在两条常规布置线41中的一条上面有两个以上的测点位置或其周围找不到基岩体时，用备用布置线42替代该条常规布置线41。

本实施例中，同一条所述常规布置线上的相邻两个测点之间沿布置线方向的距离均大于20米，相邻两条常规布置线之间的距离最近的两个测点之间的距离L也应大于50米。

本见图1，本实施例中，各测点均布置在边坡平台上，便于工作人员安装仪器，保证工作人员的安全。

所述步骤4中，用石膏将传感器与基岩体粘接在一起，使用石膏粘接一方便是价格便宜，对环境无污染，另一方面拆卸起来也方便。

所述现状地形图为电子版本的图，优选CAD格式的现状地形图，在确定布置线与测点时，CAD格式的现状地形图可根据需要进行所需倍数的放大，以快速的确定合适的布置线与测点，当然，比例尺较大的纸制的现状地形图也是可行的。

所述步骤3还包括在用GPS测量仪找到各测点在现状地形图中对应标记的X与Y坐标位置后，从GPS测量仪读取并记录各个坐标点的高程(即海拔高度)，以用于后期爆破振动数据的计算。

所述步骤3中，若以某个坐标点周围50cm范围内的基岩体作为当前测点的爆破振动监测仪传感器安装位置时，则测量并计算当前选定的传感器安装位置与当前测点对应的坐标点之间的X、Y、Z轴坐标偏差，以用于供后期计算爆破振动数据时，系统作适当的修正，使计算结果更精准。当然，在测点位置离爆破中心的距离较远的情况下(如100米以上)，偏离坐标点50cm对结果基本无影响，也可不进行此测量与计算坐标偏差的过程。

本实施例中所述X、Y、Z轴坐标均指地理坐标系中的X、Y、Z轴坐标，X轴正方向为正东方向，Y轴正方向为正北方向。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (8)

1.一种露天采场爆破振动测准方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定爆破中心(1)在采场中的位置，在采场的现状地形图中找到爆破中心的位置，并将爆破中心的位置标出；对露天采场边坡(5)进行实地现场勘查，了解采场边坡的地质、水文和开采情况，记录边坡上基岩分布情况，基于爆破中心的位置及基岩体分布情况，初步选取露天采场中基岩体多且位置靠近边坡平台(51)的线路作为爆破测准工作布置线的待选线路；

在露天采场边坡进行实地现场勘查记录基岩分布情况的过程中，使用GPS测量仪对基岩的边界位置的X、Y、Z轴坐标进行检测，并将检测到的基岩边界坐标记录下来，用于对在现状地形图中确定布置线与测点提供参考依据；

2)参考步骤1得到的待选线路，在采场的现状地形图中，确定至少2条以爆破中心的位置为起点的布置线(4)，并记录布置线在现状地形图中的方位角(2)，在每条布置线上选取至少3个测点，并结合步骤1勘查得到的基岩体分布情况，确保测点位置处或其周围有基岩体，在现状地形图中标出并记录各个测点位置的X与Y坐标，即测点在地球上的实际位置；所述布置线以爆破中心为起点，沿爆破中心径向方向延伸并经过布置线上的各测点；

3)先根据现状地形图中标出的测点及测点附近的地形地貌在边坡上找到各个测点的大致位置，在各个大致位置上用GPS测量仪找到各测点在现状地形图中对应标记的X与Y轴坐标位置，在各个坐标点处或其周围找基岩体，以各个坐标点处或其周围的基岩体作为各个测点的爆破振动监测仪传感器安装位置，在各个选定的基岩体上做好现场位置标记；

4)在步骤3的各位置标记上用地质罗盘找到各测点所在布置线在现状地形图中所对应的方位角，即确定了布置线，在每一个测点上粘接固定一个传感器，安装时，将传感器的箭头方位与地质罗盘的指针方位重合，并使传感器的箭头正方向与地质罗盘指针所指的方向相反，即使得传感器的正方向箭头与布置线所在方位重合，也让传感器的正方向箭头对准了爆破中心。

2.根据权利要求1所述的一种露天采场爆破振动测准方法，其特征在于，所述步骤2～步骤4中，将各测点布置于边坡平台上。

3.根据权利要求1所述的一种露天采场爆破振动测准方法，其特征在于，所述步骤2中，在采场的现状地形图中，确定3条以爆破中心的位置为起点的布置线，并记录布置线在现状地形图中的方位角，选取3条布置线中的两条布置测点，另一条作为备用布置线，用于在有某条布置线上有两个以上的测点位置或其周围找不到基岩体时，用备用布置线替代该条布置线。

4.根据权利要求1所述的一种露天采场爆破振动测准方法，其特征在于，同一条所述布置线上的相邻两个测点之间沿布置线方向的距离大于或等于20米，相邻两条布置线之间的距离最近的两个测点之间的距离L大于或等于50米。

5.根据权利要求1所述的一种露天采场爆破振动测准方法，其特征在于，所述步骤4中，用石膏将传感器与基岩体粘接在一起。

6.根据权利要求1所述的一种露天采场爆破振动测准方法，其特征在于，所述现状地形图为电子版本的图，采用CAD格式的现状地形图。

7.根据权利要求1所述的一种露天采场爆破振动测准方法，其特征在于，所述步骤3还包括在用GPS测量仪找到各测点在现状地形图中对应标记的X与Y坐标位置后，从GPS测量仪读取并记录各个坐标点的高程，以用于后期爆破振动数据的计算。

8.根据权利要求1所述的一种露天采场爆破振动测准方法，其特征在于，所述步骤3中，坐标点的周围是指以坐标点为中心的半径在R范围内的区域，所述R等于坐标点与爆破中心的水平距离的0.5％，若以某个坐标点周围R范围内的基岩体作为当前测点的爆破振动监测仪传感器安装位置时，则测量并计算当前选定的传感器安装位置与当前测点对应的坐标点之间的X、Y、Z轴坐标偏差，以用于供后期计算爆破振动数据时，系统作适当的修正，使计算结果更精准。

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