CN113654424A - 深凹露天矿新水平开沟方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深凹露天矿新水平开沟方法，涉及深凹露天矿开采领域，解决具有高陡边坡和复杂的排水系统的深凹型露天采场采用全段高开沟爆破方式所存在的施工要求高、爆破有害效应大的不足。本发明采用的技术方案是：深凹露天矿新水平开沟方法，首先，在采场底部的净空区域进行全段高中间掏槽爆破，形成后续开沟作业的自由面，爆破后挖出净空区域，并进行排水；然后，划定开沟区域，在开沟区域以对应于出入沟顶部的位置为起点，沿出入沟向下的走向，按出入沟的设计坡比由浅至深地进行钻孔，再装药爆破，再挖走松方，形成斜坡联络道；最后，在斜坡联络道的底部区域进行分层爆破和挖装，修筑完成出入沟。本发明用于深凹露天矿山新水平开沟。
Description
技术领域
本发明涉及深凹露天矿开采领域，具体是一种通过爆破方式对深凹露天矿的新水平进行开沟的方法。
背景技术
新水平准备是露天矿延深和持续生产必须进行的开拓准备工作，它包括新水平的出入沟、开段沟和为下一个新水平准备掘进出入沟所需要的扩帮工程，以及必须的其它工程。新水平准备的方法和工程量的大小与矿床的赋存条件、露天采场的形状、采用的开采程序、生产工艺系统、开拓方式，以及采、装、运使用的设备有关。掘沟工作与采场正常生产期间的采剥工作比起来，虽然生产工艺环节基本相同，但掘沟工作本身有不同的特点，主要为在尽头区采掘，工作面狭窄，靠沟帮的钻孔限制性大，雨季沟内积水对掘沟影响大。
深凹露天矿山采场的边坡均较高、陡，例如攀枝花铁某露天矿的边坡已经超过300米。深凹露天矿的底部汇集大气降水、地表径流和地下涌水，建有大量的排水沟槽和泄水巷道。矿山新水平开沟一般采用全段高开沟爆破方式，即先通过钻机按台阶高度一次性钻孔，钻孔深度一般均为15米，然后装药爆破，最后把联络道修筑在松方上的开沟方式。传统的全段高开沟爆破方式对钻孔精度要求高，爆破效果差，开沟速度慢，更关键是爆破有害效应大，对采场边坡和排水系统影响较大。
发明内容
本发明提供一种深凹露天矿新水平开沟方法，解决具有高陡边坡和复杂的排水系统的深凹型露天采场采用全段高开沟爆破方式所存在的施工要求高、爆破有害效应大的不足。
本发明采用的技术方案是：深凹露天矿新水平开沟方法，包括以下步骤：
S1.在采场底部的净空区域进行全段高中间掏槽爆破，形成后续开沟作业的自由面；爆破后挖出净空区域，并进行排水。
进一步的是：S1中，排水平巷的洞口位于爆破区；挖出净空区域，连通排水平巷排水。更进一步的是：挖出净空区域后，通过机械辅助排水。
优选的：S1中，全段高中间掏槽爆破采用矩形布孔。具体的：钻孔深度17～18m，爆破填塞高度不小于7.5m，每孔装药量不大于300kg。
S2.划定开沟区域，开沟区域对应于出入沟的位置并与净空区域毗邻；在开沟区域，以对应于出入沟顶部的位置为起点，沿出入沟向下的走向，按出入沟的设计坡比由浅至深地进行钻孔，再装药爆破，再挖走松方，最后形成斜坡联络道。
进一步的是：S2中，从对应于出入沟上部的炮孔开始进行浅孔爆破，向下梯段布孔、半清碴爆破。具体的：S2中，钻孔深度为3～18米，爆破填塞高度不小于2米，每孔装药量为10～300kg。
S3.在斜坡联络道的底部区域进行分层爆破和挖装，修筑完成出入沟。
具体的：S1、S2和S3中，使用高钻架的牙轮钻进行钻孔，孔径250mm，炸药单耗为0.4～1.3kg/m3，每次爆破总药量小于10吨，各部位最大震动速度不大于10cm/s。
本发明的有益效果是：在开沟区域按出入沟的设计坡比由浅至深进行爆破，爆破震动速度小，有害效应低，成孔容易，废孔率低钻，开沟速度快的优点，可为深凹露天矿新水平快速安全推进创造条件。排水后在开沟区域进行钻孔，有利于提高成孔率，并且已经形成自由面，有利于保证爆破效果。全段高中间掏槽爆破采用矩形布孔，有利于边界控制。爆破使用高钻架的牙轮钻进行钻孔，可适应地下水丰富、钻孔困难的地质条件。
附图说明
图1是本发明在开沟区域进行钻孔的示意图。
图2是本发明起爆网络图。
附图标记：钻孔1、斜坡联络道2。
具体实施方式
本发明深凹露天矿新水平开沟方法，用于深凹露天矿山新水平开沟，包括以下步骤：
S1.在采场底部的净空区域进行全段高中间掏槽爆破，形成后续开沟作业的自由面；爆破后，挖出净空区域，并进行排水。
深凹露天矿新水平开沟，首先要考虑排水的问题，所以开沟首次爆破采用传统的全段高中间掏槽爆破，为后续开沟作业创造自由面。排水平巷的洞口最好位于爆破区，爆破后尽快挖出净空部位，以便通过排水平巷进行排水，此外还可以机械辅助排水。例如，先在排水平巷端头点及中心线上相距2米打两个孔，一个孔装药，另一个孔用于引流排水，排水平巷洞口包在爆破区内，再按4×4m的参数组织3～4个全段高的挤压爆区。
根据排水平巷的形状，全段高中间掏槽爆破最好采用矩形布孔，有利于边界控制。钻孔深度17～18米，钻孔孔径250mm；爆破填塞高度不小于7.5米，例如爆破填塞高度为7.5～8米。每孔装药量不大于300kg，以控制最大震动速度，确保安全。
S2.划定开沟区域，在开沟区域以对应于出入沟顶部的位置为起点，沿出入沟向下的走向，按出入沟的设计坡比由浅至深地进行钻孔，再装药爆破，再挖走松方，最后形成斜坡联络道。
开沟区域为与净空区域毗邻并且对应于出入沟的位置的区域。如图1所示，开沟区域的钻孔深度按照出入沟的设计坡比确定，使钻孔1的底部位于出入沟的设计位置，孔深控制在3～18米，钻孔孔径250mm；爆破填塞高度不小于2米，例如爆破填塞高度为2～7米。后续浅孔、梯段孔装药量逐步按孔深从按10～300kg/孔设置。开沟区域爆破的孔网参数根据梯段钻孔深度的不同，通过逐步放大与减小净空区域爆破的孔网参数确定。
开沟区域装药爆破后将松方全部挖走，即形成斜坡联络道2。由于S1已经进行排水，在开沟区域进行钻孔，成孔率高；净空区域爆破已经形成自由面，有利于改善开沟区域的爆破效果。开沟区域爆破从对应于出入沟上部的炮孔开始进行浅孔爆破，向下紧跟挖装、梯段布孔、半清碴爆破。
S3.在斜坡联络道2的底部区域进行分层爆破和挖装，修筑完成出入沟。出入沟是上水平与新水平之间的联络斜坡道路，斜坡联络道2本身为出入沟的一部分。
上述步骤中，由于开沟部位地下水丰富，钻机穿孔较为困难，选择高钻架的牙轮钻进行穿孔，孔径250mm。对于炸药单耗，根据标准抛掷爆破漏斗的单耗并结合经验，炸药单耗取0.4～1.3kg/m3。起爆方式为逐孔起爆，起爆网络如图2所示。
对于爆破规模与爆破震速，每次爆破总药量小于10吨，按照上述净空区域每孔装药量不大于300kg，开沟区域装药量为10～300kg/孔，计算得到三个控制部位的最大震动速度如表1所示。
表1三个控制部位的最大震动速度计算表
由表1可见，按照本发明的方法，各部位的最大震动速度满足边坡震动速度不大于10cm/s的规定要求，同时满足滑体1边坡震动速度不大于8cm/s的要求。
Claims (8)
1.深凹露天矿新水平开沟方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.在采场底部的净空区域进行全段高中间掏槽爆破，形成后续开沟作业的自由面；爆破后挖出净空区域，并进行排水；
S2.划定开沟区域，开沟区域对应于出入沟的位置并与净空区域毗邻；在开沟区域，以对应于出入沟顶部的位置为起点，沿出入沟向下的走向，按出入沟的设计坡比由浅至深地进行钻孔(1)，再装药爆破，再挖走松方，最后形成斜坡联络道(2)；
S3.在斜坡联络道(2)的底部区域进行分层爆破和挖装，修筑完成出入沟。
2.如权利要求1所述的深凹露天矿新水平开沟方法，其特征在于：S1中，排水平巷的洞口位于爆破区；挖出净空区域，连通排水平巷排水。
3.如权利要求2所述的深凹露天矿新水平开沟方法，其特征在于：S1中，挖出净空区域后，通过机械辅助排水。
4.如权利要求1所述的深凹露天矿新水平开沟方法，其特征在于：S1中，S1中，全段高中间掏槽爆破采用矩形布孔。
5.如权利要求4所述的深凹露天矿新水平开沟方法，其特征在于：S1中，钻孔深度17～18m，爆破填塞高度不小于7.5m，每孔装药量不大于300kg。
6.如权利要求1～5任一权利要求所述的深凹露天矿新水平开沟方法，其特征在于：S2中，从对应于出入沟上部的炮孔开始进行浅孔爆破，向下梯段布孔、半清碴爆破。
7.如权利要求6所述的深凹露天矿新水平开沟方法，其特征在于：S2中，钻孔深度为3～18米，爆破填塞高度不小于2米，每孔装药量为10～300kg。
8.如权利要求1～5任一权利要求所述的深凹露天矿新水平开沟方法，其特征在于：S1、S2和S3中，使用高钻架的牙轮钻进行钻孔，孔径250mm，炸药单耗为0.4～1.3kg/m3，每次爆破总药量小于10吨，各部位最大震动速度不大于10cm/s。
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