CN115992706A - 一种减少爆破扰动的露天矿工作平盘采掘方法 - Google Patents

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Abstract

一种减少爆破扰动的露天矿工作平盘采掘方法，根据工程岩体分级标准，依照露天矿岩体破碎程度和节理发育程度，对露天矿端帮边坡岩体进行分级；根据分级后的岩体，确定不同类别岩体的爆破区域与端帮边坡之间的缓冲带距离，划定工作帮爆破区域；根据划定的不同类别岩体的和工作帮爆破区域，调整炸药孔距，在划定的工作帮爆破区域进行钻孔爆破；对工作平盘的爆堆进行采掘作业，对缓冲带区域岩体进行挖掘采收，直至端帮边坡边界；本发明通过预留爆破缓冲区的方法，在对工作帮煤岩进行采掘的基础上减小了爆破振动对边坡岩体的影响，提高了端帮稳定性；根据分级后的岩体的特性及爆破地震安全计算公式，确定不同类别岩体的爆破区域与端帮边坡之间的缓冲带距离，划定工作帮爆破区域；使得爆破区域位置设定更准确、安全，提高端帮的稳定性。

Description

一种减少爆破扰动的露天矿工作平盘采掘方法
技术领域
本发明涉及一种露天煤矿开采方法，具体是一种减少爆破扰动的露天矿工作平盘采掘方法。
背景技术
露天煤矿具有生产规模大和资源回收率高等特点，在我国煤炭资源开采方式中占比逐年增加。但随着露天开采地进行，端帮边坡高度加大、暴露时间延长，边坡稳定性降低。覆盖于煤炭资源上部地剥离物料多由泥岩、砂岩等具有一定硬度地岩石组成，仅有地表处少量黄土等松散体可以直接挖掘，大部分剥离体难以通过挖掘机铲斗直接进行挖掘，需要进行松动爆破后方可进行采剥工作。而现有技术在爆破过程中产生的爆破冲击波会由工作帮传递至端帮边坡，导致端帮边坡原生裂隙加大，且产生次生裂隙，严重降低端帮边坡稳定性。中国专利申请CN108868767A公开了一种多层状石灰石矿体采矿方法，该方法包括以下步骤：(1)、根据所要开采的石灰石矿石物理特性，利用爆破块度分析软件选择需要的钻孔孔径和爆破孔网参数；(2)、采用为底部夹层一次爆破法，并且掌握不同区域矿体倾向，控制穿孔深度，保证穿透底部岩层，爆破后夹层变形小，不飞散；(3)、采剥方法的确定。该发明采矿方法，通过控制钻孔深度，降低了废石混入率，利于矿岩分采，提高了矿石回采率，但是，产生了爆破冲击波传递至端帮边坡，端帮边坡原生裂隙加大，滑坡等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种减少爆破扰动的露天矿工作平盘采掘方法，考虑到爆破对于边坡岩体稳定性的影响，通过预留爆破缓冲区，在对工作帮煤岩进行采掘的基础上减小了爆破振动对边坡岩体的影响，提高了端帮稳定性。
为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：
一种减少爆破扰动的露天矿工作平盘采掘方法，具体包括以下步骤：
步骤一，根据工程岩体分级标准，依照露天矿岩体破碎程度和节理发育程度，对露天矿端帮边坡岩体进行分级；
步骤二，根据步骤一分级后的岩体，确定不同类别岩体的爆破区域与端帮边坡之间的缓冲带距离，划定工作帮爆破区域及炸药孔距；
步骤三、对步骤二划定的工作帮爆破区域进行钻孔爆破；
步骤四，对步骤三爆破后的工作平盘的爆堆进行采掘作业，对缓冲带区域岩体进行挖掘采收，直至端帮边坡边界。
进一步的，步骤一所述工程岩体分级标准采用工程岩体分级标准中岩体完整程度的定性划分标准，对露天矿岩体进行分级，分为以下三级：破碎岩体即岩体结构类型为裂隙块状结构、碎裂结构、散体状结构；较破碎岩体即岩体结构为镶嵌碎裂结构、薄层状结构、裂隙块状或中厚层状结构；完整岩体即岩体结构为块状结构、厚层状结构、巨厚层状结构或整体状结构。
进一步的，所述步骤二根据爆破地震安全计算公式划定工作帮爆破区域与端帮边坡之间的缓冲带距离及炸药孔距：
R＝Rb[1+(D0-D)/B]
式中：B—冲击波速度衰减常数；
Rb—炮眼半径，m；
D—冲击波速度，m/s；
D0—冲击波初始速度，m/s。
进一步的，步骤四所述端帮边坡边界的坡面角度为60°～70°。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明根据工程岩体分级标准，依照露天矿岩体破碎程度和节理发育程度，对露天矿端帮边坡岩体进行分级，然后根据分级后的岩体的特性及爆破地震安全计算公式，确定不同类别岩体的爆破区域与端帮边坡之间的缓冲带距离，划定工作帮爆破区域；同时确定炸药孔距；使得爆破区域位置设定更准确、安全，提高端帮的稳定性。
2、端帮边坡坡面角度设计为60°～70°，防止在生产过程中，边坡整体滑坡或者出现部分规模较大的滑坡。
综上，本发明通过预留爆破缓冲区，在对工作帮煤岩进行采掘时减小爆破振动对边坡岩体的影响，避免因露天开采端帮边坡高度加大、暴露时间延长、边坡稳定性差而造成现行的工作帮煤岩采掘方法对于爆破边坡岩体稳定性影响大的问题，提高了端帮稳定性。
附图说明
图1为本发明的减少爆破扰动的露天矿工作平盘采掘方法施工示意图。
图中：1、钻机，2、矿用自卸卡车，3、单斗挖掘机，4、爆堆，5、缓冲带，6、端帮边坡。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
如图1所示：一种减少爆破扰动的露天矿工作平盘采掘方法，具体包括以下步骤：
步骤一，根据工程岩体分级标准，依照露天矿岩体破碎程度和节理发育程度，对露天矿端帮边坡岩体进行分级，分为以下三级：破碎岩体(岩体结构类型为裂隙块状结构、碎裂结构、散体状结构)、较破碎岩体(岩体结构为镶嵌碎裂结构、薄层状结构、裂隙块状或中厚层状结构)和完整岩体(岩体结构为块状结构、厚层状结构、巨厚层状结构或整体状结构)；
步骤二，根据步骤一分级后的岩体，据爆破地震安全计算公式确定不同类别岩体的爆破区域与端帮边坡之间的缓冲带距离，划定工作帮爆破区域及炸药孔距：
R＝Rb[1+(D0-D)/B]
式中：B—冲击波速度衰减常数；
Rb—炮眼半径，m；
D—冲击波速度，m/s；
D0—冲击波初始速度，m/s。
例如：根据某矿实际，对于完整岩体，取D0＝4.35×103m/s,B＝1.53×102m/s,D＝0m/s,Rb＝0.10m,计算得出R＝2.95m，为保证现场施工安全，缓冲带距离及炸药孔距取3.0m；
对于较破碎岩体，取D0＝6.85×103m/s,B＝1.53×102m/s,D＝0m/s,Rb＝0.10m，计算得出R＝4.56m，为保证现场施工安全，缓冲带距离及炸药孔距取5.0m；
对于破碎岩体，取D0＝10.55×103m/s,B＝1.53×102m/s,D＝0m/s,Rb＝0.10m，计算得出R＝6.63m，为保证现场施工安全，缓冲带距离及炸药孔距取7.0m；
步骤三、对步骤二划定的工作帮爆破区域采用钻机1进行钻孔爆破；
步骤四，对工作平盘的爆堆4进行采掘作业；采用单斗挖掘机3和矿用自卸卡车2对缓冲带5区域岩体进行挖掘，挖掘至端帮边坡6的设计边界；端帮边坡6坡面角度为60°～70°。
本发明根据工程岩体分级标准，依照露天矿岩体破碎程度和节理发育程度，对露天矿端帮边坡岩体进行分级，确定不同类别岩体的爆破区域与端帮边坡之间的缓冲带距离，划定工作帮爆破区域确定炸药孔距；使得爆破区域位置设定更准确、安全，提高端帮的稳定性。
本发明参数取值具体是根据现场实际情况调整，具体实施方式仅为距离说明，不作为对保护范围的限定。

Claims (4)

1.一种减少爆破扰动的露天矿工作平盘采掘方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，根据工程岩体分级标准，依照露天矿岩体破碎程度和节理发育程度，对露天矿端帮边坡岩体进行分级；
步骤二，根据步骤一分级后的岩体，确定不同类别岩体的爆破区域与端帮边坡之间的缓冲带距离，划定工作帮爆破区域及炸药孔距；
步骤三、对步骤二划定的工作帮爆破区域进行钻孔爆破；
步骤四，对步骤三爆破后的工作平盘的爆堆进行采掘作业，对缓冲带区域岩体进行挖掘采收，直至端帮边坡边界。
2.根据权利要求1所述的一种减少爆破扰动的露天矿工作平盘采掘方法，其特征在于，步骤一所述工程岩体分级标准采用工程岩体分级标准中岩体完整程度的定性划分标准，对露天矿岩体进行分级，分为以下三级：破碎岩体即岩体结构类型为裂隙块状结构、碎裂结构、散体状结构；较破碎岩体即岩体结构为镶嵌碎裂结构、薄层状结构、裂隙块状或中厚层状结构；完整岩体即岩体结构为块状结构、厚层状结构、巨厚层状结构或整体状结构。
3.根据权利要求1所述的一种减少爆破扰动的露天矿工作平盘采掘方法，其特征在于，所述步骤二根据爆破地震安全计算公式划定工作帮爆破区域与端帮边坡之间的缓冲带距离及炸药孔距：
R＝Rb[1+(D0-D)/B]
式中：B—冲击波速度衰减常数；
Rb—炮眼半径，m；
D—冲击波速度，m/s；
D0—冲击波初始速度，m/s。
4.根据权利要求1所述的一种减少爆破扰动的露天矿工作平盘采掘方法，其特征在于，步骤四所述端帮边坡边界的坡面角度为60°～70°。
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