【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于露天采场边坡台阶爆破，具体涉及露天采场到界边坡的爆破结构、爆破方法及爆破后铲装方法。
技术介绍
1、露天采场边坡是露天矿安全生产的重大隐患之一，露天矿边坡的稳定与否，是直接关系到矿山能否正常生产的重要前提，露天矿临界边坡的回采与治理是采矿工程技术工作中不可或缺的一部分。露天采场在长期爆破铲装过程中，很多时候采场边坡长期处于未到界状态，在这种状态下对进行爆破采装时，若爆破能量过大或后震过大会导致岩石过破碎，形成安全隐患，使得边坡缺乏稳定性，对作业设备及人员安全造成影响，而欠爆也会造成铲装不便，同时不利于边坡标准台阶的参数设计；另外，传统的深孔爆破往往存在超挖、欠挖等比较突出的问题，开挖界面粗糙不平，常造成边坡的外观质量差，甚至影响开挖界面的稳定，诱发塌方、滑坡等工程事故，究其原因在于爆破区域内的炮孔爆炸所产生的粉碎、松动作用范围侵入了非开挖区，使开挖界面另一侧的岩石受到了局部破坏；与此同时，如何在爆破后铲装过程中的保证半孔壁的完整性，也是采场采矿过程中亟待解决的问题。因此，未到界的边坡不仅限制了有效开采区域，减少了可开采的矿量，进而也影响开采效率和产量，导致开采成本上升，还会导致部分矿产资源暂时无法被经济有效地开采，影响矿山的整体资源利用率和经济效益。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种露天采场到界边坡的爆破结构、爆破方法及爆后铲装方法，采用精细化的爆破技术，从预到界的爆破和到界边坡的控制爆破，为最终到界边坡的形成创造良好条件，同时最大限度减少对周围岩体稳定性的干扰
2、解决技术问题的技术方案如下：
3、根据本申请的一个方面，提供了露天采场到界边坡台阶的爆破结构，其包括依次设置的预到界爆破区域和到界边坡爆破区域，所述预到界爆破区域前侧边沿和所述到界边坡爆破区域后侧边沿分别为自由面和上个台阶坡角线，两者交界处为交界线；所述预到界爆破区域设置有仰角为90°的若干排第一炮孔，所述自由面距其相邻第一炮孔距离为4m，所述交界线与其相邻第一炮孔距离为5m；所述到界边坡爆破区域依次间隔设置有四排炮孔，分别为：仰角90°的主爆孔、缓冲孔和辅助孔以及仰角60°的预裂孔，所述主爆孔与所述交界线距离为4m，所述预裂孔后侧设置为安全平台，且所述预裂孔与所述上个台阶坡角线距离不小于6m。
4、进一步地，若所述第一炮孔多于一排，相邻两排第一炮孔的排间距为6m，每排第一炮孔相邻两个炮孔孔距为7-8m；每排所述主爆孔、缓冲孔和辅助孔的相邻两个炮孔间距均为5-6m，每排所述预裂孔的相邻两个炮孔间距为1.5-2m；所述缓冲孔与所述主爆孔和所述辅助孔的排间距分别为4.5m和2.8m，所述辅助孔和预裂孔的排间距为5m。
5、进一步地，所述第一炮孔由下往上依次为设置有下部乳化炸药的下部乳化炸药段、中部间隔段、设置有中部乳化炸药的中部乳化炸药段和设置有孔渣和上部堵塞段；所述下部乳化炸药段长度大于所述中部乳化炸药和所述中部间隔段；所述下部乳化炸药段和所述中部乳化炸药通过第一导爆索相连接，两者内部还分别设置有起爆具，两个所述起爆具上分别连接有第一导爆索。
6、进一步地，所述主爆孔和所述缓冲孔深度相同，两者下部填充有乳化炸药，两者上部分别填充孔渣形成主爆孔上部填塞段和缓冲孔上部填塞段，且所述主爆孔上部填塞段长度小于所述缓冲孔上部填塞段长度；所述辅助孔深度小于所述主爆孔深度，其下部填充有乳化炸药，其上部填充有孔渣形成辅助孔上部填塞段，且所述辅助孔上部填塞段长度小于所述主爆孔上部填塞段；所述预裂孔由下往上依次设置为填充有孔底炸药的孔底加强段、填充有多个中部乳化药卷的正常装药段、孔口余高段以及填充有孔渣的孔口填塞段，所述孔底炸药和所述中部乳化药卷通过第二导爆索相连接并引出孔口，所述孔底炸药和所述中部乳化药卷采用不耦合间隔装药方式设置于所述预裂孔内侧，所述孔底加强段和正常装药段长度分别为0.2倍孔深和0.6倍孔深，所述孔口余高段和所述孔口填塞段两者长度和为0.2倍孔深。
7、根据本申请的另一方面，提供了一种上述技术方案所述露天采场到界边坡台阶的爆破结构的爆破方法，该方法包括：
8、s1.1、首先进行预到界爆破区域按照设计图纸进行钻孔和装药，然后进行爆破，爆破时，各排所述第一炮孔采用中心向两侧起爆方式，孔间延时50ms；若所述第一炮孔多于一排，以前排中心的第一炮孔作为中心炮孔起爆，孔间延时50ms，排间延时80ms，然后按常规方式进行预到界爆破区域的铲装；
9、s1.2、在到界边坡爆破区域按照设计图纸进行钻孔和装药，然后进行爆破，所述预裂孔同时起爆，延时0ms，所述第一主爆孔延时100ms起爆，孔间延时40ms，各排炮孔排间延时65ms。
10、根据本申请的另一个方面，提供了一种上述技术方案所述露天采场到界边坡台阶的爆破结构的爆破后铲装方法，所述到界边坡爆破区域爆破后，按“间歇式剥离方法”进行铲装，具体方法如下：
11、s2.1、以所述缓冲孔为界，并作好标记，将所述到界边坡爆破区域分成前后两部分先后进行剥离，前侧为初步剥离部分，后侧为包含台阶的后期剥离部分，然后按常规方式进行缓冲孔前侧的初步剥离部分的铲装；
12、s2.2、将缓冲孔后侧的后续剥离部分分层挖掘铲装，以挖掘机最大挖掘高度h为标准，将后期剥离部分分成上下两部分逐层侧向铲装，结合坡面角，在预裂孔前侧以h/tan60°距离作好标识，以该标识向下与坡面形成区域①、区域②和区域③，先进行区域①的铲装，为区域②部分失去平衡状态自然滑落的岩体留出空间，然后再对区域②进行铲装，最后对区域③进行铲装。
13、进一步地，铲装时，作业平台长度30米内波动限制在2-3m，边界平台需平滑过渡，每30米高差不超0.3-0.5m。
14、与现有技术相比，本专利技术所述的露天采场到界边坡的爆破结构、爆破方法及爆后铲装方法，具备以下有益效果：
15、(1)本专利技术在爆破方面，根据平台距离最终边界的宽度，将炮区严格区分为预到界爆破区域及到界边坡的控制爆破区域，实现分爆分采，同时对两个区域内的各排炮孔作了优化布设，极大限度的避免了因爆破能量过大或后震过大而过爆进而产生的岩石过破碎，从爆破源头对到界边坡坡面进行保护。
16、(2)本专利技术在剥离作业方面，通过间歇式剥离方法，以缓冲孔为界，将爆区分成两部分先后进行剥离，通过该方法既保证了主爆孔货源的强化剥离，又杜绝了缓冲孔后方因超挖而产生的最终坡面破坏，保证最终坡面的形成。
17、(3)本专利技术到界边坡标准台阶的参数控制方面，通过台阶分层作业的方法，利用物料安息角的特性，在施工中保证台阶坡面的参数要求。
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1.露天采场到界边坡台阶的爆破结构，其特征在于，包括依次设置的预到界爆破区域(1)和到界边坡爆破区域(2)，所述预到界爆破区域(1)前侧边沿和所述到界边坡爆破区域(2)后侧边沿分别为自由面(A)和上个台阶坡角线(B)，两者交界处为交界线(C)；所述预到界爆破区域(1)设置有仰角为90°的若干排第一炮孔(11)，所述自由面(A)距其相邻第一炮孔(11)距离为4m，所述交界线(C)与其相邻第一炮孔(11)距离为5m；所述到界边坡爆破区域(2)依次间隔设置有四排炮孔，分别为：仰角90°的主爆孔(21)、缓冲孔(22)和辅助孔(23)以及仰角60°的预裂孔(24)，所述主爆孔(21)与所述交界线(C)距离为4m，所述预裂孔(24)后侧设置为安全平台(3)，且所述预裂孔(24)与所述上个台阶坡角线(B)距离不小于6m。
2.根据权利要求1所述的露天采场到界边坡台阶的爆破结构，其特征在于，若所述第一炮孔(11)多于一排，相邻两排第一炮孔(11)的排间距为6m，每排第一炮孔(11)相邻两个炮孔孔距为7-8m；每排所述主爆孔(21)、缓冲孔(22)和辅助孔(23)的相邻两个炮孔间距均
3.根据权利要求1或2所述的露天采场到界边坡台阶的爆破结构，其特征在于，所述第一炮孔(11)由下往上依次为设置有下部乳化炸药(115)的下部乳化炸药段(111)、中部间隔段(112)、设置有中部乳化炸药(116)的中部乳化炸药段(113)和设置有孔渣(117)和上部堵塞段(114)；所述下部乳化炸药段(111)长度大于所述中部乳化炸药(116)和所述中部间隔段(112)；所述下部乳化炸药段(111)和所述中部乳化炸药(116)通过第一导爆索(119)相连接，两者内部还分别设置有起爆具(118)，两个所述起爆具(118)上分别连接有第一导爆索(119)。
4.根据权利要求1或2所述的露天采场到界边坡台阶的爆破结构，其特征在于，所述主爆孔(21)和所述缓冲孔(22)深度相同，两者下部填充有乳化炸药，两者上部分别填充孔渣形成主爆孔上部填塞段(211)和缓冲孔上部填塞段(221)，且所述主爆孔上部填塞段(211)长度小于所述缓冲孔上部填塞段(221)长度；所述辅助孔(23)深度小于所述主爆孔(21)深度，其下部填充有乳化炸药，其上部填充有孔渣形成辅助孔上部填塞段(231)，且所述辅助孔上部填塞段(231)长度小于所述主爆孔上部填塞段(211)；所述预裂孔(24)由下往上依次设置为填充有孔底炸药(245)的孔底加强段(241)、填充有多个中部乳化药卷(246)的正常装药段(242)、孔口余高段(243)以及填充有孔渣的孔口填塞段(244)，所述孔底炸药(245)和所述中部乳化药卷(246)通过第二导爆索(247)相连接并引出孔口，所述孔底炸药(245)和所述中部乳化药卷(246)采用不耦合间隔装药方式设置于所述预裂孔(24)内侧，所述孔底加强段(241)和正常装药段(242)长度分别为0.2倍孔深和0.6倍孔深，所述孔口余高段(243)和所述孔口填塞段(244)两者长度和为0.2倍孔深。
5.权利要求1-4任一项所述露天采场到界边坡台阶的爆破结构的爆破方法，其特征在于，包括：
6.权利要求5所述露天采场到界边坡台阶的爆破结构的爆破后铲装方法，其特征在于，所述到界边坡爆破区域(2)爆破后，按“间歇式剥离方法”进行铲装，具体方法如下：
7.根据权利要求6所述露天采场到界边坡台阶的爆破结构的爆破后铲装方法，其特征在于，铲装时，作业平台长度30米内波动限制在2-3m，边界平台需平滑过渡，每30米高差不超0.3-0.5m。
...【技术特征摘要】
1.露天采场到界边坡台阶的爆破结构，其特征在于，包括依次设置的预到界爆破区域(1)和到界边坡爆破区域(2)，所述预到界爆破区域(1)前侧边沿和所述到界边坡爆破区域(2)后侧边沿分别为自由面(a)和上个台阶坡角线(b)，两者交界处为交界线(c)；所述预到界爆破区域(1)设置有仰角为90°的若干排第一炮孔(11)，所述自由面(a)距其相邻第一炮孔(11)距离为4m，所述交界线(c)与其相邻第一炮孔(11)距离为5m；所述到界边坡爆破区域(2)依次间隔设置有四排炮孔，分别为：仰角90°的主爆孔(21)、缓冲孔(22)和辅助孔(23)以及仰角60°的预裂孔(24)，所述主爆孔(21)与所述交界线(c)距离为4m，所述预裂孔(24)后侧设置为安全平台(3)，且所述预裂孔(24)与所述上个台阶坡角线(b)距离不小于6m。
2.根据权利要求1所述的露天采场到界边坡台阶的爆破结构，其特征在于，若所述第一炮孔(11)多于一排，相邻两排第一炮孔(11)的排间距为6m，每排第一炮孔(11)相邻两个炮孔孔距为7-8m；每排所述主爆孔(21)、缓冲孔(22)和辅助孔(23)的相邻两个炮孔间距均为5-6m，每排所述预裂孔(24)的相邻两个炮孔间距为1.5-2m；所述缓冲孔(22)与所述主爆孔(21)和所述辅助孔(23)的排间距分别为4.5m和2.8m，所述辅助孔(23)和预裂孔(24)的排间距为5m。
3.根据权利要求1或2所述的露天采场到界边坡台阶的爆破结构，其特征在于，所述第一炮孔(11)由下往上依次为设置有下部乳化炸药(115)的下部乳化炸药段(111)、中部间隔段(112)、设置有中部乳化炸药(116)的中部乳化炸药段(113)和设置有孔渣(117)和上部堵塞段(114)；所述下部乳化炸药段(111)长度大于所述中部乳化炸药(116)和所述中部间隔段(112)；所述下部乳化炸药段(111)和所述中部乳化炸药(116)通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：李敬鹏，于士峰，王震，徐玉勇，谭尚宇，马志峰，尹力，尹飞，左俊，刘军，
申请(专利权)人：安徽马钢矿业资源集团南山矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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