【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及露天矿台爆破，更具体地说，它涉及一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法。
技术介绍
1、露天矿台爆破是一种在露天矿山开采中常用的爆破技术，它主要是指在露天矿的开采过程中，为了剥离覆盖层、开采矿石或者扩大矿坑，而进行的爆破作业，其目的是利用爆炸物质瞬间释放的能量破碎或移动岩石，以便于后续的开采和运输工作。
2、在露天煤矿开采中，传统的爆破方法会产生大量粉尘，造成环境污染，这不符合当前的环保要求，因此不满足现有的需求，对此我们提出了一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，以解决在现有技术中在露天煤矿开采中，传统的爆破方法会产生大量粉尘，造成环境污染，这不符合当前的环保要求的问题。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，包括：s1，勘探情况确认矿区爆破区域，清除爆破区域地表的覆土至显露出用于钻孔的岩石，且还需要根据爆破区域为圆心清除出安全区域；s2，测量爆破区域的地表倾斜程度、爆破区域的矿深以及煤层原生裂缝位置，依据爆破区域地表的倾斜程度、爆破区域的矿深以及煤层原生裂缝位置将爆破区域划分为高区域和低区域，同时确定爆破区域的地表爆孔组的长度、位置以及角度，所述爆孔组包括若干高区域内设置的爆孔，所述爆孔组设置于高区域内，再依据煤层原生裂缝位置以及高区域和低区域相邻的边界附近的爆孔划定若干注水孔位置，所述注水
3、通过采用上述技术方案，首先，通过清除爆破区域地表覆土至显露出岩石，确保了钻孔作业的准确性和效率，同时根据爆破区域为中心清除出安全区域，保障了作业人员的安全；其次，通过对爆破区域的地表倾斜程度、矿深和煤层原生裂缝位置的精确测量，能够科学地确定爆孔组的长度、位置和角度，以及注水孔的位置，这有助于提高爆破效果和减少资源浪费；依据测量数据进行钻孔和注水孔的钻设，能够确保爆破的精确性和安全性；此外，重新确定爆孔组的参数并进行钻孔，进一步提高了爆破的精确度；最后，使用聚能管和导爆索的装药结构，能够有效地控制爆破能量的释放，减少对周围环境的影响，同时并联连接的导爆索确保了爆破的同步性，提高了爆破效率，整个流程的严格执行，不仅提高了爆破作业的安全性和效率，还有助于环境保护和资源的合理利用。
4、本专利技术进一步设置为：步骤s3之后包括以下步骤：s301，润湿，通过注水孔对煤体原生裂缝进行低压注水，使煤体润湿，注水时间与注水后保持时间均依据具体的瓦斯解吸速度、裂缝最大开度、注水流量以及压裂时间影响；s302，一级炸药爆破，在润湿后对注水孔装爆破炸药、封孔，引爆炸药，爆炸冲击波在步骤s301提供的含水环境中释放，扩大煤体原生裂缝，产生新生裂缝，并且注水孔爆破的安全区域未超出以爆破区为圆心清除出的安全区域的范围；s303，二级水介质换能爆破，测定新的爆破点和注水路径，使用换能器将具有一定频率的脉动水持续注入所述新生裂缝中。
5、通过采用上述技术方案，润湿、一级炸药爆破和二级水介质换能爆破的步骤s3之后的处理流程，能够显著提高煤层气(瓦斯)的解吸效率和煤体裂缝的扩展效果。首先，通过低压注水使煤体润湿，为后续爆破创造有利条件；接着，一级炸药爆破在含水环境中释放，有效扩大原生裂缝并产生新生裂缝，同时确保爆破安全；最后，二级水介质换能爆破通过脉动水注入新生裂缝，进一步促进裂缝扩展。整体而言，这一流程不仅提高了瓦斯解吸速度和煤层气开采效率，还增强了作业的安全性，减少了对环境的影响。
6、本专利技术进一步设置为：步骤s301中，注水填充孔裂隙，为爆轰压力提供高传导率的介质。
7、通过采用上述技术方案，基于流体力学和岩石力学的原理，随着注水压力的增加，钻孔中心孔隙水压力也随之增大，这导致水分沿钻孔向外扩散的范围和速度都得到增强，具体来说，当注水压力增加时，水分在煤层中的渗透能力增强，使得水分能够更深入地渗透到煤层的孔隙和裂隙中，从而提高了煤层的湿润效果。此外，注水压力的增加也意味着有更多的能量推动水分进入煤层，这有助于打开更多的裂隙，增加煤层的渗透性，进一步提高注水效果。
8、本专利技术进一步设置为：所述步骤s301中，瓦斯解吸速度通过文特式进行曲线拟合,其中最优值瓦斯解吸速度的计算函数表达式如式【4】：vt＝v1t-kt【4】其中，vt为瓦斯解吸速度；v1为第一分钟瓦斯解吸速度；kt为瓦斯解吸速度衰减系数；用于分析注水后煤样的瓦斯解吸速度，以确定最优润湿时间；裂缝最大开度与注水流量和压裂时间通过文特式进行曲线拟合,其中最优值裂缝最大开度与注水流量和压裂时间的计算函数表达式如式【5】：压裂裂缝最大开度w与注水流量q和压裂时间t之间的关系可以通过以下拟合关系式表示：w＝0.02+3.21*10-5q1.04t0.80【5】其中，w为裂缝最大开度；q为注水流量；t为压裂时间。这个公式用于评估不同注水流量和压裂时间对松软低透气性煤层水力压裂效果的影响。
9、通过采用上述技术方案，通过瓦斯解吸速度的衰减系数来确定最优的润湿时间，从而优化瓦斯解吸效率；而公式则通过注水流量和压裂时间的关系来评估不同条件下水力压裂的效果，进而指导实际的水力压裂作业，以实现对松软低透气性煤层的有效改造，提高煤层气的开发效率和安全性。
10、本专利技术进一步设置为：所述步骤s3完成后，对煤层含水量进行检测，煤层含水量达到干燥基含水率超过10％时，需要对现场进行的排水和干燥处理。
11、通过采用上述技术方案，首先，这有助于提高煤炭的质量和利用效率，因为高含水量会降低煤炭的能量密度和燃烧效率，其次，通过降低煤层的水分，可以减少煤炭在运输和储存过程中的自燃风险，提高安全性。此外，干燥后的煤炭更易于处理和加工，可以提升煤炭加工效率，排水和干燥处理还有助于减少煤炭在燃烧过程中产生的污染物排放，对环境友好，最后，对于煤矿企业而言，通过提高煤炭品质，可以增加经济效益，提升市场竞争力。
12、本专利技术进一步设置为：在步骤s2中爆破区域的地表倾斜程度包括:近水平煤层：露天开采时倾角5°以下的煤层；缓倾斜煤层：露天开采时倾角5°～10°的煤层；倾斜煤层：露天开采时倾角10°～45°的煤层；急倾斜煤层：露天开采时倾角在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，步骤S3之后包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，所述步骤S301中，
4.根据权利要求2所述的一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，步骤S301中，注水填充孔裂隙，为爆破压力提供高传导率的介质。
5.根据权利要求2所述的一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，步骤S302中，封孔长度为8-9米以防止爆破阶段漏气，采用两端封孔中间装药爆破的形式，应用可回收的胶囊封孔器进行封孔，中间装药段距离为0.5米，胶囊封孔器所用压力为10-15Mpa。
6.根据权利要求2所述的一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，所述步骤S3完成后，对煤层含水量进行检测，煤层含水量达到干燥基含水率超过10％时，需要对现场进行的排水和干燥处理。
7.根据权利要求1所述的一种基于水介质换能爆破的露天
8.根据权利要求1所述的一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，所述爆破区域的地表安全区域的边缘处设置有防护网。
9.根据权利要求1所述的一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，每个爆孔与相邻的注水孔之间相距10m-30m。
...【技术特征摘要】
1.一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，步骤s3之后包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，所述步骤s301中，
4.根据权利要求2所述的一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，步骤s301中，注水填充孔裂隙，为爆破压力提供高传导率的介质。
5.根据权利要求2所述的一种基于水介质换能爆破的露天矿台爆破方法，其特征在于，步骤s302中，封孔长度为8-9米以防止爆破阶段漏气，采用两端封孔中间装药爆破的形式，应用可回收的胶囊封孔器进行封孔，中间装药段距离为0.5米，胶囊封孔器所用压力为10-15mpa。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王文伟，张志强，张端松，王成，张佳田，
申请(专利权)人：福建兴万祥建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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