本發(fā)明屬于露天礦開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種露天礦臺(tái)階爆破布孔方法。

背景技術(shù)：

目前，露天礦臺(tái)階爆破布孔的方法主要有兩種，一是從靠近臺(tái)階坡頂線的一側(cè)開始，從前向后逐排布孔；二是從爆區(qū)后側(cè)邊界線開始，從后向前逐排布孔，并調(diào)整前排孔位或補(bǔ)孔。前者適用于爆區(qū)形狀較為規(guī)則，尤其是臺(tái)階坡頂線較為平直的情況；后者適用于爆區(qū)后側(cè)邊界線為垂直于臺(tái)階推進(jìn)方向的直線的情況。當(dāng)爆區(qū)形狀十分不規(guī)則，如為橢圓形時(shí)，上述布孔方法很難實(shí)施，且容易導(dǎo)致炮孔連線為波浪線，不利于鉆機(jī)和炸藥混裝車標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，降低鉆孔和裝藥作業(yè)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)已有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)單易行、布孔均勻，能夠提高鉆孔和裝藥效率的露天礦臺(tái)階爆破布孔方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種露天礦臺(tái)階爆破布孔方法，包括以下步驟：

a.確定矩形區(qū)域

取爆區(qū)(1)中橫坐標(biāo)最小點(diǎn)(2)、橫坐標(biāo)最大點(diǎn)(3)的橫坐標(biāo)x2、x3，縱坐標(biāo)最大點(diǎn)(4)、縱坐標(biāo)最小點(diǎn)(5)的縱坐標(biāo)y4、y5，以(x2,y4)、(x3,y4)、(x3,y5)、(x2,y5)為頂點(diǎn)，作矩形區(qū)域(6)；

在爆區(qū)各頂點(diǎn)坐標(biāo)已知的情況下，x2＝min(xi)，x3＝max(xi)，y4＝max(yi)，y5＝min(yi)；

b.在矩形區(qū)域內(nèi)布孔

在矩形區(qū)域(6)范圍內(nèi)，從坡頂線(7)、爆區(qū)后側(cè)邊界線(8)兩者中相對(duì)平直的一側(cè)，根據(jù)最小抵抗線w、邊眼距l(xiāng)，布置第一個(gè)炮孔(9)，根據(jù)孔距a布置第一排炮孔，并根據(jù)布孔方式以及排距b，從爆區(qū)的一側(cè)向另一側(cè)逐排布孔。其中，w、l、a、b根據(jù)露天礦巖體物理力學(xué)性質(zhì)以及爆破經(jīng)驗(yàn)確定。

奇數(shù)排炮孔個(gè)數(shù)為取整符號(hào)；

偶數(shù)排炮孔個(gè)數(shù)

炮孔排數(shù)

c.刪除爆區(qū)范圍外的炮孔

檢查炮孔是否在爆區(qū)范圍內(nèi)，刪除爆區(qū)范圍外的炮孔；

d.調(diào)整炮孔

對(duì)于邊眼距或者抵抗線較小的炮孔(11)，按炮孔移動(dòng)方向(12)移動(dòng)炮孔，使其邊眼距達(dá)到l或抵抗線達(dá)到最小抵抗線w；

e.補(bǔ)充炮孔

對(duì)于臨近坡頂線的炮孔，若相鄰兩炮孔連線的中點(diǎn)沿連線垂直平分線方向至爆區(qū)邊界的長(zhǎng)度lp大于等于2倍的最小抵抗線w，即lp≥2w，則在相鄰兩炮孔連線垂直平分線上補(bǔ)充炮孔，使補(bǔ)充的炮孔(13)的抵抗線為最小抵抗線；

同樣，對(duì)于臨近其他爆區(qū)邊界的炮孔，若相鄰兩炮孔連線的中點(diǎn)沿連線垂直平分線方向至爆區(qū)邊界的長(zhǎng)度lp大于等于2倍的邊眼距l(xiāng)，即lp≥2l，則在相鄰兩炮孔連線垂直平分線上補(bǔ)充炮孔，使補(bǔ)充的炮孔的邊眼距為l。

判斷坡頂線(7)和爆區(qū)后側(cè)邊界線(8)誰較平直的方法為：取兩者所有頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)值ypi(i＝1,2,…,n)、ybj(j＝1,2,…,m)，n為坡頂線(7)的頂點(diǎn)數(shù)，m為爆區(qū)后側(cè)邊界線(8)的頂點(diǎn)數(shù)，利用下式分別計(jì)算ypi、ybj的均方差σp、σb，均方差小者較為平直；

式中，up為ypi(i＝1,2,…,n)的均值；ub為ybj(j＝1,2,…,m)的均值。

計(jì)算機(jī)判斷炮孔是否在爆區(qū)范圍內(nèi)的方法：過炮孔作一水平線，統(tǒng)計(jì)炮孔兩側(cè)水平線與爆區(qū)邊界的交點(diǎn)個(gè)數(shù)，若兩側(cè)交點(diǎn)的個(gè)數(shù)都是奇數(shù)，則該炮孔在爆區(qū)內(nèi)，否則在爆區(qū)外；其中，如果爆區(qū)某個(gè)邊的兩個(gè)端點(diǎn)都在所作水平線上或上方，則認(rèn)為該邊與水平線無交點(diǎn)。

本發(fā)明所達(dá)到的技術(shù)效果是：克服傳統(tǒng)露天礦臺(tái)階爆破布孔的不足，實(shí)現(xiàn)任意爆區(qū)形狀下的簡(jiǎn)單快速布孔，并使布孔均勻、有規(guī)則，從而提高鉆孔和裝藥效率，提高爆破效果，降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的爆區(qū)與坐標(biāo)系示意圖；

圖2為本發(fā)明的按假設(shè)矩形爆區(qū)布孔示意圖；

圖3為本發(fā)明的刪除爆區(qū)外炮孔示意圖。

圖4為本發(fā)明的炮孔調(diào)整示意圖。

圖5為傳統(tǒng)方法布置炮孔示意圖。

圖中：1—爆區(qū)，2—橫坐標(biāo)最小點(diǎn)，3—橫坐標(biāo)最大點(diǎn)，4—縱坐標(biāo)最大點(diǎn)，5—縱坐標(biāo)最小點(diǎn)，6—矩形區(qū)域，7—坡頂線，8—爆區(qū)后側(cè)邊界線，9—第一個(gè)炮孔，10—第二個(gè)炮孔，11—抵抗線較小的炮孔，12—炮孔移動(dòng)方向，13—補(bǔ)充的炮孔。

w—最小抵抗線，l—邊眼距，a—孔距，b—排拒，lp—相鄰兩炮孔連線的中點(diǎn)沿連線垂直平分線方向至爆區(qū)邊界的長(zhǎng)度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以某露天礦臺(tái)階爆破布孔為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

a.確定矩形區(qū)域

該露天礦某次爆區(qū)1如圖1所示，取爆區(qū)1中橫坐標(biāo)最小點(diǎn)2、橫坐標(biāo)最大點(diǎn)3的橫坐標(biāo)x2＝6.4、x3＝69.9，縱坐標(biāo)最大點(diǎn)4、縱坐標(biāo)最小點(diǎn)5的縱坐標(biāo)y4＝45.5、y5＝6.7，以(x2,y4)、(x3,y4)、(x3,y5)、(x2,y5)為頂點(diǎn)，作矩形區(qū)域6，矩形區(qū)域長(zhǎng)為69.9-6.4＝63.5m，寬為45.5-6.7＝38.8m。

b.在矩形區(qū)域內(nèi)布孔

b1確定布孔方向

判斷坡頂線(7)和爆區(qū)后側(cè)邊界線(8)誰較平直的方法為：取兩者所有頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)值ypi(i＝1,2,…,n)、ybj(j＝1,2,…,m)，n為坡頂線(7)的頂點(diǎn)數(shù)，m為爆區(qū)后側(cè)邊界線(8)的頂點(diǎn)數(shù)，利用下式分別計(jì)算ypi、ybj的均方差σp、σb，均方差小者較為平直；

式中，up為ypi(i＝1,2,…,n)的均值；ub為ybj(j＝1,2,…,m)的均值。

從圖1中可測(cè)量出坡頂線7上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為：38.8、41.9、44.2、45.5、44.9、45.1，n為6，up為43.4，爆區(qū)后側(cè)邊界線8上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為15.5、12.4、10.8、11.8、9.3、8.1、7.5、6.7、7.6、10.7，m為10，ub為10.1，根據(jù)上式可計(jì)算得出坡頂線7所有頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)值的均方差σp＝2.57，爆區(qū)后側(cè)邊界線8所有頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)值的均方差σb＝2.60。

σp<σb，說明坡頂線7較平直，因此，從坡頂線7一側(cè)向爆區(qū)后側(cè)邊界線8逐排布孔。

b2根據(jù)爆破參數(shù)在矩形區(qū)域內(nèi)布孔

根據(jù)露天礦巖體物理力學(xué)性質(zhì)以及爆破經(jīng)驗(yàn)，確定其最小抵抗線w＝5m，邊眼距l(xiāng)＝4m，孔距a＝8m，排拒b＝6m。以三角形布孔方式為例說明布孔過程：

根據(jù)最小抵抗線w、邊眼距l(xiāng)，布置第一個(gè)炮孔9，如圖2所示。在第一個(gè)炮孔9左側(cè)每隔水平距離8m布置一個(gè)炮孔，直至超出矩形區(qū)域。在第一、第二個(gè)炮孔10連線的垂直平分線上靠近爆區(qū)后側(cè)邊界線8一側(cè)距第一個(gè)炮孔垂直距離6m的位置布置第二排的第一個(gè)炮孔，以水平距離8m為間隔布置第二排其余炮孔。根據(jù)邊沿距和排距確定第三排第一個(gè)炮孔位置，依次布置其余各排的炮孔。

炮孔排數(shù)為

奇數(shù)排炮孔個(gè)數(shù)

偶數(shù)排炮孔個(gè)數(shù)

c.刪除爆區(qū)范圍外的炮孔

檢查炮孔是否在爆區(qū)范圍內(nèi)，刪除爆區(qū)范圍外的炮孔，如圖3所示；

計(jì)算機(jī)判斷炮孔是否在爆區(qū)范圍內(nèi)的方法：過炮孔作一水平線，統(tǒng)計(jì)炮孔兩側(cè)水平線與爆區(qū)邊界的交點(diǎn)個(gè)數(shù)，若兩側(cè)交點(diǎn)的個(gè)數(shù)都是奇數(shù)，則該炮孔在爆區(qū)內(nèi)，否則在爆區(qū)外。其中，如果爆區(qū)某個(gè)邊的兩個(gè)端點(diǎn)都在所作水平線上或上方，則認(rèn)為該邊與水平線無交點(diǎn)。如過第一個(gè)炮孔9作一水平線，第一個(gè)炮孔9左側(cè)沒有交點(diǎn)，右側(cè)有兩個(gè)交點(diǎn)，說明第一個(gè)炮孔9在爆區(qū)外。

d.調(diào)整炮孔

對(duì)于邊眼距或者抵抗線較小的炮孔11，按圖4中炮孔移動(dòng)方向12移動(dòng)炮孔，使其邊眼距達(dá)到4m或抵抗線達(dá)到5m；

e.補(bǔ)充炮孔

對(duì)于臨近坡頂線的炮孔，若相鄰兩炮孔連線的中點(diǎn)沿連線垂直平分線方向至爆區(qū)邊界的長(zhǎng)度lp大于等于2倍的最小抵抗線w，即lp≥2w＝10m，則在相鄰兩炮孔連線垂直平分線上補(bǔ)充炮孔，使補(bǔ)充的炮孔13的抵抗線為最小抵抗線w＝5m，如圖4所示。

同樣，對(duì)于臨近其他爆區(qū)邊界的炮孔，若相鄰兩炮孔連線的中點(diǎn)沿連線垂直平分線方向至爆區(qū)邊界的長(zhǎng)度lp大于等于2倍的邊眼距l(xiāng)，即lp≥2l＝8m，則在相鄰兩炮孔連線垂直平分線上補(bǔ)充炮孔，使補(bǔ)充的炮孔的邊眼距為l＝4m。

最終炮孔布置如圖4所示，大部分炮孔在相互平行的直線上，便于鉆機(jī)及炸藥混裝車作業(yè)，提高了其作業(yè)效率。而傳統(tǒng)方法布置的炮孔如圖5所示，炮孔連線為波浪線，使鉆機(jī)鉆孔及炸藥混裝車裝藥過程中頻繁的向多個(gè)方向移動(dòng)，降低了其生產(chǎn)效率。

以上以三角形布孔方式為例，矩形等其他布孔方式同樣適用。