權(quán)利要求

1.層狀巖體精確延時(shí)原位爆破破碎的開采方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1）：通過(guò)礦山工程地質(zhì)資料初步分析回采臺(tái)階的地質(zhì)構(gòu)造，設(shè)計(jì)鉆孔并施工；

步驟2）：采用從臺(tái)階剖面巖層分析、利用鉆孔的回水和鉆桿綜合分析并確定回采臺(tái)階爆區(qū)內(nèi)巖層、煤層的空間分布情況；

步驟3）：利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)開展爆破孔內(nèi)間隔裝藥設(shè)計(jì)，并只在巖層中設(shè)計(jì)填裝炸藥；

步驟4）：爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用逐孔逐排、孔內(nèi)分段，且后排向坡面方向、孔內(nèi)距地表的藥包后行起爆的方式；

步驟5）：挖裝時(shí)，分巖層分別挖裝，挖裝巖層時(shí)將破碎的巖石運(yùn)至廢石場(chǎng)，挖裝煤層時(shí)采用機(jī)械挖裝并運(yùn)至煤倉(cāng)；

步驟6）：通過(guò)爆破效果分析，不斷優(yōu)化孔內(nèi)裝藥設(shè)計(jì)和起爆延時(shí)，以達(dá)到巖層原位破碎并易于挖裝，且煤層、巖層不混合的爆破效果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀巖體精確延時(shí)原位爆破破碎的開采方法，其特征在于：步驟2）中，利用鉆孔的回水和鉆桿是指現(xiàn)場(chǎng)鑿巖回水易分出煤層和巖層，集合鉆桿鉆機(jī)的長(zhǎng)度，就可以分析出單個(gè)鉆孔孔內(nèi)的巖層信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的層狀巖體精確延時(shí)原位爆破破碎的開采方法，其特征在于：步驟3）中，間隔裝藥是指采用炮泥進(jìn)行間隔。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的層狀巖體精確延時(shí)原位爆破破碎的開采方法，其特征在于：步驟4）中，孔內(nèi)分段是指同一個(gè)鉆孔內(nèi)，有多個(gè)起爆點(diǎn)，每個(gè)起爆點(diǎn)起爆時(shí)間不同。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的層狀巖體精確延時(shí)原位爆破破碎的開采方法，其特征在于：步驟4）中，后排向坡面方向是指從距離坡面最遠(yuǎn)的一排炮孔向距離坡面最近的一排炮孔的方向。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的層狀巖體精確延時(shí)原位爆破破碎的開采方法，其特征在于：步驟6）中，爆破效果是指煤層和巖層是否混合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的層狀巖體精確延時(shí)原位爆破破碎的開采方法，其特征在于：步驟6）中，優(yōu)化孔內(nèi)裝藥設(shè)計(jì)是指孔內(nèi)每層炸藥裝藥高度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的層狀巖體精確延時(shí)原位爆破破碎的開采方法，其特征在于：步驟6）中，優(yōu)化起爆延時(shí)是指孔內(nèi)每層炸藥裝藥起爆時(shí)間。

說(shuō)明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及露天礦開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及層狀巖體精確延時(shí)原位爆破破碎的開采方法。

背景技術(shù)

在露天煤礦山開采中，層狀巖體較多產(chǎn)出，一個(gè)回采臺(tái)階（高10米~15米）開采過(guò)程中，巖層和煤層會(huì)交替出現(xiàn)。目前，在此條件下現(xiàn)場(chǎng)開采作業(yè)多采用一個(gè)臺(tái)階分次爆破分次挖裝開采；或采用一次爆破采礦，破碎后煤巖混合挖裝，煤不回收。一方面施工困難、工序繁瑣且成本高，另一方面一次爆破開采往往出現(xiàn)大塊、飛石危害及爆堆不規(guī)整等問(wèn)題，甚至資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種層狀巖體精確延時(shí)原位爆破破碎的開采方法，降低了層狀巖體開采時(shí)，大塊、根底、飛石的危害，可快速確定巖層分布，具有流程簡(jiǎn)單，成本低，現(xiàn)場(chǎng)可操作性好，適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種層狀巖體精確延時(shí)原位爆破破碎的開采方法，包括以下步驟：

步驟1）：通過(guò)礦山工程地質(zhì)資料初步分析回采臺(tái)階的地質(zhì)構(gòu)造，設(shè)計(jì)鉆孔并施工；

步驟2）：采用從臺(tái)階剖面巖層分析、利用鉆孔的回水和鉆桿綜合分析并確定回采臺(tái)階爆區(qū)內(nèi)巖層、煤層的空間分布情況；

步驟3）：利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)開展爆破孔內(nèi)間隔裝藥設(shè)計(jì)，并只在巖層中設(shè)計(jì)填裝炸藥；

步驟4）：爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用逐孔逐排、孔內(nèi)分段，且后排向坡面方向、孔內(nèi)距地表的藥包后行起爆的方式；

步驟5）：挖裝時(shí)，分巖層分別挖裝，挖裝巖層時(shí)將破碎的巖石運(yùn)至廢石場(chǎng)，挖裝煤層時(shí)采用機(jī)械挖裝并運(yùn)至煤倉(cāng)；

步驟6）：通過(guò)爆破效果分析，不斷優(yōu)化孔內(nèi)裝藥設(shè)計(jì)和起爆延時(shí)，以達(dá)到巖層原位破碎并易于挖裝，且煤層、巖層不混合的爆破效果。

進(jìn)一步的，步驟2）中，利用鉆孔的回水和鉆桿是指現(xiàn)場(chǎng)鑿巖回水易分出煤層和巖層，集合鉆桿鉆機(jī)的長(zhǎng)度，就可以分析出單個(gè)鉆孔孔內(nèi)的巖層信息。

進(jìn)一步的，步驟3）中，間隔裝藥是指采用炮泥進(jìn)行間隔。

進(jìn)一步的，步驟4）中，孔內(nèi)分段是指同一個(gè)鉆孔內(nèi)，有多個(gè)起爆點(diǎn)，每個(gè)起爆點(diǎn)起爆時(shí)間不同。

進(jìn)一步的，步驟4）中，后排向坡面方向是指從距離坡面最遠(yuǎn)的一排炮孔向距離坡面最近的一排炮孔的方向。

進(jìn)一步的，步驟6）中，爆破效果是指煤層和巖層是否混合。

進(jìn)一步的，步驟6）中，優(yōu)化孔內(nèi)裝藥設(shè)計(jì)是指孔內(nèi)每層炸藥裝藥高度。

進(jìn)一步的，步驟6）中，優(yōu)化起爆延時(shí)是指孔內(nèi)每層炸藥裝藥起爆時(shí)間。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明降低了層狀巖體開采時(shí)，大塊、根底、飛石的危害，改善了爆破質(zhì)量的高效巖層開采，可快速確定巖層分布，具有流程簡(jiǎn)單，成本低，現(xiàn)場(chǎng)可操作性好，適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。本發(fā)明的具體實(shí)施方式由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的流程圖；

圖2為本發(fā)明爆破區(qū)中炮孔裝藥結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明爆破網(wǎng)絡(luò)圖。

圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

C1-頂板巖層，C2-煤層，C3-底板巖層，D1-孔口炮泥，D3-中間炮泥，D2-上部藥包，D4-下部藥包，L1-上部起爆電子雷管，L2-下部起爆電子雷管，L3-孔外起爆網(wǎng)絡(luò)線，K11、K19、K21、K28、K31、K39、K41、K48、K51、K59-孔號(hào)，S1、S2、S3、S4、S5-排號(hào)，S11-臺(tái)階坡面。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

參見圖1所示，一種層狀巖體精確延時(shí)原位爆破破碎的開采方法，包括以下步驟：

步驟1）：通過(guò)現(xiàn)有地質(zhì)資料初步分析爆破區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造；

參見圖2所示，該露天煤礦臺(tái)階開采高度為11m，是兩層巖石中間夾一層煤，設(shè)計(jì)的孔網(wǎng)參數(shù)為孔間距8m，排間距為5m，在本實(shí)施例中炮孔K11~K19、K21~K28、K31~K39、K41~K48、K51~K59的直徑為138mm，長(zhǎng)度為12m，超深為1.0m。

步驟2）：采用從臺(tái)階剖面巖層分析、利用鉆孔的回水和鉆桿綜合分析并確定回采臺(tái)階爆區(qū)內(nèi)頂板巖層C1厚度為5m，煤層C2厚度為2m，底板巖層C3厚度為3m；

步驟3）：利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)開展爆破孔內(nèi)間隔裝藥設(shè)計(jì)，并只在巖層中設(shè)計(jì)填裝炸藥；

參見圖2所示，在本實(shí)施例中，在頂板巖層C1中間位置填裝2m長(zhǎng)的上部藥包D2，上部藥包D2距孔口2m、距煤層C2為2m；煤層C2中不填裝炸藥，底板巖層C3底部填裝下部藥包D4；炮孔內(nèi)沒有裝藥的部分用孔口炮泥D1和中間炮泥D3堵塞。上部藥包D2和下部藥包D4內(nèi)有上部起爆電子雷管L1和下部起爆電子雷管L2，上部起爆電子雷管L1和下部起爆電子雷管L2于孔外起爆網(wǎng)絡(luò)線L3相聯(lián)結(jié)。

本實(shí)施例中圖2炮孔裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖為4個(gè)炮孔設(shè)計(jì)圖，其他的根據(jù)巖層傾角及巖層厚度變化，調(diào)整裝藥參數(shù)以完成整個(gè)爆破區(qū)約51個(gè)炮孔的裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

步驟4）：爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用逐孔逐排、孔內(nèi)分段，且后排向坡面方向、孔內(nèi)距地表的藥包后行起爆的方式；

參見圖2、圖3所示，爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的起爆排間順序?yàn)镾1→S2→S3→S4→S5，即從無(wú)自由面方向，向臺(tái)階坡面S11方向起爆；孔間起爆順序?yàn)镵11→K19、K21→K28、K31→K39、K41→K48、K51→K59；每個(gè)孔孔內(nèi)的起爆順序?yàn)橄虏科鸨娮永坠躄2先起爆，上部起爆電子雷管L1后起爆；排間延時(shí)時(shí)間間隔設(shè)置為110ms，孔間延時(shí)時(shí)間間隔設(shè)置為55ms，內(nèi)延時(shí)時(shí)間間隔設(shè)置為25ms，起爆點(diǎn)設(shè)置為K11孔。

步驟5）：挖裝時(shí)，先挖裝頂板巖層C1爆破后的破碎巖石，若有大塊巖石存在，用破碎錘進(jìn)行破碎，礦車將破碎的巖石運(yùn)至廢石場(chǎng)堆放；再挖裝煤層C2，礦車將煤礦石運(yùn)至煤倉(cāng)；最后挖裝底板巖層C3爆破后的破碎巖石，若有大塊巖石存在，用破碎錘進(jìn)行破碎，礦車將破碎的巖石運(yùn)至廢石場(chǎng)堆放。

步驟6）：通過(guò)爆破效果分析，重點(diǎn)分析頂板巖層C1、煤層C2和底板巖層C3是否混合、大塊率，不斷優(yōu)化孔內(nèi)裝藥設(shè)計(jì)和起爆延時(shí)，以達(dá)到巖層原位破碎并易于挖裝，且煤層、巖層不混合的爆破效果。

進(jìn)一步的，步驟2）中，利用鉆孔的回水和鉆桿是指現(xiàn)場(chǎng)鑿巖回水易分出煤層和巖層，集合鉆桿鉆機(jī)的長(zhǎng)度，就可以分析出單個(gè)鉆孔孔內(nèi)的巖層信息。

進(jìn)一步的，步驟3）中，間隔裝藥是指采用炮泥進(jìn)行間隔。

進(jìn)一步的，步驟4）中，孔內(nèi)分段是指同一個(gè)鉆孔內(nèi)，有多個(gè)起爆點(diǎn)，每個(gè)起爆點(diǎn)起爆時(shí)間不同；后排向坡面方向是指從距離坡面最遠(yuǎn)的一排炮孔向距離坡面最近的一排炮孔的方向。

進(jìn)一步的，步驟6）中，爆破效果是指煤層和巖層是否混合，優(yōu)化孔內(nèi)裝藥設(shè)計(jì)是指孔內(nèi)每層炸藥裝藥高度，優(yōu)化起爆延時(shí)是指孔內(nèi)每層炸藥裝藥起爆時(shí)間。

使用本發(fā)明的方法爆破后，塊度均勻，無(wú)飛石，煤巖不混合；符合露天煤礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化管理要求。

本發(fā)明的原理是：利用炸藥能量使巖體松動(dòng)破碎且破碎后不移動(dòng)。

以上所述僅為發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。