一种露天采矿法制造技术

本发明专利技术涉及露天开采技术领域，尤其涉及一种露天采矿法，用以解决硬岩或极硬岩矿山在爆破开采中造成的炸药单耗过高和大块率过高的问题。该露天采矿法包括如下步骤：人工致裂：根据基础的地质资料和裂隙分布规律、矿岩的力学性质和坚固性系数，对露天台阶进行人工致裂；裂隙监测：对人工致裂区域进行监测，获得裂隙的分布和延伸范围；爆破开采：根据裂隙的分布和延伸范围，进行爆破开采。本发明专利技术的露天采矿法可以应用于任何矿种的露天矿开采，尤其可以应用于硬岩或极硬岩矿山的露天矿开采。

An open pit mining method

The present invention relates to the technical field of open-pit mining, and particularly relates to a method for solving the open-pit mining, the consumption of explosives or hard rock mines caused by hard rock in blasting mining in high rate and large problem. The mining method comprises the following steps: artificial fracturing: according to the mechanical properties of basic geology and fracture distribution, rock and firmness coefficient of open pit bench artificial fracturing; crack monitoring of artificial fracturing area monitoring, obtain fissures and extent; blasting mining according to fracture the distribution and extent of blasting mining. Open pit mining method of the invention can be applied to any type of open-pit mining, especially can be applied to hard rock or hard rock mine open-pit mining.

【技术实现步骤摘要】
一种露天采矿法
本专利技术涉及露天开采
，尤其涉及一种露天采矿法。
技术介绍
露天矿开采以台阶为单位，从地表开始自上而下逐层开始，主要包括穿孔、爆破、铲装及运输四个业务流程。其中台阶爆破作业是各流程中的重中之重。爆破质量的好坏直接影响后面铲装与运输的效率及作业安全，决定着露天矿山的生产能力与经济效益。影响露天台阶爆破质量的因素包括岩石的坚固性系数、爆破参数设计、炸药的使用等。目前，主要通过优化爆破参数来提高爆破质量，具体地，现有的露天开采的方法为，首先对采场进行地质勘查，获得基础的地质资料和裂隙分布规律；其次进行现场取样与试样制备，并对试样进行力学测试，获得矿岩的力学性质资料和坚固性系数；最后根据基础的地质资料和裂隙分布规律、矿岩的力学性质和坚固性系数，进行爆破开采。现有的露天开采的方法的不足为，对于硬岩或极硬岩矿山，爆破会造成炸药单耗过高和大块率过高，由此导致采场二次破碎量较大，爆破成本居高不下的问题，进而影响矿山生产能力和生产安全系数。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种露天采矿法，用以解决硬岩或极硬岩矿山在爆破开采中产生的炸药单耗过高和大块率过高的问题。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：本专利技术提供一种露天采矿法。具体地，该露天采矿法包括如下步骤：人工致裂：根据基础的地质资料和裂隙分布规律、矿岩的力学性质和坚固性系数，对露天台阶进行人工致裂；裂隙监测：对人工致裂区域进行监测，获得裂隙的分布和延伸范围；爆破开采：根据裂隙的分布和延伸范围，进行爆破开采。进一步地，基础的地质资料和裂隙分布规律借助于以下步骤获得：地质勘查：对采场进行地质勘查，获得基础的地质资料和裂隙分布规律；矿岩的力学性质和坚固性系数借助于以下步骤获得：力学测试：进行现场取样与试样制备，并对试样进行力学测试，获得矿岩的力学性质资料和坚固性系数；进一步地，在爆破开采步骤中：当裂隙的分布和延伸范围达到最优爆破条件，则进行爆破开采；当裂隙的分布和延伸范围达不到最优爆破条件，则重复人工致裂和裂隙监测，直到当裂隙的分布和延伸范围达到最优爆破条件，进行爆破开采。进一步地，在人工致裂步骤中：人工致裂的方式为通过致裂孔对露天台阶施加高压作用。进一步地，通过致裂孔对对露天台阶施加高压作用的方式为高压流体和高压气体。进一步地，在人工致裂步骤中：人工致裂的方式为高压脉冲致裂。进一步地，钻孔的布置形式为三角形布孔和方形布孔。进一步地，在地质勘查步骤中：地质勘查的方式为超声波、物探、微震监测中一种或多种。进一步地，在力学测试步骤中：力学测试包括对岩块进行抗拉实验、抗剪实验、抗压实验及流变实验。进一步地，在裂隙监测步骤中：裂隙监测的方式为微震、超声波、钻孔摄像、多点位移计及测斜仪中一种或多种。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术的露天采矿法，利用人工致裂降低了矿体的坚固性系数，进而减少了爆破大块率，提高了露天爆破质量。本专利技术的露天采矿法，由于人工致裂后矿体上的裂隙分布和范围比矿体上原始的裂隙分布和范围增加，使得在同一爆破要求下，炸药单耗减少。本专利技术的露天采矿法，由于炸药单耗减少，且人工致裂后矿体上的裂隙分布和范围比矿体上原始的裂隙分布和范围增加，减少了爆破震动的影响。本专利技术的露天采矿法，利用人工致裂的方式使得矿体上的裂隙分布和范围增加，从而减少了爆破飞石的产生，降低了安全事故的发生概率，保证了安全开采。本专利技术的露天采矿法，由于爆破开采前，利用人工致裂使得矿体上分布了一定的裂隙，减少了矿粉的产生，进而减少了对环境的污染。本专利技术的露天采矿法，由于爆破开采前，利用人工致裂使得矿体上分布了一定的裂隙，从而使得放矿过程中的大块处理进程提前，减少了二次破碎的成本，降低了由于大块率过高引起的不良后果。综上，本专利技术的露天采矿法使得爆破开采中的炸药的单耗减少且大块率降低。附图说明图1为具体实施方式中露天开采法的流程图；图2为具体实施方式中致裂孔和炮孔分布位置俯视图；图3为图2的剖视图；图4为图3经致裂作用后的裂隙扩展示意图。【附图标记说明】图中：1：炮孔；2：致裂孔；3：原生裂隙；4：致裂裂隙。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。参照图1至图4，本专利技术的露天采矿法包括如下步骤：人工致裂：根据基础的地质资料和裂隙分布规律、矿岩的力学性质和坚固性系数，对露天台阶进行人工致裂。其中，基础的地质资料和裂隙分布规律借助于以下步骤获得：地质勘查：对采场进行地质勘查，获得基础的地质资料和裂隙分布规律。具体地，地质勘查的方式为超声波、物探、微震监测中一种或多种。其中，矿岩的力学性质和坚固性系数借助于以下步骤获得：力学测试：进行现场取样与试样制备，并对试样进行力学测试，获得矿岩的力学性质资料和坚固性系数。具体地，力学测试包括对岩块进行抗拉实验、抗剪实验、抗压实验及流变实验。上述地质勘查和力学测试没有顺序限制，二者可以为后续的钻致裂孔2和炮孔1做理论依据和指导。具体地，人工致裂的方式为通过致裂孔2对露天台阶施加高压作用。更具体地，通过致裂孔2对对露天台阶施加高压作用的方式为高压流体和高压气体。上述的致裂孔2通过对露天台阶进行钻孔得到，得到致裂孔2后再通过对致裂孔2施加高压，使得形成致裂孔2的矿体受到高压作用，矿体在高压作用下产生致裂裂隙4，这些致裂裂隙4使得矿体的坚固性系数降低。具体地，人工致裂的方式为高压脉冲致裂。前提步骤：先对致裂区域进行试验，获得该区域重复放电(指定电压)20次的脉冲致裂范围数据，根据实验确定最佳放电次数N和该次数下的致裂范围。步骤1：从地面向下钻致裂孔2，致裂孔2的深度为设计炮孔深度；步骤2：根据试验获得的放电N次的致裂范围数据，将致裂孔2划分为数个区域，区域个数＝致裂孔深度/放电N次的致裂范围；步骤3：用防爆开关连接高压电脉冲发生器的输入端和防爆电源柜；步骤4：使用正极电缆连接高压电脉冲发生器的正输出端和放电正极，使用负极电缆连接高压电脉冲发生器的负输出端和放电负极，将正负电极推至钻孔底部；步骤5：闭合开关向电脉冲发生器充电，电压达到放电电压时，进行放电，重复放电N次；步骤6：当最下面的区域放电达到N次后，断开开关，将电极沿致裂孔2上升至上一个区域；步骤7：重复步骤1-6，直到致裂孔2全部阶段放电致裂结束。相比较现有技术，本方法在爆破开采前进行人工致裂，可以通过人工致裂的手段使得露天台阶矿体上生成一定的全新裂隙和/或使得原生裂隙3得到进一步的发育，这些全新裂隙和发育后的裂隙，使得矿体的坚固性系数降低，进而优化爆破开采的条件，为爆破开采创造有利条件。裂隙监测：对人工致裂区域进行监测，获得裂隙的分布和延伸范围；具体地，裂隙监测的方式为微震、超声波、钻孔摄像、多点位移计及测斜仪中一种或多种。爆破开采：根据裂隙的分布和延伸范围，进行爆破开采。具体地，当裂隙的分布和延伸范围达到最优爆破条件，则进行爆破开采。当裂隙的分布和延伸范围达不到最优爆破条件，则重复人工致裂和裂隙监测，直到当裂隙的分布和延伸范围达到最优爆破条件，进行爆破开采。更具体地，最优爆破条件是现场工作人员根据地质资料、矿岩的力学性质、致裂后的坚固性系数、裂隙的分布和延伸范围以及所要达到的爆破的效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种露天采矿法，其特征在于，其包括如下步骤：人工致裂：根据基础的地质资料和裂隙分布规律、矿岩的力学性质和坚固性系数，对露天台阶进行人工致裂；裂隙监测：对人工致裂区域进行监测，获得裂隙的分布和延伸范围；爆破开采：根据裂隙的分布和延伸范围，进行爆破开采。

【技术特征摘要】
1.一种露天采矿法，其特征在于，其包括如下步骤：人工致裂：根据基础的地质资料和裂隙分布规律、矿岩的力学性质和坚固性系数，对露天台阶进行人工致裂；裂隙监测：对人工致裂区域进行监测，获得裂隙的分布和延伸范围；爆破开采：根据裂隙的分布和延伸范围，进行爆破开采。2.根据权利要求1所述的露天采矿法，其特征在于，所述基础的地质资料和裂隙分布规律借助于以下步骤获得：地质勘查：对采场进行地质勘查，获得基础的地质资料和裂隙分布规律；所述矿岩的力学性质和坚固性系数借助于以下步骤获得：力学测试：进行现场取样与试样制备，并对试样进行力学测试，获得矿岩的力学性质资料和坚固性系数。3.根据权利要求1所述的露天采矿法，其特征在于，在爆破开采步骤中：当裂隙的分布和延伸范围达到最优爆破条件，则进行爆破开采；当裂隙的分布和延伸范围达不到最优爆破条件，则重复人工致裂和裂隙监测，直到当裂隙的分布和延伸范围达到最优爆破条件，进行爆破...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳小波，邵安林，金长宇，毛亚纯，肖冬，孙效玉，王连成，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21