一种非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法技术

本发明专利技术提供了一种非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法，涉及矿山开采技术领域，包括以下步骤：步骤一：对钻孔部位和架钻的平台进行清理，将钻孔部位平台不平整度控制范围

【技术实现步骤摘要】
一种非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法


[0001]本专利技术涉及矿山开采
，尤其涉及一种非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法。

技术介绍

[0002]非煤矿山指开采金属矿石、放射性矿石以及作为石油化工原料、建筑材料、辅助原料、耐火材料及其他非金属矿物的矿山，如石灰岩和电石石灰岩等，非煤矿山虽无瓦斯爆炸的危险，但在其他方面与煤矿无根本区别，由于矿体条件多种多样，非煤矿山的采矿方法主要有空场、充填、崩落三大类，其造成的空区危害比煤矿更为严重；在非煤矿山开采工程领域中，预裂爆破技术在坡面角等关键部位的开挖中，应用非常广泛，预裂爆破效果的好坏，会直接影响着保留基面的损伤程度、开挖平整度，也会间接影响着边坡和基面的稳定以及后续主体工程的安全，而预裂孔是影响预裂爆破效果好坏的一项非常重要的因素；在爆破设计中将预裂孔逐孔编号，通过测量现场放线获得预裂孔孔位实际高程，根据爆破设计计算出每个预裂孔的需要孔深，制成实际造孔参数表下发作业队并进行技术交底，作业队按造孔参数表控制预裂孔孔深，后续利用钻孔机进行钻孔，然而，由于开采坡面土层的问题，实际钻孔深度和钻孔机的设定深度存在一定的误差，一旦误差过大，影响后续的爆破效果，现有技术中，缺乏有效快速的校准方式，难以保证预裂孔钻孔的质量，因此，本专利技术提出一种非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提出一种非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法，该非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法有效控制终孔时偏差，校准方便并快速，控制误差，保证预裂孔钻孔的质量。
[0004]为实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法，包括以下步骤：步骤一：对钻孔部位和架钻的平台进行清理，将钻孔部位平台不平整度控制范围
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20cm；步骤二：采用全站仪对预裂孔孔位进行放样，预裂面直线段的预裂孔每隔3
‑
6孔放点并放出后视方向点；步骤三：判断开采坡面土质，构建坡面模型，根据预裂孔钻孔标准，在坡面模型中构建钻孔样本；步骤四：检索获取相应坡面土质下的声波反射数据，输入坡面模型，并构建有限元模拟；步骤五：对钻孔样本的深度进行改变，模拟针对钻孔不同深度的声波反射，集合成数据库；步骤六：进行钻架平台搭建，搭建稳固后摆放钻机，根据孔位点进行钻孔；
步骤七：在钻孔15
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25cm、55
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65cm、95
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105cm时进行三次校钻，校钻时，缩回钻机，使用声波发射装置对孔内发射声波，接收声波反射数据；步骤八：将声波反射数据输入数据库，与数据库中数据进行比对，判断实际钻孔深度，与钻机预设深度比对，获取公差，校准孔深。
[0005]进一步改进在于：所述步骤一中，控制不平整度时，局部不平整的用手风钻进行处理，同时，保证预裂线附近处于同一平面上。
[0006]进一步改进在于：所述步骤二中，对折线和圆弧段预裂面进行逐孔放样，每个孔放出后视方向点，测量放样预裂孔孔位，控制偏差
±
2cm。
[0007]进一步改进在于：所述步骤三中，采集开采坡面的影像数据，以及不同地物的地物特征，接着对数据进行处理，删除重复，接着将处理后的数据输入Revit软件中，将参数进行拉伸立体化，再采用ContextCapture对数据进行处理并基于影像自动化进行三维模型构建，通过ArcMAP软件对模型进行矢量化并加载到ArcScene中，获得坡面模型。
[0008]进一步改进在于：所述步骤三中，同步采集坡面土质样本，样本采集深度大于预裂孔钻孔标准的深度，然后分析土质，将土质数据输入至坡面模型中，使得坡面模型具备土质数据，接着将坡面模型中导入噪声有限元模型，将钻孔区域划分为有限个单元网格, 用有限的网格去逼近连续的媒质。
[0009]进一步改进在于：所述步骤四中，运用有限元模拟声学介质，计算固有频率，声模态，计算在频域、时域上的空腔的声模态和声振耦合响应，并且将检索获取的相应坡面土质下的声波反射数据带入有限元模拟，考虑开采坡面土质对声波的影响，从而模拟出声学反射的数据。
[0010]进一步改进在于：所述步骤五中，在坡面模型中，对钻孔样本的设定深度进行改变，然后多次运用有限元模拟声学介质，在固有频率下，对不同深度的钻孔样本模拟声学发射，并获取反射的数据，钻孔样本每个设定深度至少模拟3次，归纳出数据范围，接着将不同深度的数据范围汇总，获得数据库。
[0011]进一步改进在于：所述步骤六中，钻架平台搭建采用三角形结构，底脚设置插筋，插筋深入坡面，插筋与钻架平台用铅丝绑扎牢固，钻架平台搭设过程中用水平尺检测，确保临近预裂孔的水平度，接着在钻架平台上摆放钻机，固定前调整钻孔孔位、孔斜、孔向应与测量所放孔位、孔向和开挖坡比相一致。
[0012]进一步改进在于：所述步骤七中，在使用声波发射装置对孔内发射声波时，控制声波频率与有限元模拟的固有频率相同，然后采用与有限元模拟的反射接收相同规格的声波接收器接收声波反射数据。
[0013]进一步改进在于：所述步骤八中，将声波反射数据输入数据库，根据数据库中不同深度的数据范围，确定当前声波反射数据所属于的钻孔深度，然后与实际钻机使用时，预设的深度比对，计算出公差，在后续钻孔中进行补偿操作，控制终孔时孔深偏差≤5cm。
[0014]本专利技术的有益效果为：1、本专利技术根据开采坡面实际数据构建坡面模型，在模型中构建钻孔样本，并基于相应坡面土质下的声波反射数据，构建有限元模拟，模拟针对钻孔不同深度的声波反射，集合成数据库，由此，在后续钻孔施工中，进行三次校钻，使用声波发射装置对孔内发射声波，接收声波反射数据，与数据库中数据进行比对，判断实际钻孔深度，与钻机预设深度比对，
获取公差，校准孔深，有效控制终孔时偏差，校准方便并快速，控制误差，保证预裂孔钻孔的质量。
[0015]2、本专利技术在钻孔前，对钻孔部位和架钻的平台进行清理，将钻孔部位平台不平整度控制在一定范围内，在钻架平台搭建时，采用三角形结构，用水平尺检测，确保临近预裂孔的水平度，固定钻机前调整钻孔孔位、孔斜、孔向应与测量所放孔位、孔向和开挖坡比相一致，多重控制，保证钻孔质量。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0017]为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术做进一步详述，本实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。
实施例一
[0018]根据图1所示，本实施例提出了一种非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法，包括以下步骤：对钻孔部位和架钻的平台进行清理，将钻孔部位平台不平整度控制范围
±
20cm；采用全站仪对预裂孔孔位进行放样，预裂面直线段的预裂孔每隔3
‑
6孔放点并放出后视方向点；判断开采坡面土质，构建坡面模型，根据预裂孔钻孔标准，在坡面模型中构建钻孔样本；检索获取相应坡面土质下的声波反射数据，输入坡面模型，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对钻孔部位和架钻的平台进行清理，将钻孔部位平台不平整度控制范围
±
20cm；步骤二：采用全站仪对预裂孔孔位进行放样，预裂面直线段的预裂孔每隔3
‑
6孔放点并放出后视方向点；步骤三：判断开采坡面土质，构建坡面模型，根据预裂孔钻孔标准，在坡面模型中构建钻孔样本；步骤四：检索获取相应坡面土质下的声波反射数据，输入坡面模型，并构建有限元模拟；步骤五：对钻孔样本的深度进行改变，模拟针对钻孔不同深度的声波反射，集合成数据库；步骤六：进行钻架平台搭建，搭建稳固后摆放钻机，根据孔位点进行钻孔；步骤七：在钻孔15
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25cm、55
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65cm、95
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105cm时进行三次校钻，校钻时，缩回钻机，使用声波发射装置对孔内发射声波，接收声波反射数据；步骤八：将声波反射数据输入数据库，与数据库中数据进行比对，判断实际钻孔深度，与钻机预设深度比对，获取公差，校准孔深。2.根据权利要求1所述的一种非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法，其特征在于：所述步骤一中，控制不平整度时，局部不平整的用手风钻进行处理，同时，保证预裂线附近处于同一平面上。3.根据权利要求1所述的一种非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法，其特征在于：所述步骤二中，对折线和圆弧段预裂面进行逐孔放样，每个孔放出后视方向点，测量放样预裂孔孔位，控制偏差
±
2cm。4.根据权利要求1所述的一种非煤矿山开采坡面预裂孔钻孔方法，其特征在于：所述步骤三中，采集开采坡面的影像数据，以及不同地物的地物特征，接着对数据进行处理，删除重复，接着将处理后的数据输入Revit软件中，将参数进行拉伸立体化，再采用ContextCapture对数据进行处理并基于影像自动化进行三维模型构建，通过ArcMAP软件对模型进行矢量化并加载到ArcScene中，获得坡面模型。5.根据权利要求4所述的一种非煤矿山开采坡...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴玉龙，孙辉，黄猛健，冯勇，杨亚楠，
申请(专利权)人：无为华塑矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：