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编辑：北方有色网
来源：新疆雪峰爆破工程有限公司, 新疆大学
权利要求
1.层状岩体精确延时原位爆破破碎的开采方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）：通过矿山工程地质资料初步分析回采台阶的地质构造，设计钻孔并施工；
步骤2）：采用从台阶剖面岩层分析、利用钻孔的回水和钻杆综合分析并确定回采台阶爆区内岩层、煤层的空间分布情况；
步骤3）：利用经验数据开展爆破孔内间隔装药设计，并只在岩层中设计填装炸药；
步骤4）：爆破网络设计采用逐孔逐排、孔内分段，且后排向坡面方向、孔内距地表的药包后行起爆的方式；
步骤5）：挖装时，分岩层分别挖装，挖装岩层时将破碎的岩石运至废石场，挖装煤层时采用机械挖装并运至煤仓；
步骤6）：通过爆破效果分析，不断优化孔内装药设计和起爆延时，以达到岩层原位破碎并易于挖装，且煤层、岩层不混合的爆破效果。
2.根据权利要求1所述的层状岩体精确延时原位爆破破碎的开采方法，其特征在于：步骤2）中，利用钻孔的回水和钻杆是指现场凿岩回水易分出煤层和岩层，集合钻杆钻机的长度，就可以分析出单个钻孔孔内的岩层信息。
3.根据权利要求2所述的层状岩体精确延时原位爆破破碎的开采方法，其特征在于：步骤3）中，间隔装药是指采用炮泥进行间隔。
4.根据权利要求3所述的层状岩体精确延时原位爆破破碎的开采方法，其特征在于：步骤4）中，孔内分段是指同一个钻孔内，有多个起爆点，每个起爆点起爆时间不同。
5.根据权利要求4所述的层状岩体精确延时原位爆破破碎的开采方法，其特征在于：步骤4）中，后排向坡面方向是指从距离坡面最远的一排炮孔向距离坡面最近的一排炮孔的方向。
6.根据权利要求5所述的层状岩体精确延时原位爆破破碎的开采方法，其特征在于：步骤6）中，爆破效果是指煤层和岩层是否混合。
7.根据权利要求6所述的层状岩体精确延时原位爆破破碎的开采方法，其特征在于：步骤6）中，优化孔内装药设计是指孔内每层炸药装药高度。
8.根据权利要求7所述的层状岩体精确延时原位爆破破碎的开采方法，其特征在于：步骤6）中，优化起爆延时是指孔内每层炸药装药起爆时间。
说明书
技术领域
本发明涉及露天矿开采技术领域，具体涉及层状岩体精确延时原位爆破破碎的开采方法。
背景技术
在露天煤矿山开采中，层状岩体较多产出，一个回采台阶（高10米~15米）开采过程中，岩层和煤层会交替出现。目前，在此条件下现场开采作业多采用一个台阶分次爆破分次挖装开采；或采用一次爆破采矿，破碎后煤岩混合挖装，煤不回收。一方面施工困难、工序繁琐且成本高，另一方面一次爆破开采往往出现大块、飞石危害及爆堆不规整等问题，甚至资源的浪费。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种层状岩体精确延时原位爆破破碎的开采方法，降低了层状岩体开采时，大块、根底、飞石的危害，可快速确定岩层分布，具有流程简单，成本低，现场可操作性好，适应性强的优点。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种层状岩体精确延时原位爆破破碎的开采方法，包括以下步骤：
步骤1）：通过矿山工程地质资料初步分析回采台阶的地质构造，设计钻孔并施工；
步骤2）：采用从台阶剖面岩层分析、利用钻孔的回水和钻杆综合分析并确定回采台阶爆区内岩层、煤层的空间分布情况；
步骤3）：利用经验数据开展爆破孔内间隔装药设计，并只在岩层中设计填装炸药；
步骤4）：爆破网络设计采用逐孔逐排、孔内分段，且后排向坡面方向、孔内距地表的药包后行起爆的方式；
步骤5）：挖装时，分岩层分别挖装，挖装岩层时将破碎的岩石运至废石场，挖装煤层时采用机械挖装并运至煤仓；
步骤6）：通过爆破效果分析，不断优化孔内装药设计和起爆延时，以达到岩层原位破碎并易于挖装，且煤层、岩层不混合的爆破效果。
进一步的，步骤2）中，利用钻孔的回水和钻杆是指现场凿岩回水易分出煤层和岩层，集合钻杆钻机的长度，就可以分析出单个钻孔孔内的岩层信息。
进一步的，步骤3）中，间隔装药是指采用炮泥进行间隔。
进一步的，步骤4）中，孔内分段是指同一个钻孔内，有多个起爆点，每个起爆点起爆时间不同。
进一步的，步骤4）中，后排向坡面方向是指从距离坡面最远的一排炮孔向距离坡面最近的一排炮孔的方向。
进一步的，步骤6）中，爆破效果是指煤层和岩层是否混合。
进一步的，步骤6）中，优化孔内装药设计是指孔内每层炸药装药高度。
进一步的，步骤6）中，优化起爆延时是指孔内每层炸药装药起爆时间。
本发明的有益效果是：
本发明降低了层状岩体开采时，大块、根底、飞石的危害，改善了爆破质量的高效岩层开采，可快速确定岩层分布，具有流程简单，成本低，现场可操作性好，适应性强的优点。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明爆破区中炮孔装药结构示意图；
图3为本发明爆破网络图。
图中标号说明：
C1-顶板岩层，C2-煤层，C3-底板岩层，D1-孔口炮泥，D3-中间炮泥，D2-上部药包，D4-下部药包，L1-上部起爆电子雷管，L2-下部起爆电子雷管，L3-孔外起爆网络线，K11、K19、K21、K28、K31、K39、K41、K48、K51、K59-孔号，S1、S2、S3、S4、S5-排号，S11-台阶坡面。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参见图1所示，一种层状岩体精确延时原位爆破破碎的开采方法，包括以下步骤：
步骤1）：通过现有地质资料初步分析爆破区的地质构造；
参见图2所示，该露天煤矿台阶开采高度为11m，是两层岩石中间夹一层煤，设计的孔网参数为孔间距8m，排间距为5m，在本实施例中炮孔K11~K19、K21~K28、K31~K39、K41~K48、K51~K59的直径为138mm，长度为12m，超深为1.0m。
步骤2）：采用从台阶剖面岩层分析、利用钻孔的回水和钻杆综合分析并确定回采台阶爆区内顶板岩层C1厚度为5m，煤层C2厚度为2m，底板岩层C3厚度为3m；
步骤3）：利用经验数据开展爆破孔内间隔装药设计，并只在岩层中设计填装炸药；
参见图2所示，在本实施例中，在顶板岩层C1中间位置填装2m长的上部药包D2，上部药包D2距孔口2m、距煤层C2为2m；煤层C2中不填装炸药，底板岩层C3底部填装下部药包D4；炮孔内没有装药的部分用孔口炮泥D1和中间炮泥D3堵塞。上部药包D2和下部药包D4内有上部起爆电子雷管L1和下部起爆电子雷管L2，上部起爆电子雷管L1和下部起爆电子雷管L2于孔外起爆网络线L3相联结。
本实施例中图2炮孔装药结构设计图为4个炮孔设计图，其他的根据岩层倾角及岩层厚度变化，调整装药参数以完成整个爆破区约51个炮孔的装药结构设计。
步骤4）：爆破网络设计采用逐孔逐排、孔内分段，且后排向坡面方向、孔内距地表的药包后行起爆的方式；
参见图2、图3所示，爆破网络设计的起爆排间顺序为S1→S2→S3→S4→S5，即从无自由面方向，向台阶坡面S11方向起爆；孔间起爆顺序为K11→K19、K21→K28、K31→K39、K41→K48、K51→K59；每个孔孔内的起爆顺序为下部起爆电子雷管L2先起爆，上部起爆电子雷管L1后起爆；排间延时时间间隔设置为110ms，孔间延时时间间隔设置为55ms，内延时时间间隔设置为25ms，起爆点设置为K11孔。
步骤5）：挖装时，先挖装顶板岩层C1爆破后的破碎岩石，若有大块岩石存在，用破碎锤进行破碎，矿车将破碎的岩石运至废石场堆放；再挖装煤层C2，矿车将煤矿石运至煤仓；最后挖装底板岩层C3爆破后的破碎岩石，若有大块岩石存在，用破碎锤进行破碎，矿车将破碎的岩石运至废石场堆放。
步骤6）：通过爆破效果分析，重点分析顶板岩层C1、煤层C2和底板岩层C3是否混合、大块率，不断优化孔内装药设计和起爆延时，以达到岩层原位破碎并易于挖装，且煤层、岩层不混合的爆破效果。
进一步的，步骤2）中，利用钻孔的回水和钻杆是指现场凿岩回水易分出煤层和岩层，集合钻杆钻机的长度，就可以分析出单个钻孔孔内的岩层信息。
进一步的，步骤3）中，间隔装药是指采用炮泥进行间隔。
进一步的，步骤4）中，孔内分段是指同一个钻孔内，有多个起爆点，每个起爆点起爆时间不同；后排向坡面方向是指从距离坡面最远的一排炮孔向距离坡面最近的一排炮孔的方向。
进一步的，步骤6）中，爆破效果是指煤层和岩层是否混合，优化孔内装药设计是指孔内每层炸药装药高度，优化起爆延时是指孔内每层炸药装药起爆时间。
使用本发明的方法爆破后，块度均匀，无飞石，煤岩不混合；符合露天煤矿质量标准化管理要求。
本发明的原理是：利用炸药能量使岩体松动破碎且破碎后不移动。
以上所述仅为发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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