[發明專利]一種基于靜態劈裂的層狀巖體采石方法

有效

• 申請號: 201610047430.8
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105673015B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 劉杰;王連;苑騰飛;王飛;雷嵐;虎義平;秦勇;邱皓峰;張青
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: E21C47/10
• 分類號: E21C47/10
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明涉及采石領域，尤其是一種基于靜態劈裂的層狀巖體采石方法。

背景技術

隨著我國建設事業的發展，對生存環境的要求的提高，人們對山體采石的效率、安全性有著越來越高的要求。通常的山體采石都是通過炸藥爆破，無法有效精確控制開采范圍，開采深度，且更易破壞巖石結構，使得對巖體的穩定性造成較大的影響，不利于安全采石。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于靜態劈裂的層狀巖體采石方法，可以解決不利于安全采石的問題，利用巖石的層理特性對巖石進行靜態劈裂并獲取所需石塊，大大提高開采效率，對其他巖層干擾少，對開采過后巖石的穩定性影響相對較小，安全性高。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種基于靜態劈裂的層狀巖體采石方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：確定所需采集的石塊尺寸和可供開采的巖體面積；

步驟2：計算可供開采的巖體上可采集的層數＝可供開采的巖體的寬度W_巖/所需采集的石塊寬度W_寬；

步驟3：開挖巖體臨空面：根據步驟1確定的石塊尺寸在巖體上確定鉆孔深度h_孔，根據鉆孔深度和可供開采的巖體面積在巖體坡腳豎直向上開挖巖體臨空面；

步驟4：根據步驟3挖出的巖體臨空面確定巖體的巖石的層理面方向，根據巖石的層理面方向，確定巖層面的傾斜角度a；

步驟5：根據單個靜態爆破聚能裝置的開裂巖石范圍數值以及所需采集的石塊尺寸，確定每層劈裂采石時靜態爆破聚能裝置在巖體上的插入點個數及位置；

步驟6：初次劈裂—第一層劈裂采石：第一層插入點位置垂直于臨空面的距離h_插＝所需石塊高度h_石，每兩個靜態爆破聚能裝置之間的距離為單個靜態爆破聚能裝置的開裂巖石范圍數值，在第一層插入點所確定的位置沿巖石的層理面方向鉆孔，所鉆孔的軸向與巖層走向平行，

在各孔中放入靜態爆破聚能裝置并注射裂石漿液進行劈裂采石，收集最大的石塊；

步驟7：第一層劈裂采石結束后，取出各孔中的靜態爆破聚能裝置；

步驟8：初次劈裂—多層劈裂采石：第二層劈裂采石插入點位置為第一層開采新出露臨空面豎直向上h米處，h＝所需采集的石塊寬度W_寬，插入點個數與標記點間距同第一層，重復步驟5-6，完成步驟2計算出的除第一層外的剩余可供開采的巖體(1)上可采集的層數的開采，收集最大的石塊(4)；

步驟9：測量最大的石塊的尺寸，根據步驟1確定的所需采集的石塊尺寸，計算進行二次劈裂所需布置的靜態爆破聚能裝置的數量及布置方式；

步驟10：二次劈裂采石：在采得的最大的石塊上鉆孔，在各孔中放入靜態爆破聚能裝置并注射裂石漿液進行劈裂采石，各靜態爆破聚能裝置的劈裂方向垂直于巖石的層理面方向，

采得特定尺寸的石塊。

步驟5中，靜態爆破聚能裝置在巖體上的插入點個數的計算方法為可供開采的巖體面積長度L_巖/單個靜態爆破聚能裝置的開裂巖石范圍數值，每兩個靜態爆破聚能裝置之間的距離為單個靜態爆破聚能裝置的開裂巖石范圍數值。

步驟5中的單個靜態爆破聚能裝置的開裂巖石范圍數值由巖石靜態劈裂試驗確定。

步驟9中，二次劈裂所需布置的靜態爆破聚能裝置的布置方式為至少一個靜態爆破聚能裝置在垂直方向形成一組爆破聚能裝置組，每兩組爆破聚能裝置組之間的距離為所需采集的石塊長度L_石，每組爆破聚能裝置組中靜態爆破聚能裝置的數量為所需采集的石塊長度h_石/單個靜態爆破聚能裝置的開裂巖石范圍數值，所需爆破聚能裝置組數＝最大的石塊的長度/所需石塊長度L_石-1。

本發明提供的一種基于靜態劈裂的層狀巖體采石方法，有益效果如下：

1、通過初次劈裂采集大的石塊，再對大的石塊進行二次劈裂得到所需采集的特定尺寸的石塊，對根據巖石的層理結構安裝劈裂裝置，相對于沒有沿層理的劈裂，使得巖石更容易塌落，大大提高采石效率。

2、根據巖石的層理結構沿層理劈裂，對其他巖層干擾很少，對開采過后巖石的穩定性影響相對較小，采石安全性得到提高。

3、利用巖石劈裂后產生的臨空面上巖石的重力加速靜態劈裂，提高采石效率。

4、可以有效控制開采深度、采石范圍，使得開采的準確性得到提高從而可以有效獲取所需尺寸的石塊。