露天鏟裝界線測量放樣設(shè)計新方法

1、露天鏟裝界線測量放樣設(shè)計新方法張海濤 1, 王麗 2, 王亮 3（中國黃金集團內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司）摘要：本文講述了在露天礦山生產(chǎn)過程中由于礦體及其變化情況的多樣性，引起不可避免的出現(xiàn)混爆現(xiàn)象，鑒于此種情況，本方法通過對爆破散布規(guī)律研究與分析，實現(xiàn)了實體礦巖界線放樣到虛體上，從采礦設(shè)計到測量放樣鏟裝界線，提出了完善的依據(jù)原則，填補了露天礦山鏟裝界線放樣的一項技術(shù)空白。關(guān)鍵字： 露天礦；采礦；鏟裝界線；界線標(biāo)定；1 研究背景露天礦山開采過程中應(yīng)按礦體界線進行分爆分采， 但在實際施工過程中由于礦體及其變化情況不可避免的出現(xiàn)混爆現(xiàn)象，經(jīng)常發(fā)生的情況是接近剔除厚度的混爆爆堆，一般不進行分裝。鏟裝作業(yè)時需

2、進行現(xiàn)場爆堆上鏟裝界線放樣，而其放樣方法缺少嚴格的技術(shù)依據(jù)并存在一定的缺陷，放樣結(jié)果可能造成較大的損失貧化。一般礦業(yè)公司在發(fā)生混爆時也會在爆堆上進行鏟裝界線放樣，但對于放樣方法及其準(zhǔn)確性未做深入研究。因此，為填補露天礦山實體礦巖界線放樣到虛體上的這一技術(shù)空白，新放樣方法采用鏟裝界線設(shè)計與礦石品位相結(jié)合，通過對爆破散布規(guī)律及挖掘機鏟裝角度等數(shù)據(jù)收集、研究、分析，確定礦巖混爆時損失貧化發(fā)生的真實情況及爆區(qū)實體與虛體上鏟裝界線放樣方法，為損失貧化管控提供了一個重要研究方向。2 鏟裝界線設(shè)計原則（ 1）采礦技術(shù)人員依據(jù)地質(zhì)技術(shù)人員圈定的礦塊品位及邊界線設(shè)計分爆界線和鏟裝界線，其中，鏟裝界線在實體上設(shè)計

3、。鏟裝界線設(shè)計按爆堆鏟裝過程中形成的實際松散體坡面角的統(tǒng)計均值和實際爆堆松散系數(shù)均值換算成的實體鏟裝坡面角為依據(jù)。（ 2）供礦銅礦塊，當(dāng)?shù)V塊銅品位大于等于0.28%時，該礦塊與特低銅、巖石、低鉬之間，按照0.28%平衡品位確定鏟裝界線與分爆界線；當(dāng)?shù)V塊銅品位小于0.28%大于 0.2 時，該礦塊與特低銅、巖石、低鉬之間，按照損失貧化各半確定鏟裝界線及分爆界線；損失貧化計算時，混入特低銅圍巖量按照礦塊邊界附近的實際品位折算成純巖量計算貧化率，低鉬、巖石品位為0 參與貧化率計算。（ 3）高鉬礦塊，該礦塊與低鉬、特低銅、巖石之間，按照損失貧化各半確定鏟裝界線和分爆界線，其中高鉬特低銅礦塊原則上應(yīng)進行

4、供礦處理；損失貧化計算時，混入低鉬圍巖量按照礦塊界線附近實際品位折算成純巖量計算貧化率，特低銅、巖石按品位為0 參與貧化率計算。（ 4）分類堆存的特低銅礦塊和低鉬礦塊，低鉬與巖石之間按照只產(chǎn)生損失不產(chǎn)生貧化確定鏟裝界線；特低銅與巖石之間，當(dāng)銅品位大于等于0.15%，損失貧化各半，當(dāng)銅品位小于0.1%，按照只產(chǎn)生損失不產(chǎn)生貧化確定鏟裝界線；不進行損失貧化計算。3 鏟裝界線現(xiàn)場標(biāo)定原則（ 1）首先驗核采礦人員設(shè)計的鏟裝界線是否滿足損失貧化控制原則。（ 2）鏟裝界線放樣位置應(yīng)是采礦設(shè)計位置變換為爆堆上的虛體位置，現(xiàn)場標(biāo)定的鏟裝界線最大限度地與設(shè)計意圖一致，不因放線位置造成鏟裝損失貧化加大。（ 3）測

5、量人員應(yīng)根據(jù)鏟裝設(shè)備、爆破工藝和爆破散布規(guī)律進行實際參數(shù)的統(tǒng)計分析，有針對性的進行精細化計算與分析，最大限度地減少損失貧化。4 爆堆散布一般規(guī)律（ 1）爆堆松散系數(shù)平均值 1.5 ，坡面部分約 1.58 ， 13 米高以上的平堆部分約 1.42 。（ 2）一個自由面且 4 排孔以上的爆堆，爆堆坡面 13 米高以下部分體積占整個爆堆的一半。（ 3）爆破的前沖及下落過程中，存在一定的混合現(xiàn)象，但不很嚴重，是爆堆上放樣具有可行性的基1 作者簡介：張海濤(1986-) ，男，甘肅山丹人，工程師，中國黃金集團內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司,采礦廠廠長，本科學(xué)歷，主要研究地質(zhì)、測量、采礦專業(yè)，從事礦山采礦管理。內(nèi)蒙古

6、呼倫貝爾新巴爾虎右旗。礎(chǔ)。5 鏟裝界線放線位置的確定規(guī)則5.1測量爆堆幾何形狀，計算爆堆體積測量爆堆后沖側(cè)沖范圍、平堆高點低點及變坡位置（或平堆部分凹陷及凸起的平均高位置）、爆堆底沿鋪陳厚度不足 1 米處的變坡位置，依此計算爆堆體積。5.2計算爆堆鏟裝界線外側(cè)理論虛體體積V 理論虛 =V 實* 松散系數(shù)V 理論虛 ，爆堆特定鏟裝部分實體體積的虛體體積（外側(cè)部分體積）V 實 ，特定鏟裝部分的實體松散系數(shù)：爆堆12.5 米高以上部分取1.42 ，爆堆坡面部分（12.5 米以下）松散系數(shù)1.58 。5.3試算確定邊部鏟裝界線位置過程（ 1）在爆堆上概略放線位置畫一條平行鏟裝界線的輔助線，此輔助線以外

7、的爆堆視為一個棱臺，試算此假定棱臺的體積，并與前述理論虛體積比較。（ 2）比較假定棱臺與理論虛體體積若棱臺體積等于理論虛體積，則該輔助線既為假定鏟裝界線。若棱臺體積不等于理論虛體積，則前后移動該輔助線，至兩體積相等得到假定鏟裝界線；當(dāng)鏟裝界線與原坡頂線相交時，底沿上的點位置不變，僅移動另一點。V 假定棱臺 =(1/3)S 1 +S2+ (S 1S2) × h其中： S 1=爆堆 13 米高處所在等高線與輔助線圍成的平面面積，有時可能S1=0S2=爆堆底沿外圍輪廓與輔助線圍成的平面面積h= 爆堆上輔助線所在位置的平均高度（ 3）確定邊部鏟裝界線位置前述假定鏟裝界線或輔助線向爆堆主體部分

8、平移得最終放樣位置，見（表1）。6 鏟裝界線外推因采礦人員在實體上設(shè)計鏟裝界線，現(xiàn)場放樣在爆堆虛體上進行，爆堆虛體上的鏟裝角小于實體上的鏟裝角，所以爆堆上的鏟裝界線應(yīng)外推或內(nèi)推，內(nèi)推外推寬度放樣界旗時應(yīng)考慮界旗所在爆堆高度及其松散系數(shù)，推定寬度見表 2。表 2 鏟裝界線位置外推寬度Table 2 Extrapolation width of shoveling boundary position爆堆高度爆堆上鏟裝坡面角實體鏟裝坡面角 ( o)外推寬度（ m）（o）松散系數(shù)(m)采礦設(shè)計測量放樣154856.557.61.422.01345.256.556.31.501.5104256.554.

9、91.582.054256.554.91.581.004256.51.5807 混爆鏟裝后的損失貧化計算當(dāng)放樣計算正確、現(xiàn)場放樣正確、鏟裝到位時，損失貧化按采礦設(shè)計的鏟裝界線計算。當(dāng)以上環(huán)節(jié)中的一個存在問題時，按實際造成的現(xiàn)狀計算損失貧化，計算時考慮本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則，可以在虛體上進行計算也可轉(zhuǎn)換回實體計算；也可以按13 米高處的坡面換算至15 高后坡面水平寬度后，頂沿退回2.2 米，底沿退回 2.2 米，剩余寬度就是換算成實體寬度。8 界旗設(shè)置對于完整的貫通界線，原則上后沖位置一個，平堆高點一個，13 米高處 1 個，10 米高處 1 個， 5 米高處一個，合計至少安設(shè)5 個界旗。其它情況視需要設(shè)置

10、。表 1 爆破礦石鏟裝界線放樣原則Table 2 Lofting Principle of Blasting Ore Scraping Boundary鏟裝界線與爆破鏟裝界線與原坡頂序號處理辦法方向關(guān)系線間距離關(guān)系測量爆堆現(xiàn)狀、按松散系數(shù)試算假定鏟裝界線以外的爆堆體積，該體積/1.58 設(shè)計界線外的1<10m實體體積，滿足要求的假定界線再向內(nèi)外推得爆堆上的鏟裝界旗位置。垂直或近垂直計算放樣位置，鏟裝界線兩端點分別向最后一排孔線后推 2 米的平行線作垂線，量取垂距D,2>10m（鏟裝線位于實D*1.42 ）,然后自該平行線向前沖方向量距離（體的近中部）得鏟裝界線在爆堆上的界線，然后再

11、外推得界旗位置。測量爆堆現(xiàn)狀、按松散系數(shù)試算假定鏟裝界線以外的爆堆體積，該體積/1.58 設(shè)計界線外的3<10m實體體積，滿足要求的假定界線再向內(nèi)外推得爆堆上的鏟裝界旗位置。平行或近平行計算放樣位置，鏟裝界線兩端點分別向最后一排孔線后推 2 米的平行線作垂線，量取垂距D,4>10m（鏟裝線位于實D*1.42 ）,然后自該平行線向前沖方向量距離（體的近中部）得鏟裝界線在爆堆上的界線，然后再外推得界旗位置。當(dāng)一端 <10 米另一端 =0 時，測量爆堆現(xiàn)狀，0 端為底沿，另一端計算，相交（鏟裝線與5當(dāng)一端 >10 米另一端 =0 時，計算放樣位置， 0 端為底沿，另一端計算，

12、原坡頂相交）兩種情況計算規(guī)則和外推內(nèi)推規(guī)則同前。圖 1 鏟裝界線設(shè)計圖Figure 1 Design chart of shoveling boundary計算放樣點位置：鏟裝界線兩端點A、C 及中部點B 向最后一排孔線后推2 米的平行線作垂線，量取距離 D,B 點取實體上中間位置然后自該平行線向前沖方向量距離D*松散系數(shù)，分別的 ABC三點的爆破前沖位置，得放樣點。其中松散系數(shù)：爆堆13 米高以上部分取1.42 ，爆堆坡面部分13 米以下松散系數(shù)1.58 ，見（圖 1）9 總結(jié)本成果在烏山礦區(qū)得到實際應(yīng)用。經(jīng)過長期的實踐得出結(jié)論：新放樣方法與曾經(jīng)的放樣方法對比，同一界線位置鏟裝結(jié)束后損失貧化

13、總量減小約20%；采場的供礦品位與選廠處理品位非常接近，表明我們在作業(yè)管控及爆堆上礦巖界線放樣方法對降低采礦損失貧化率著有成效；提升了相關(guān)地段穿孔效率，縮短了相關(guān)地段穿孔、爆破、鏟裝循環(huán)時間，間接升了作業(yè)線生產(chǎn)能力；利用“爆堆鏟裝界線測量放樣設(shè)計程序”可根據(jù)爆區(qū)鉆孔分布、起爆順序、爆破自由面方位及數(shù)量能夠快速預(yù)估實體礦巖界線的位置、形態(tài)，并與現(xiàn)場測量、 分析最終定性的虛體上礦巖界線位置、形態(tài)基本一致； 該項目屬于長期受益項目，較之原有放樣技術(shù)而言所取得的效益是巨大的。爆堆鏟裝界線測量放樣設(shè)計程序?qū)τ诼短斓V山礦巖界線實體設(shè)計、虛體放樣均有非常好的預(yù)估、預(yù)判和實際效果，能夠從本質(zhì)上降低損失貧化量，

14、并從中獲得巨大有形和隱含效益。同時對于其它露天礦山損失貧化界線放樣研究也具有指導(dǎo)意義。參考文獻1 孟令群 .關(guān)于礦山測量中 GPS 技術(shù)應(yīng)用與優(yōu)勢探索 J/OL. 世界有色金屬 ,2019(01):28+302019-03-27.2 楊普法 .新時期數(shù)字化礦山測量技術(shù)的應(yīng)用 J/OL. 世界有色金屬 ,2019(01):207-2082019-03-27.3 楊永強 .關(guān)于礦山測量技術(shù)的管理與應(yīng)用探究 J/OL. 世界有色金屬 ,2019(01):219-2202019-03-27.4 覃智丹 .新時期礦山測繪工程測量技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用分析J/OL. 世界有色金屬 ,2018(24):188+1

15、902019-03-27.6 張金峰 . 基于 GPS 的礦山地質(zhì)工程測量技術(shù)應(yīng)用J. 世界有色金屬,2018(22):15+17.A New Method For Measuring Layout Design Of Open-pit ShovelLoading Line(China Gold lnner Mongolia Mining Co., LtdInner MongoliaManzhouli021400)Abstract: This article tells the story of the open-pit mine production process due to the diversity of orebody and its changes, cause the emergence of the inevitable mixed phenomenon, in view of the situation, the method of blasting dispersion law research and analysis, has realized the line entity ore-bearing lofting to dispersion,