一種基于靜態(tài)劈裂的層狀巖體采石方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采石領(lǐng)域，尤其是一種基于靜態(tài)劈裂的層狀巖體采石方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，對(duì)生存環(huán)境的要求的提高，人們對(duì)山體采石的效率、安全性有著越來(lái)越高的要求。通常的山體采石都是通過(guò)炸藥爆破，無(wú)法有效精確控制開(kāi)采范圍，開(kāi)采深度，且更易破壞巖石結(jié)構(gòu)，使得對(duì)巖體的穩(wěn)定性造成較大的影響，不利于安全采石O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于靜態(tài)劈裂的層狀巖體采石方法，可以解決不利于安全采石的問(wèn)題，利用巖石的層理特性對(duì)巖石進(jìn)行靜態(tài)劈裂并獲取所需石塊，大大提高開(kāi)采效率，對(duì)其他巖層干擾少，對(duì)開(kāi)采過(guò)后巖石的穩(wěn)定性影響相對(duì)較小，安全性尚O
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種基于靜態(tài)劈裂的層狀巖體采石方法，該方法包括以下步驟:
步驟I:確定所需采集的石塊尺寸和可供開(kāi)采的巖體面積；
步驟2:計(jì)算可供開(kāi)采的巖體上可采集的層數(shù)=可供開(kāi)采的巖體的寬度W巖/所需采集的石塊寬度W寬；
步驟3:開(kāi)挖巖體臨空面:根據(jù)步驟I確定的石塊尺寸在巖體上確定鉆孔深度h孔，根據(jù)鉆孔深度和可供開(kāi)采的巖體面積在巖體坡腳豎直向上開(kāi)挖巖體臨空面；
步驟3:根據(jù)步驟2挖出的巖體臨空面確定巖體的巖石層理方向，根據(jù)巖石層理方向，確定巖層面的傾斜角度a;
步驟4:根據(jù)單個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置的開(kāi)裂巖石范圍數(shù)值以及所需采集的石塊尺寸，確定每層劈裂采石時(shí)靜態(tài)爆破聚能裝置在巖體上的插入點(diǎn)個(gè)數(shù)及位置；
步驟5:初次劈裂一第一層劈裂采石:第一層插入點(diǎn)位置垂直于臨空面高度hs=所需石塊高度，每?jī)蓚€(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置之間的距離為單個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置的開(kāi)裂巖石范圍數(shù)值，在第一層插入點(diǎn)所確定的位置沿巖石層理方向鉆孔，所鉆孔的軸向與巖層走向平行，在各孔中放入靜態(tài)爆破聚能裝置并注射裂石漿液進(jìn)行劈裂采石，收集最大的石塊；步驟6:第一層劈裂采石結(jié)束后，取出各孔中的靜態(tài)爆破聚能裝置；
步驟7:初次劈裂一多層劈裂采石:第二層劈裂采石插入點(diǎn)位置為第一層開(kāi)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(diǎn)個(gè)數(shù)與標(biāo)記點(diǎn)間距同第一層，重復(fù)步驟5-6，完成步驟2計(jì)算出的除第一層外的剩余可供開(kāi)采的巖體(I)上可采集的層數(shù)的開(kāi)米，收集最大的石塊(4)；
步驟8:測(cè)量最大的石塊的尺寸，根據(jù)步驟I確定的所需采集的石塊尺寸，計(jì)算進(jìn)行二次劈裂所需布置的靜態(tài)爆破聚能裝置的數(shù)量及布置方式； 步驟9: 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(tài)爆破聚能裝置并注射裂石漿液進(jìn)行劈裂采石，各靜態(tài)爆破聚能裝置的劈裂方向垂直于巖石層理方向，
采得特定尺寸的石塊。
[0005]步驟4中，靜態(tài)爆破聚能裝置在巖體上的插入點(diǎn)個(gè)數(shù)的計(jì)算方法為可供開(kāi)采的巖體面積長(zhǎng)度L巖/單個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置的開(kāi)裂巖石范圍數(shù)值，每?jī)蓚€(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置之間的距離為單個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置的開(kāi)裂巖石范圍數(shù)值。
[0006]步驟4中的單個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置的開(kāi)裂巖石范圍數(shù)值由巖石靜態(tài)劈裂試驗(yàn)確定。
[0007]步驟8中，二次劈裂所需布置的靜態(tài)爆破聚能裝置的布置方式為至少一個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置在垂直方向形成一組爆破聚能裝置組，每?jī)山M爆破聚能裝置組之間的距離為所需采集的石塊長(zhǎng)度LS，每組爆破聚能裝置組中靜態(tài)爆破聚能裝置的數(shù)量為所需采集的石塊長(zhǎng)度h石/單個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置的開(kāi)裂巖石范圍數(shù)值，所需爆破聚能裝置組數(shù)=最大的石塊
(4)的長(zhǎng)度/所需石塊長(zhǎng)度L^-1。
[0008]本發(fā)明提供的一種基于靜態(tài)劈裂的層狀巖體采石方法，有益效果如下:
1、通過(guò)初次劈裂采集大的石塊，再對(duì)大的石塊進(jìn)行二次劈裂得到所需采集的特定尺寸的石塊，對(duì)根據(jù)巖石的層理結(jié)構(gòu)安裝劈裂裝置，相對(duì)于沒(méi)有沿層理的劈裂，使得巖石更容易塌落，大大提高采石效率。
[0009]2、根據(jù)巖石的層理結(jié)構(gòu)沿層理劈裂，對(duì)其他巖層干擾很少，對(duì)開(kāi)采過(guò)后巖石的穩(wěn)定性影響相對(duì)較小，采石安全性得到提高。
[0010]3、利用巖石劈裂后產(chǎn)生的臨空面上巖石的重力加速靜態(tài)劈裂，提高采石效率。
[0011]4、可以有效控制開(kāi)采深度、采石范圍，使得開(kāi)采的準(zhǔn)確性得到提高從而可以有效獲取所需尺寸的石塊。
[0012]5、安全有效，破碎無(wú)聲無(wú)爆破飛石，劈裂無(wú)粉塵，對(duì)周圍建筑物無(wú)影響，對(duì)周圍環(huán)境基本無(wú)影響。
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一對(duì)層狀砂巖進(jìn)行采石步驟5的第一次劈裂裝置布置的主視圖；
圖2為圖1A-A向的剖視圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例一對(duì)層狀砂巖進(jìn)行初次劈裂一第一層劈裂采石開(kāi)挖巖體臨空面的示意圖；
圖4為本發(fā)明本發(fā)明實(shí)施例一對(duì)層狀砂巖進(jìn)行采石步驟8確定第二次劈裂采石的示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例二對(duì)云母片巖進(jìn)行采石步驟5的第一次劈裂裝置布置的主視圖；
圖6為圖5B-B向的剖視圖；
圖7為本發(fā)明本發(fā)明實(shí)施例二對(duì)云母片巖進(jìn)行采石步驟8進(jìn)行二次劈裂所需布置的靜態(tài)爆破聚能裝置的布置方式和數(shù)量示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例一
開(kāi)采巖體為層狀砂巖，所用靜態(tài)爆破聚能裝置3及其使用方法為中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01510171972.1公開(kāi)的一種靜態(tài)爆破聚能裝置及其爆破方法，開(kāi)采前由巖石靜態(tài)劈裂試驗(yàn)確定單個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置3的開(kāi)裂范圍為0.5米，通過(guò)對(duì)巖體勘測(cè)確定巖層為水平，巖層厚度約為0.2米。
[0015]如圖1-4所示，一種基于靜態(tài)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為!^= I米，W石=1米，H^= I米，可供開(kāi)采的巖體I面積L巖二
5 米米；
步驟2:計(jì)算可供開(kāi)采的巖體I上可采集的層數(shù)=可供開(kāi)采的巖體的寬度W巖/所需采集的石塊寬度W寬=5米/I米=5層；
步驟3:開(kāi)挖巖體臨空面:根據(jù)步驟I確定的石塊尺寸在巖體I上確定鉆孔深度Im=L^=I米，根據(jù)鉆孔深度和可供開(kāi)采的巖體I面積利用挖掘機(jī)在巖體坡腳豎直向上開(kāi)挖矩形巖體臨空面2，巖體臨空面2的長(zhǎng)度Us=5米，寬度W臨=1米，開(kāi)挖深度為I米；
步驟3:根據(jù)步驟2挖出的巖體臨空面2確定巖體I的巖石層理方向5，根據(jù)巖石層理方向，通過(guò)對(duì)臨空面的觀察，確定巖層面向下傾斜，其傾斜角度a=30度；
步驟4:根據(jù)單個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置3的開(kāi)裂巖石范圍數(shù)值以及所需采集的石塊尺寸，確定每層劈裂采石時(shí)靜態(tài)爆破聚能裝置3在巖體I上的插入點(diǎn)個(gè)數(shù)及位置；
步驟4中，靜態(tài)爆破聚能裝置3在巖體I上的插入點(diǎn)個(gè)數(shù)的計(jì)算方法為可供開(kāi)采的巖體面積長(zhǎng)度L巖/單個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置3的開(kāi)裂巖石范圍數(shù)值=5米/0.5米=10個(gè)，每?jī)蓚€(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置3之間的距離為單個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置3的開(kāi)裂巖石范圍數(shù)值=0.5米；
步驟5:初次劈裂一第一層劈裂采石:第一層插入點(diǎn)位置垂直于臨空面2高度h插=所需石塊高度hpl米，每?jī)蓚€(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置3之間的距離為單個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置3的開(kāi)裂巖石范圍數(shù)值=0.5米，確定第一層插入點(diǎn)布置位置為垂直于臨空面約Im處的水平層理處，將該層理用顏料標(biāo)記出，再在該層理上用不同顏色的顏料標(biāo)記出第一層的十個(gè)插入點(diǎn)，在第一層插入點(diǎn)所確定的位置沿巖石層理方向5鉆孔，所鉆孔的軸向與巖層走向平行，以保證第二層劈裂時(shí)，臨空面與層理面平行，孔徑為0.1米，孔深為I米；
在各孔中放入靜態(tài)爆破聚能裝置3;
裂石方法為:在鉆孔中，首先放置靜態(tài)爆破聚能裝置3的主體護(hù)筒，使劈裂角的尖端線位于同一直線上，再將四根穩(wěn)定軸插入穩(wěn)定軸導(dǎo)環(huán)中，完成靜態(tài)爆破聚能裝置3的安裝；用大型注射器在主體護(hù)筒注射裂石漿液進(jìn)行劈裂采石，
等待1-2小時(shí)，觀察碎石情況，收集最大的石塊4;
步驟6:第一層劈裂采石結(jié)束后，取出各孔中的靜態(tài)爆破聚能裝置3;
步驟7:初次劈裂一多層劈裂采石:第二層劈裂采石插入點(diǎn)位置為第一層開(kāi)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=1米，插入點(diǎn)個(gè)數(shù)與標(biāo)記點(diǎn)間距同第一層，重復(fù)步驟5-6，完成步驟2計(jì)算出的除第一層外的剩余四層的開(kāi)采，收集最大的石塊4，完成整個(gè)可供開(kāi)采的巖體I的采石；
步驟8:由于第一層開(kāi)采所得最大的石塊4形狀為三棱柱，不滿足所需石塊尺寸，對(duì)剩余四層開(kāi)采所得最大的石塊進(jìn)行二次劈裂；
測(cè)量剩余四層開(kāi)采所得最大的石塊4的尺寸為L(zhǎng)大石=5米，W大石=I米，H大石=I米，根據(jù)步驟I確定的所需采集的石塊尺寸，計(jì)算進(jìn)行二次劈裂所需布置的靜態(tài)爆破聚能裝置3的數(shù)量及布置方式；
步驟8中，二次劈裂所需布置的靜態(tài)爆破聚能裝置3的布置方式為至少一個(gè)靜態(tài)爆破聚能裝置3在垂直方向形成一組爆破聚能裝置組，每?jī)山M爆破聚能裝置組之間的距離為所需采集的石塊長(zhǎng)度L石=1米，每組爆破