一种矿山边坡修复用爆破施工方法与流程

1.本发明属于矿山边坡治理技术领域，特别涉及一种矿山边坡修复用爆破施工方法。


背景技术：

2.矿山开采过程中会产生大量非经治理而无法使用的土地，又称矿业废弃地，废弃地存在因生产导致的各种污染；为了达到生态修复的需要，需要对矿山进排修复、复绿；
3.目前在矿山修复过程中，会采用钻倾斜炮孔、光面(预裂)爆破的方式，这样在爆破时会导致坡脚处产生很多碎石，边坡成型效果不好，后期机械修整的工作量大，工程机械的使用成本高。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种矿山边坡修复用爆破施工方法，具体技术方案如下：
5.一种矿山边坡修复用爆破施工方法，所述施工方法包括以下步骤：
6.s1、绘制终了矿山坡体图纸；终了矿山坡体由上至下呈阶梯状依次为上终了平台、终了边坡、下终了平台；上终了平台与终了边坡的连接处为坡顶线，终了边坡与下终了平台的连接处为坡脚线；
7.s2、根据终了矿山坡体图纸，在作业面的表面标记出各个炮孔位置，炮孔相对位于上终了平台、终了边坡、坡脚线以及下终了平台的顶部；
8.s3、矿山坡体爆破施工：
9.s3.1、按照炮孔标记位置，使用钻机钻出预定深度的炮孔；
10.s3.2、将爆破装置安装在各个炮孔内，再将各个爆破装置电性连接为一体；
11.s3.3、启动爆破装置，各个炮孔所对位置处的矿石被破碎，形成初步矿山坡体；
12.s3.4、工程机械对初步矿山坡体进排清理、修整，平整出终了矿山坡体；
13.s4、在上终了平台、下终了平台的表面进排开沟覆土作业，覆土作业完毕后，种植植被；
14.s5、在终了边坡的表面进排挂网操作，再喷播种植土料。
15.进一步的，在s3.1中，所述炮孔的预定深度的计算方法为：
16.判断爆破作业面高程是否全部高于上方终了平台高程；
17.是，则爆破作业面高程高于上方终了平台高程；炮孔孔深的计算方法如下：
18.l＝l1 l2 l319.其中：l：炮孔孔深
20.l1：作业面高程与上终了平台高程差值
21.l2：为偏距
×
坡比(偏距：炮孔中心到坡顶线的水平距离)
22.l3：为炮孔超深，终了边坡所对应的孔不加超深即l3＝0m，上终了平台、坡脚线、下
终了平台上的炮孔l3＝(10％～15％)
×
(l1 l2)。
23.否，则爆破作业面高程低于上方终了平台高程；炮孔孔深的相关计算方法如下：
24.l＝l2 l325.其中：l：炮孔孔深
26.l2：为偏距
×
坡比(偏距：炮孔中心到坡顶线的水平距离)
27.l3：为炮孔超深；终了边坡所对应的孔不加超深即l3＝0m，上终了平台、下终了平台上的炮孔l3＝(10％～15％)
×
l2。
28.进一步的，在s3.1中，钻出的炮孔分布状态为：炮孔分布有六排，第一排炮孔、第二排炮孔开设于作业面与上终了平台相对位置处，第三排炮孔、第四排炮孔开设于作业面与终了坡体相对位置处，第五排炮孔开设于作业面与坡脚线相对位置处，第六排炮孔开设于作业面与下终了平台相对位置处。
29.进一步的，第一排炮孔、第二排炮孔之间错开设置且排距为b1，第三炮孔、第四排炮孔之间错开设置且排距为b2，第五排炮孔、第六排炮孔之间错开设置且排距为b3，b1＝b2＝b3＝3m，每排中的炮孔间距为3.5m，炮孔的内径为90mm。
30.进一步的，对于第五排炮孔，爆破装置的制作方法为：将缓冲管同心插入于炮孔内，将下起爆雷管、粉状乳化炸药、上起爆雷管填入到缓冲管内，将乳化填充体、下填塞、上填塞依次安装在炮孔内。
31.进一步的，在s4中，所述开沟覆土作业为：
32.s4.1、工程机械在终了矿山坡体的上终了平台的表面开出上蓄土槽、下终了平台的表面开出下蓄土槽；
33.s4.2、在上蓄土槽、下蓄土槽内安装有阵列分布的固土架，相邻两个固土架之间的区域为填土区块；
34.s4.3、在上蓄土槽、下蓄土槽的顶部均安装一组滑轨组件，滑轨组件固定在固土架的顶端；
35.s4.4、在终了矿山坡体的顶部滑动安装土料输送机构，土料输送机构的入口端置于上终了平台顶部、出口置于下终了平台顶部；土料输送机构纵向横跨在终了矿山坡体的顶部，土料输送机构的两端均滑动安装在对应的滑轨组件上；
36.s4.5、运输车将土料倒至土料输送机构的入口端，土料输送机构先单独将土料填充至上蓄土槽的一个填土区块内；
37.s4.6、待所述上蓄土槽的一个填土区块的填土作业完毕后，土料输送机构再单独将土料填充至下蓄土槽的一个填土区块内；
38.s4.7、待所述下蓄土槽的一个填土区块的填土作业完毕后，沿着滑轨组件横向移动土料输送机构至下一填土区块；随后重复s4.5
‑
s4.6，直至上蓄土槽、下蓄土槽均被填满。
39.进一步的，所述固土架包括竖杆、底板、锁紧钉、挂杆以及顶板，所述竖杆的底端外壁垂直设有底板，所述底板通过锁紧钉固定上蓄土槽或下蓄土槽内，所述竖杆的中部侧壁垂直对称设有挂杆，所述竖杆的顶端垂直设有顶板，所述滑轨组件安装于各个顶板的顶面，所述顶板贴合置于终了矿山坡体的表面；在s5中，坡面挂网的顶端扣合连接上终了平台的顶板侧壁。
40.进一步的，在s4中，种植的植物捆扎定位在s4.3布设的滑轨组件上。
41.进一步的，所述土料输送机构包括上导料组件、螺旋提升机、输土长软管、下导料组件；所述上导料组件、下导料组件之间结构相同，所述上导料组件包括底板、上定位座、下定位座以及中转软管，所述底板的底面设有滑块，所述滑块滑动嵌入于滑轨组件的内部，所述底板的表面一端垂直设有第一支杆、另一端垂直设有第二支杆，所述第一支杆的长度大于第二支杆的长度，所述第一支杆的顶端设有上定位座，所述第二支杆的顶端设有下定位座，所述中转软管的一端装配连接上定位座、另一端装配连接下定位座，所述螺旋提升机设于上终了平台的表面且出口端置于上定位座处，所述输土长导管的一端装配连接上导料组件的下定位座、另一端装配连接下导料组件的上定位座。
42.进一步的，在s4.5
‑
s4.6中，单个填土区块的填土过程为：
43.将纵向固土挂网嵌入到填土区块的内部底部，纵向固土挂网的两端均扣合连接竖杆的底部；
44.中转软管与上定位座装配、与下定位座分离，土料通过中转软管排出至填土区块内；待土料填充至覆盖纵向固土挂网时，关闭螺旋提升机；
45.将横向固土挂网铺在土层上，横向固土挂网的两端扣合在两端的挂杆上，再启动螺旋提升机；
46.当土料填满填土区块时，关闭螺旋提升机，将中转软管与下定位座装配，如此土料便可转移至下方对应的填土区块内。
47.本发明的有益效果是：通过在坡脚线处标记炮孔，能很大程度的保证后坡脚的整体性，减少后期机械修整的工作量。
附图说明
48.图1示出了本发明的爆破施工炮孔分布结构示意图；
49.图2示出了本发明的作业面高于终了矿山坡体爆破结构示意图；
50.图3示出了本发明的作业面低于终了矿山坡体爆破结构结构示意图；
51.图4示出了本发明的固土架、坡面挂网安装结构示意图；
52.图5示出了本发明的固土架、纵向固土挂网、横向固土挂网结构示意图；
53.图6示出了本发明的土料输送机构结构示意图；
54.图7示出了本发明的上导料组件、固土架连接结构示意图；
55.图8示出了本发明的上导料组件结构示意图；
56.图9示出了本发明的土料输送机构整体俯视结构示意图；
57.图中所示：1、固土架；11、竖杆；12、底板；13、锁紧钉；14、挂杆； 15、顶板；2、坡面挂网；3、纵向固土挂网；4、横向固土挂网；5、滑轨； 6、上导料组件；61、底板；6111、第一支杆；612、第二支杆；613、滑块； 62、上定位座；63、下定位座；64、中转软管；7、螺旋提升机；8、输土长软管；9、下导料组件。
具体实施方式
58.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进排清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
59.实施例
60.如图1
‑
图3所示，一种矿山边坡修复用爆破施工方法，所述施工方法包括以下步骤：
61.s1、绘制终了矿山坡体图纸；终了矿山坡体由上至下呈阶梯状依次为上终了平台、终了边坡、下终了平台；上终了平台与终了边坡的连接处为坡顶线，终了边坡与下终了平台的连接处为坡脚线；
62.s2、根据终了矿山坡体图纸，在作业面的表面标记出各个炮孔位置，炮孔相对位于上终了平台、终了边坡、坡脚线以及下终了平台的顶部；通过在坡脚线处标记炮孔，能很大程度的保证后坡脚的整体性，减少后期机械修整的工作量；炮孔位置的确定由测量仪器(rtk)精准测量得到；
63.s3、矿山坡体爆破施工：
64.s3.1、按照炮孔标记位置，使用钻机钻出预定深度的炮孔；
65.判断爆破作业面高程是否全部高于上方终了平台高程；
66.如图2所示，是，则爆破作业面高程高于上方终了平台高程；炮孔孔深的计算方法如下：
67.l＝l1 l2 l368.其中：l：炮孔孔深
69.l1：作业面高程与上终了平台高程差值
70.l2：为偏距
×
坡比(偏距：炮孔中心到坡顶线的水平距离)
71.l3：为炮孔超深，终了边坡所对应的孔不加超深即l3＝0m，上终了平台、坡脚线、下终了平台上的炮孔超深l3＝(10％～15％)
×ꢀ
(l1 l2)。
72.示例性的：计算坡脚线的炮孔孔深，l1为4m，l2为10m， l3＝0.1*14＝1.4m，l＝4 10 1.4＝15.4m；
73.如图3所示，否，则爆破作业面高程低于上方终了平台高程；炮孔孔深的相关计算方法如下：
74.l＝l2 l375.其中：l：炮孔孔深
76.l2：为偏距
×
坡比(偏距：炮孔中心到坡顶线的水平距离)
77.l3：为炮孔超深；终了边坡所对应的孔不加超深即l3＝0m，上终了平台、下终了平台上的炮孔l3＝(10％～15％)
×
l2。
78.示例性的：计算坡脚线的炮孔孔深，l1为0m，l2为8m， l3＝0.1*8＝0.8m，l＝8 0.8＝8.8m；
79.s3.2、将爆破装置安装在各个炮孔内，再将各个爆破装置电性连接为一体；对于第五排炮孔，爆破装置的制作方法为：将缓冲管同心插入于炮孔内，将下起爆雷管、粉状乳化炸药、上起爆雷管填入到缓冲管内，将乳化填充体、下填塞、上填塞依次安装在炮孔内；对于其余排的炮孔，其爆破装置为常规的，不添加pvc管；缓冲管示例性的为：40mm的pvc管；
80.单次爆破一排孔，孔数约10个，孔内用ms10非电雷管，孔外连接用ms2非电雷管，采取4个孔一响，单段药量60kg，单次爆破炸药量约300kg；通过上述结构设计能够形成不耦合
装药结构，且不耦合系数符合技术理论要求，从而取代了传统的采用导爆索光面(预裂)方式；保护边坡防止因爆破过度破碎，配合坡脚线的炮孔设计，能够进一步保证边坡的稳定性，减少后期劳动量；与传统导爆索光面(预裂) 爆破相比较，节约钻孔、人工成本约20％；
81.不耦合装药结构一孔爆炸产生的应力波在另一孔沿炮孔连线方向的孔壁上产生最大动态拉应力，而后与另一孔爆生气体在孔壁产生的环向拉应力叠加，首先在此产生初始裂纹。由于爆生气体较长的作用时间，从而在爆生气体的“气刃效应”作用下，是初始裂纹扩展，最终贯通，而形成断裂面。同时起爆多个炮孔时，每个炮孔即是预裂孔，又是爆破孔，其所产生的动态应力场即是预应力场；这种预应力对初始裂纹的定点定向产生及岩石强度的降低起到了重要的控制作用；
82.s3.3、启动爆破装置，各个炮孔所对位置处的矿石被破碎，形成初步矿山坡体；
83.s3.4、工程机械对初步矿山坡体进排清理、修整，平整出终了矿山坡体；
84.s4、在上终了平台、下终了平台的表面进排开沟覆土作业，覆土作业完毕后，种植植被；
85.s5、在终了边坡的表面进排挂网操作，再喷播种植土料。
86.如图1所示，在s3.1中，钻出的炮孔分布状态为：炮孔分布有六排，第一排炮孔、第二排炮孔开设于作业面与上终了平台相对位置处，第三排炮孔、第四排炮孔开设于作业面与终了坡体相对位置处，第五排炮孔开设于作业面与坡脚线相对位置处，第六排炮孔开设于作业面与下终了平台相对位置处；
87.作为上述技术方案的改进，第一排炮孔、第二排炮孔之间错开设置且排距为b1，第三炮孔、第四排炮孔之间错开设置且排距为b2，第五排炮孔、第六排炮孔之间错开设置且排距为b3，b1＝b2＝b3＝3m，每排中的炮孔间距为 3.5m，炮孔的内径为90mm；每排炮孔个数为10个；
88.通过上述炮孔的分布，即可保证爆破效果，又可使得炮孔更为集中，避免矿山坡体破碎过度。
89.如图4所示，在s4中，所述开沟覆土作业为：
90.s4.1、工程机械在终了矿山坡体的上终了平台的表面开出上蓄土槽、下终了平台的表面开出下蓄土槽；上蓄土槽、下蓄土槽能够储存土料，以便后续种树，提高植被覆盖率；
91.s4.2、在上蓄土槽、下蓄土槽内安装有阵列分布的固土架1，相邻两个固土架之间的区域为填土区块；此步骤设置固土架能够能够作为滑轨组件、坡面挂网、纵向固土挂网以及横向固土挂网的定位结构；便于装配定位；填土区块即可蓄土槽的单个填土操作区域，从而将上蓄土槽、下蓄土槽分为多段填土，使得填土作业更为有序高效；
92.s4.3、在上蓄土槽、下蓄土槽的顶部均安装一组滑轨组件，滑轨组件固定在固土架的顶端；滑轨组件由各个滑板组合而成，单个滑板的底面两端通过螺钉在的顶板顶面；通过滑轨组件的设计，可使得后续土料输送机构在各个填土区块转移时更为简便、省力；保证多级土料输送能够稳定、高效完成；
93.s4.4、在终了矿山坡体的顶部滑动安装土料输送机构，土料输送机构的入口端置于上终了平台顶部、出口置于下终了平台顶部；土料输送机构纵向横跨在终了矿山坡体的顶部，土料输送机构的两端均滑动安装在对应的滑轨组件上；土料输送机构可将土料先单独填充上终了平台的填土区块内，再填充至下终了平台的填土区块内，中途无需挖掘机在
上终了平台、下终了平台上进排多级转移，即可提高施工作业效率，又可免去挖掘机施工所需的人工、设备费用，极大的降低了施工成本；
94.s4.5、运输车将土料倒至土料输送机构的入口端，土料输送机构先单独将土料填充至上蓄土槽的一个填土区块内；由于土料输送机构的入口端位于上终了平台顶部，高度最高，因此，在上料时，需要先排出至上蓄土槽的填土区块内，这样便可保证后续土料能够直接传输至下蓄土槽的填土区块内；
95.s4.6、待所述上蓄土槽的一个填土区块的填土作业完毕后，土料输送机构再单独将土料填充至下蓄土槽的一个填土区块内；在作业时，先填充上蓄土槽的填土区块、下蓄土槽的填土区块内，能够保证土料输送机构能够直接填满对应的蓄土槽，无需再往复转移土料输送机构，只需单向转移土料输送机构；
96.s4.7、待所述下蓄土槽的一个填土区块的填土作业完毕后，沿着滑轨组件横向移动土料输送机构至下一填土区块；随后重复s4.5
‑
s4.6，直至上蓄土槽、下蓄土槽均被填满；通过上述逐步填充的步骤，可使得施工有序、高效进排，工人也逐个区块进排平整，土地平整效果好；
97.上述多级单独输送的方式，还可避免土壤洒落至坡面、平台上，土料能精准排出至对应的填充区块内，减轻了工人的劳动量；现有的作业方式是，挖机从顶部下放土壤，使得土壤沿着坡面下落至下级台阶，此种方式，施工成本高，同时，土壤还会附着在坡面上、散落至平台的各个位置，工人还需要收拢至蓄土槽内再进排平整，平整效率低。
98.如图5所示，所述固土架1包括竖杆11、底板12、锁紧钉13、挂杆 14以及顶板15，所述竖杆11的底端外壁垂直设有底板12，所述底板12通过锁紧钉13固定上蓄土槽或下蓄土槽内，所述竖杆11的中部侧壁垂直对称设有挂杆14，所述竖杆11的顶端垂直设有顶板12，所述滑轨组件安装于各个顶板15的顶面，所述顶板15贴合置于终了矿山坡体的表面；竖杆为整个固土架的支撑结构，竖杆的长度与蓄土槽的标准开挖深度相同，底板为锁紧螺钉的装配结构；挂杆的外端、竖杆的底部均设有挂钩；
99.在s5中，坡面挂网2的顶端扣合连接上终了平台的顶板5侧壁；顶板作为坡面挂网的定位结构，无需现场在锤钉悬挂，使得坡面挂网的预定位更为简便；
100.在s4中，种植的植物捆扎定位在s4.3布设的滑轨组件上；由于矿山处风大，前期树苗容易吹倒，因此，滑轨组件可作为植物的定位架，直接捆扎即可，保证树苗存活率，后期也无需再单独安装支撑架，缩短工序，减少耗材；
101.在布设固土架时，将竖杆11置于地面，然后锤入锁紧钉13即可对竖杆保持固定，应保证横杆与蓄土槽的内壁垂直分布，竖杆竖直分布。
102.如图6
‑
图8所示，所述土料输送机构包括上导料组件6、螺旋提升机7、输土长软管8、下导料组件9；所述上导料组件6、下导料组件9之间结构相同，上导料组件用以将土料倒入至上蓄土槽内，下导料组件用以将土料倒至下蓄土槽内；螺旋提升机可将车辆送来的土料直接提升至上导料组件处，无需人工作业；
103.所述上导料组件6包括底板61、上定位座62、下定位座63以及中转软管64；
104.所述底板61的底面设有滑块611，所述滑块612滑动嵌入于滑轨组件的内部，所述底板61的表面一端垂直设有第一支杆6111、另一端垂直设有第二支杆6112，所述第一支杆6111的长度大于第二支杆6112的长度，所述第一支杆6111的顶端设有上定位座62，所述第
二支杆6112的顶端设有下定位座63，所述中转软管64的一端装配连接上定位座62、另一端装配连接下定位座63，所述螺旋提升机7设于上终了平台的表面且出口端置于上定位座62处，所述输土长导管8的一端装配连接上导料组件的下定位座、另一端装配连接下导料组件的上定位座；
105.上定位座、下定位座均为倾斜结构，以适应倾斜向下的导料需要；中转软管、输土长导管均通过法兰盘连接定位座；便于输土长软管、中转软管的装配定位；
106.中转软管的设计能够在单独送料时，只与上定位座装配、不与下定位座装配，这样输送来的土料便只可向下输出至对应的填充区块内，而不会向下级输送，当对应的填充区块装满，再与下定位座连接，即可将土料单独输送至下一等级的填充区块。
107.在s4.5
‑
s4.6中，单个填土区块的填土过程为：
108.将纵向固土挂网3嵌入到填土区块的内部底部，纵向固土挂网3的两端均扣合连接竖杆11的底部；在填土前先扣合固定纵向固土挂网，能够实现纵向的固体，避免泥土横向流散；
109.中转软管64与上定位座62装配、与下定位座63分离，土料通过中转软管64排出至填土区块内；待土料填充至覆盖纵向固土挂网3时，关闭螺旋提升机7；此步用以实现土料对于单个区块的一次填充，先完全覆盖纵向固土挂网，以便后续纵向固土挂网安装，两者不会相互干涉；
110.将横向固土挂网4铺在土层上，横向固土挂网4的两端扣合在两端的挂杆14上，再启动螺旋提升机7；横向固定挂网能够从横向阻隔泥土，避免泥土向上流出，横向固土挂网、纵向固土挂网能够实现立体固土，极大的保证的土质稳定性；解决了矿上蓄土槽内壁光滑，泥土容易流失的问题；
111.当土料填满填土区块时，关闭螺旋提升机，将中转软管与下定位座装配，如此土料便可转移至下方对应的填土区块内。
112.需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
113.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进排了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进排修改，或者对其中部分技术特征进排等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。