一种露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法与流程

1.本发明涉及预埋炸药加速滑坡领域，特别涉及一种露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法。


背景技术：

2.露天矿内排土场是用于排放矿山开采的废岩、弃土的场所，由于长期废岩、弃土的堆放、累积造成的边坡不稳而形成的滑坡。露天矿排土场边坡稳定性问题受排土场基地形态及岩层性质、排弃物料特性、水、边坡形态等多重因素影响。露天矿内排土场发生滑坡可能会造成排土车辆或者辅助设备滑入坡底、运输道路被堵塞、设施设备甚至工作人员被掩埋等恶性事故，不仅会影响露天矿的生产，造成极大的经济损失，甚至会人员伤亡。
3.目前矿山企业大多对内排土场加强了边坡变形监测工作和建立完善的日常巡查监测制度，对于出现的局部、小规模的变形异常，通常采取提高监测频度并实施相应的治理措施；但当滑坡无法控制时，只能立即安全撤离，被动地等待滑坡现象发生，严重影响现场工作时间和效率。针对这个现象，我们提出一种露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对滑坡不可控时，被动等待滑坡现象发生的时间影响工作效率的问题，提出一种露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法。
5.针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
6.本发明一部分实施例中提供一种露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
7.步骤一：在露天矿排土场排土堆置形成排土台阶的过程中，预先在排土台阶的坡底布置多个埋点并在埋点内预埋炸药；
8.步骤二：形成排土台阶后，在所述排土台阶中设置监测部件，以监测所述排土台阶的边坡变形动态信息；
9.步骤三：在所述排土台阶的边坡滑动的过程中，若所述边坡滑动速度符合引爆加速条件，则根据边坡基本参数预测边坡的滑坡剪出口位置；
10.步骤四：确定与所述滑坡剪出口距离最近的炸药并引爆，以提升边坡的滑动速度；
11.步骤五：所述排土台阶应力释放且稳定后，在滑坡的基础上重新排土作业，重复上述步骤一至四。
12.本发明一部分实施例中提供的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，在所述步骤二中，在所述台阶的坡肩设置gnss监测部件，获取坡肩监测点移动速度，当坡肩监测点移动速度超出预设范围时，gnss监测部件发出预警信号。
13.本发明一部分实施例中提供的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，在所述步骤二中，所述预警信号包括三级预警模式信号，其中：
14.若坡肩监测点移动速度达到8mm/h、192mm/d时，gnss监测部件执行ⅲ级预警模式；
15.若坡肩监测点移动速度达到10mm/h、240mm/d时，gnss监测部件执行ⅱ级预警模式；
16.若坡肩监测点移动速度达到15mm/h、360mm/d时，gnss监测部件执行ⅰ级预警模式。
17.本发明一部分实施例中提供的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，在所述步骤二中，在排土场的端帮设置雷达监测部件，获取边坡各监测点移动速度，当边坡各监测点移动速度超出预设范围时，雷达监测部件发出预警信号。
18.本发明一部分实施例中提供的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，在所述步骤二中，所述雷达监测部件发出的预警信号包括三级预警模式信号，其中：
19.边坡各监测点移动速度为5-8mm/h时,雷达监测部件执行ⅲ级预警模式；
20.边坡各监测点移动速度为8-10mm/h时,雷达监测部件执行ⅱ级预警模式；
21.边坡各监测点移动速度为10mm/h以上时,雷达监测部件执行ⅰ级预警模式。
22.本发明一部分实施例中提供的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，在所述步骤二中，在所述台阶的坡顶处设置移动监测部件；所述移动监测部件包括多个，多个所述移动监测部件均匀地安装在坡顶处，所述移动监测部件监测坡顶监测点移动速度。
23.本发明一部分实施例中提供的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，在所述步骤二中，在所述排土台阶中设置的所述监测部件均采用可拆卸方式安装。
24.本发明一部分实施例中提供的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，在所述步骤三中，所述边坡基本参数包括坡角α、台阶高度h、边坡填土重度γ、土的黏聚力c和内摩擦角，利用极限平衡法预测所述边坡的滑坡剪出口位置。
25.本发明一部分实施例中提供的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，所述步骤一中，所述多个埋点按照矩形点阵的方式进行布置。
26.本发明一部分实施例中提供的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，所述多个埋点的布置方式为沿排土场推进方向每隔40-60米设置一排埋点，每排埋点中相邻的两个埋点间距为5-15米。
27.本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
28.本发明提供的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，在露天矿排土场排土堆置形成排土台阶的过程中，预先在排土台阶的坡底布置多个埋点并在埋点内预埋炸药，形成排土台阶后，在排土台阶中设置监测部件，以监测排土台阶的边坡变形动态信息，若边坡滑动速度符合引爆加速条件，则根据边坡基本参数预测边坡的滑坡剪出口位置，引爆预测滑坡剪出口附近的炸药，本方案通过人工干涉加速滑坡，减少等待时间，提高工作效率。
附图说明
29.下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:
30.图1为本发明一个实施例所述露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法的步骤示意图；
31.图2为本发明一个实施例所述露天矿内排台阶的初始形态示意图；
32.图3为图2中所示俯视角下炸药埋点的分布示意图；
33.图4为本发明一个实施例所述的露天矿内排台阶即将滑坡时的形态示意图；
34.图5为图4所示侧视角下炸药埋点的分布示意图。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、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做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。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
39.本实施例提供的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
40.步骤一：在露天矿排土场排土堆置形成排土台阶的过程中，预先在排土台阶的坡底布置多个埋点并在埋点内预埋炸药。具体地，可以布置多排、多列的埋点，埋点内预埋炸药后，可以按照同一排埋点内的炸药能够采用导爆索起爆法同时起爆的方式引爆。
41.步骤二：形成排土台阶后，在所述排土台阶中设置监测部件，以监测所述排土台阶的边坡变形动态信息。监测部件用于及时掌握和收集边坡变形动态信息，当监测数据超限时，监测系统发出预警，通知各级管理人员。
42.步骤三：在所述排土台阶的边坡滑动的过程中，若所述边坡滑动速度符合引爆加速条件，则根据边坡基本参数预测边坡的滑坡剪出口位置。引爆加速条件可以预先设定为速度范围值，根据不同排土场人力物力资源合理设置，如果边坡滑动速度符合引爆加速条件，说明在对其进行监控的过程中所需要的人力物力已经超出排土场内人员的承受能力。本步骤中，优选所述边坡基本参数包括坡角α、台阶高度h、边坡填土重度γ、土的黏聚力c和内摩擦角，利用极限平衡法预测所述边坡的滑坡剪出口位置。极限平衡法是根据静力平衡原理分析边坡各种破坏模式下的受力状态,以边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。
43.步骤四：确定与所述滑坡剪出口距离最近的炸药并引爆，以提升边坡的滑动速度。本步骤执行时，需要各级管理人员疏散现场人员、撤离相关设备、设置警戒区后，利用导爆索引爆最靠近预测滑坡剪出口内侧最近一排炸药，加速边坡滑坡。
44.步骤五：所述排土台阶应力释放且稳定后，在滑坡的基础上重新排土作业，重复上述步骤一至四。
45.以上方案中，在露天矿排土场排土堆置形成排土台阶的过程中，预先在排土台阶
的坡底布置多个埋点并在埋点内预埋炸药，形成排土台阶后，在排土台阶中设置监测部件，以监测排土台阶的边坡变形动态信息，若边坡滑动速度符合引爆加速条件，则根据边坡基本参数预测边坡的滑坡剪出口位置，引爆预测滑坡剪出口附近的炸药，本方案通过人工干涉加速滑坡，减少等待时间，提高工作效率。
46.具体地，参考图2至图5，首先沿排土场前进方向在坡底9每隔l1设置一排炸药3，图中所示炸药3共设置了7排，即图中所示3-1至3-7，每排内相邻炸药3的间距为l2；通过边坡监测系统确定预警等级，根据裂隙8出现位置利用极限平衡法计算预测出滑坡面1的剪出口2的大致位置。根据计算预测出的滑坡面1剪出口2的大致位置，引爆距离其位置最近的内侧一排炸药3-3，加快滑坡现象的发生。也即，本实施例中所述的预埋炸药加速滑坡的方法，只需利用导爆索同时引爆一排炸药3，即选取距离预测滑坡面1剪出口2最近的内侧一排炸药3-3进行引爆，而并不是将所有炸药3一起引爆。
47.在以上方案中所述的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，在所述步骤二中，在所述台阶的坡肩7设置gnss监测部件，获取坡肩监测点移动速度，当坡肩监测点移动速度超出预设范围时，gnss监测部件发出预警信号。其中，所述预警信号包括三级预警模式信号，若坡肩监测点移动速度达到8mm/h、192mm/d时，gnss监测部件执行ⅲ级预警模式；若坡肩监测点移动速度达到10mm/h、240mm/d时，gnss监测部件执行ⅱ级预警模式；若坡肩监测点移动速度达到15mm/h、360mm/d时，gnss监测部件执行ⅰ级预警模式。
48.进一步地，本发明一些实施例中的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，在所述步骤二中，在排土场的端帮设置雷达监测部件，获取坡面6上设置的各监测点移动速度，当边坡各监测点移动速度超出预设范围时，雷达监测部件发出预警信号。所述雷达监测部件发出的预警信号包括三级预警模式信号，其中：边坡各监测点移动速度为5-8mm/h时,雷达监测部件执行ⅲ级预警模式；边坡各监测点移动速度为8-10mm/h时,雷达监测部件执行ⅱ级预警模式；边坡各监测点移动速度为10mm/h以上时,雷达监测部件执行ⅰ级预警模式。具体地，在露天矿端帮、距离排土台阶1000米的位置安装雷达监测部件，所述雷达监测部件选择ibis边坡雷达，每隔120秒进行一次采样，采样周期为60秒，距离向分辨率为0.75米，角度向分辨率为4.36mrand，获取边坡各监测点速度情况。本方案中，集gnss边坡位移监测和ibis边坡雷达监测于一体，可以同时采集多种边坡位移信息，提高了监测数据准确性。以上方案中，gnss自动化监测系统和ibis边坡雷达监测系统均采用三级预警模式，方便针对不同预警等级采用不同现场处理方案。
49.优选地，以上的露天矿内排台阶预埋炸药加速滑坡方法，在所述步骤二中，在所述台阶的坡顶处设置移动监测部件；所述移动监测部件包括多个，多个所述移动监测部件均匀地安装在坡顶处，所述移动监测部件监测坡顶监测点移动速度。移动监测部件选择gps定位模块，其可以包括十个或更多，均匀安装在距坡肩5米的坡顶处，提高了实际边坡位移变化真实性。
50.本发明以上实施例中的方案，在所述步骤二中，在所述排土台阶中设置的所述监测部件均采用可拆卸方式安装。即各个监测部件是可以移动的，在人工干涉引爆炸药前可撤离监测点设备，在满足监测要求的前提下，可以减少设备损耗。
51.为了方便作业，如图所示，所述步骤一中，所述多个埋点按照矩形点阵的方式进行布置，所述多个埋点的布置方式为沿排土场推进方向每隔40-60米设置一排埋点，每排埋点
中相邻的两个埋点间距为5-15米。如图，优选相邻两排埋点之间的距离为50米，每排埋点中相邻两个埋点之间的间距为10米。
52.本发明以上实施例中提供的方案，根据已出现裂隙位置和宽度，计算推导出滑坡面剪出口位置，引爆其周边炸药人工干预滑坡，加快滑坡速度，减少现场作业等待时间，提高工作效率。并且，通过gnss边坡位移监测和ibis边坡雷达监测同时使用，对边坡滑动速度进行监测，提高了监测数据的精确度。在设置监测部件时，现场使用监测点设备按照预定的间隔距离均匀安装在边坡的坡面、坡肩和坡顶的各个监测区域，确保监测效果更真实可靠。优选地，监测部件均采用可移动的方式安装，在人工干涉引爆炸药前可撤离监测点设备，减少设备损耗，降低成本。
53.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。