劉成都

摘 要：RTK測(cè)量技術(shù)及衍生的三套布孔施工工藝，先于準(zhǔn)東露天煤礦進(jìn)行應(yīng)用，后在宜化露天煤礦進(jìn)行應(yīng)用推廣，結(jié)果表明：在露天礦山爆破施工中應(yīng)用這三套工藝，可提高作業(yè)效率，降低爆破單耗、減少大塊及根底，大幅度降低爆破成本。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK；露天煤礦；爆破；應(yīng)用

1 概述

針對(duì)公司承接準(zhǔn)東露天煤礦爆破布孔施工過程中存在的問題，根據(jù)GPS-RTK技術(shù)特點(diǎn)，研發(fā)出GPS-RTK用于露天礦山爆破布孔施工的工藝，提高生產(chǎn)效率，取得較高社會(huì)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 研究的內(nèi)容及特點(diǎn)

在大型露天礦山臺(tái)階爆破施工中，現(xiàn)在多用拉測(cè)繩測(cè)尺的方法進(jìn)行精略的炮孔布置，然后采用水準(zhǔn)儀或全站儀進(jìn)行孔深數(shù)據(jù)采集。這些方法生產(chǎn)效率低下，而且布孔精度較差，孔位分布不均勻，導(dǎo)致爆破后大塊和根底較多。在施工過程中，為保證較小的大塊率和根底率，孔網(wǎng)參數(shù)很難進(jìn)行調(diào)整而達(dá)不到最優(yōu)化，炸藥單耗較高。

由于沒有采取合理有效的控制手段，每次爆破區(qū)域自由面參差不齊，為保證抵抗線一致，大部分前排孔需要向后移動(dòng)（或在前排孔前加密一排孔），這導(dǎo)致前兩排孔炸藥沒有得到充分利用，前兩排孔實(shí)際爆破方量小于理論承爆方量。這里把實(shí)際爆破方量與理論承爆方量的差值稱為“修正方量（V修）”；實(shí)際爆破方量與理論承爆方量的比值稱為“修正系數(shù)（α）”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般爆破“修正方量”占實(shí)際爆破方量的85%-95%，無(wú)形中造成成本增加非常多，這一問題是成本控制中的一大難點(diǎn)，解決后將對(duì)成本控制影響非常大，對(duì)露天礦山臺(tái)階爆破具有十分重要的意義。

針對(duì)上述準(zhǔn)東露天煤礦急需解決的問題，深入推廣GPS-RTK測(cè)量技術(shù)，根據(jù)GPS-RTK技術(shù)特點(diǎn)，經(jīng)認(rèn)真探討實(shí)施改進(jìn)、完善、實(shí)踐、再完善、再實(shí)踐這一循環(huán)提高計(jì)劃，逐步形成適合于露天礦爆破布孔測(cè)量作業(yè)的一套創(chuàng)新成果體系，主要三種施工工藝。

2.1 工藝一：RTK控制礦區(qū)整體基準(zhǔn)線工藝

（1）選取基準(zhǔn)線。根據(jù)礦區(qū)設(shè)計(jì)圖紙、業(yè)主要求、礦區(qū)現(xiàn)狀等方面綜合考慮，選取一條參考線，一基準(zhǔn)線最好橫跨整個(gè)礦區(qū)。RTK在校正后，將選好的基準(zhǔn)線鍵入手簿中。

（2）布孔時(shí)，先綜合考慮各種因素，使用RTK中的參考線放樣確定后排孔孔位，保證每個(gè)炮區(qū)都平行或者垂直于基準(zhǔn)線。把以往從前往后布置炮孔的模式慢慢改為以從后往前布置為基準(zhǔn)綜合考慮前排抵抗線的模式，最終使礦區(qū)各臺(tái)階自由面都平行，爆破區(qū)域規(guī)整。

2.2 工藝二：RTK參考線精確布孔工藝

（1）以工藝1中的礦區(qū)整體基準(zhǔn)線為參考線，進(jìn)入手簿中的直線庫(kù)放樣界面，將桿高設(shè)置為“孔底高程+儀器高度”，屏幕上顯示的高程就是該孔的孔深。

（2）觀察炮區(qū)自由面，根據(jù)設(shè)計(jì)中的抵抗線參數(shù)選擇第一排孔的偏距，“第一排偏距-（N-1）*排距”為第N排的偏距。N=2，3，4，……

（3）第一個(gè)孔的樁號(hào)根據(jù)側(cè)邊抵抗線來確定，確定好第一個(gè)孔Ⅰ11后，移動(dòng)移動(dòng)站改變樁號(hào)，同時(shí)讓手簿上偏距保持不變，樁號(hào)的變化就是兩點(diǎn)之間的間距。假設(shè)孔距為a，當(dāng)樁號(hào)變化一個(gè)a值，即得到第二個(gè)孔的孔位Ⅰ12，以此類推將第一排孔布置完成。

（4）以梅花孔為例，“Ⅰ11的樁號(hào)±a/2”即為第二排第一個(gè)孔的孔位Ⅱ11，按步驟（3）中的方法將第二排孔布置完成。

（5）以此類推，可將整個(gè)炮區(qū)的孔位布置完成。

（6）布孔完成后，將炮區(qū)邊界的偏距與樁號(hào)等內(nèi)容在施工記錄本中進(jìn)行記錄。

2.3 工藝三：RTK-測(cè)繩結(jié)合快速精確布孔工藝

（1）布孔前，使用GPS-RTK中的“線放樣”，測(cè)量炮區(qū)臨空面距離基準(zhǔn)線的距離，觀察自由面，根據(jù)爆破初步設(shè)計(jì)中的抵抗線，來確實(shí)第一排孔的偏距，再根據(jù)排距確定每排的偏距。

（2）按每排的偏距每隔一段用裝有石塊的紅塑料袋放樣（下稱“排距”），要求每段所布置的“排距”樁號(hào)都相同，每段“排距”距離為98米，不足98米時(shí)可以取小值，但要記錄下這兩個(gè)“排距”之間的距離。

（3）使用100米測(cè)量繩布孔，一名輔工將測(cè)繩的1米刻度踩在“排距”上，另外一名輔工將99米刻度踩在下一個(gè)“排距”上；若兩段“排距”之間的距離小于98米，輔工拉測(cè)量繩時(shí)，一名輔工留1米刻度踩在“排距”上后，另外一名輔工根據(jù)兩段排距之間的距離將相應(yīng)的刻度踩在“排距”上。拉好繩子后，施工員或技術(shù)員使用裝有石塊的紅塑料袋子布孔。

（4）孔布好后，使用RTK測(cè)量出每個(gè)孔的孔深，用記號(hào)筆寫在孔位上的紅袋子上，并用RTK記錄孔深數(shù)據(jù)。

3 應(yīng)用推廣情況

三套R(shí)TK工藝在準(zhǔn)東露天煤礦爆破施工工程中得到了廣泛的實(shí)施和應(yīng)用，得到了巨大的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

使用新工藝之前，由于每次爆破區(qū)域的“后排線”都不一致，使下一循環(huán)爆破時(shí)，炮區(qū)前排臨空面參差不齊（圖1）。采用此工藝一段時(shí)間后，各臺(tái)階都相對(duì)平行（圖2），礦區(qū)規(guī)整，前排孔沒有折損方量，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。

為了方便對(duì)比，將孔位誤差超過0.2米的孔稱為偏差孔，偏差孔數(shù)除以總孔數(shù)得出炮區(qū)布孔偏差率。偏差率越小，說明布孔精度越高。

從表1中可以看出，使用傳統(tǒng)的布孔工藝，孔位偏差較大，孔網(wǎng)參數(shù)無(wú)法最優(yōu)化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，礦區(qū)使用新工藝后，二次處理成本較以前降低了近80%，新工藝經(jīng)濟(jì)價(jià)值可觀。

結(jié)束語(yǔ)

新工藝推廣與應(yīng)用使得礦區(qū)臺(tái)階之前參差不齊的自由面變得相互平行，每次爆破區(qū)域均可視為標(biāo)準(zhǔn)炮區(qū)，布孔作業(yè)簡(jiǎn)單方便，降低了以往前排孔由于自由面參差不齊而影響的爆破方量，實(shí)現(xiàn)了礦山精細(xì)化爆破布孔施工。精度布孔使得爆破區(qū)域孔位均勻分布，炸藥爆炸產(chǎn)生的應(yīng)力均勻分布于被爆巖體中，改善了爆破效果，減少根底的產(chǎn)生，使二次處理成本降低。在不久的將來，在我們努力推動(dòng)下大家對(duì)新工藝更熟知，操作更便捷，推廣運(yùn)用更廣泛。

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