一种矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法，在矿山露天边坡上等间距涂上不同颜色的有色染料，形成等间距彩色条状标记（1）；将数字式高速摄像机（6）布置在爆区一侧的安全警戒范围以外，对爆破过程进行全程摄像，根据摄制录像慢速回放技术提取爆破飞石（2）产生时间和落地时间；根据“彩色标记原位追踪法”，追踪定位爆破飞石（2）的形成位置；依据弹道规律获取爆破飞石（2）的飞行轨迹，并在爆破设计图上绘制成图，即可探明爆破飞石（2）的形成分布规律。本发明能够确定飞石防护重点区域，可以为矿山露天爆破孔网参数优化和边坡防护提供指导依据，显著提高矿山生产安全，有效降低边坡防护成本，创造良好的经济效益和社会效益。
【专利说明】一种矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种爆破飞石分布规律的测定方法，尤其是涉及露天矿山在边坡和台阶上爆破时产生的飞石分布规律的测定，适用于露天开采矿山爆破飞石形成分布规律研究，为边坡防护提供指导。
【背景技术】
[0002]矿山爆破是利用炸药的爆炸作用来破碎岩体，是目前矿山开采过程中一种最有效和应用最广泛的岩体开挖、剥离手段。然而，研究表明，爆破作业中只有25%左右的能量用于岩体破碎等，以达到相应的工程设计要求，而其他大部分能量则以地震波、空气冲击波及热能等形式传递给周围介质或散失在空气中，引发爆破公害，其中爆破飞石是爆破工程中最严重的爆破公害之一；在工程爆破中，多年来造成安全事故最多的爆破飞散物，据矿山爆破统计，露天爆破中爆破飞石伤亡事故占整个爆破事故的27%，直接威胁着矿山工作人员、设备以及周边建筑物等的安全。
[0003]由于岩石性质的复杂性、爆破条件的多变性，以及炸药爆炸本身的高速瞬时性，直接给揭示爆破飞石分布规律造成了重重障碍；同时，不同的爆破方式，爆破飞散物的形成规律也不同，从而给爆破飞石的有效控制和矿山安全带来巨大挑战。由于难以掌握爆破飞石形成分布规律，致使矿山生产爆破作业中边坡防护具有很大的盲目性，实际操作中往往在露天边坡和台阶上部统一采用竹笆、草垫或沙袋等防护手段，防护重点不明确，防护人员、材料和设备等投入较大，直接导致边坡防护成本高居不下，显著影响着矿山的经济效益和生产安全。
【发明内容】
[0004]为安全有效地揭示露天边坡爆破飞石的形成分布规律，为矿山边坡防护提供指导依据，本发明提供了一种能够准确测出飞石的形成位置、飞石速度的矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法。
[0005]为实现本发明的上述目的，本发明一种矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法采用以下技术方案:
本发明采用“数字式高速摄像技术”与“彩色标记原位追踪法”相结合的方式。
[0006]本发明在矿山露天边坡上等间距涂上不同颜色的有色染料，形成等间距彩色条状标记；将数字式高速摄像机布置在爆区一侧的安全警戒范围以外，且摄像主光轴线与被爆破岩体的抛掷运动方向相垂直，然后通过选择合适的焦距来满足爆破拍摄视场要求；采用数字式高速摄像机对爆破过程进行全程摄像，根据摄制录像慢速回放技术提取爆破飞石产生时间和落地时间，并将爆破飞石落地位置绘制到爆破设计图上；根据“彩色标记原位追踪法”，追踪定位爆破飞石的形成位置，进而确定爆破飞石落地位置与产生位置的水平距离；依据弹道规律获取爆破飞石的飞行轨迹，并在爆破设计图上绘制成图，即可探明爆破飞石的形成分布规律。[0007]本发明利用数字式高速摄像机记录的时间，结合爆破飞石的产生位置与落地位置的距离，可以计算出爆破飞石的形成速度。
[0008]本发明通过改变爆破孔网参数一孔距、排距和起爆装药量，可以确定爆破孔网参数、装药量与爆破飞石分布规律的关系，从而为爆破参数优化提供指导依据，提高矿山生产安全。
[0009]考虑安全因素，为防止爆破飞石对人员及实验设备造成不必要的伤害或损坏，所述的数字式高速摄像机布置在爆区一侧的安全警戒线外的300— 400米范围为宜。
[0010]本发明一种矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法的有益效果是，该方法安全较为准确地确定飞石形成位置、飞石速度，能够有效揭示飞石的形成分布规律，明确边坡防护重点，该方法操作方便易行、安全可靠，可以为露天爆破参数优化和飞石防护提供指导依
据，有效降低边坡防护成本，显著提高矿山生产安全，从而创造良好的经济效益和社会效.
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【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明一种矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法的俯视图。
[0012]图2是本发明一种矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法的纵剖面图。
[0013]附图标记为:1-彩色条状标记，2_爆破飞石,3_旗杆,4_炮孔,5_露天台阶,6_数字式高速摄像机，a-孔距，b-排距。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
[0015]由图1所示的本发明一种矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法的俯视图并结合图2看出，在预爆破露天台阶5上，按照设计的孔网参数-孔距a、排距b进行梅花形布孔，形成炮孔4。边坡爆破前，沿着爆破边坡从上向下(即从坡顶线向坡底线方向)按Im的间隔涂上不同颜色的有色染料，形成等间距彩色条状标记1，以便于爆破飞石2原位追踪。
[0016]考虑到安全因素，为防止爆破飞石2对人员及实验设备造成不必要的伤害或损坏，将数字式高速摄像机6布置在爆区一侧(与台阶坡面平行)的安全警戒范围300m以外，且摄像主光轴线与被爆破岩体的抛掷运动方向相垂直，然后通过选择合适的焦距来满足爆破拍摄视场要求。
[0017]在爆破抛掷方向按照3mX 3m的坐标网格设置高度Im的悬挂红旗旗杆3，以表明爆区范围。将爆破台阶坡面上的彩色条状标记1、旗杆3以及数字式高速摄像机6的位置统一绘制在爆破设计图上，确定爆破标记与摄影机的相对坐标，以满足飞石分布规律研究的需要。
[0018]爆破开始后，采用数字式高速摄像机6对整个爆破过程进行全程监控，根据摄制录像慢速回放技术提取爆破飞石2产生时间和落地时间，将爆破飞石2落地位置绘制到爆破设计图上。根据爆破飞石“彩色标记原位追踪法”，追踪定位爆破飞石2的形成位置，进而确定爆破飞石2落地位置与产生位置的水平距离，依据弹道规律可以获取飞石的飞行轨迹，并绘制成图，即可探明爆破飞石的形成分布规律；根据高速摄像机6记录的时间，结合飞石产生位置与落地位置的距离可以推算出飞石的形成速度。[0019]基于上述测试方法，通过改变爆破药量，可以获得一定的爆破孔网参数条件下的装药量与爆破飞石分布规律的关系；通过改变爆破孔网参数，可以得到一定药量条件下的孔网参数与爆破飞石分布规律的关系。
【权利要求】
1.一种矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法，其特征在于:在矿山露天边坡上等间距涂上不同颜色的有色染料，形成等间距彩色条状标记(I);将数字式高速摄像机(6)布置在爆区一侧的安全警戒范围以外，且摄像主光轴线与被爆破岩体的抛掷运动方向相垂直；采用数字式高速摄像机(6)对爆破过程进行全程摄像，根据摄制录像慢速回放技术提取爆破飞石(2)产生时间和落地时间，并将爆破飞石(2)落地位置绘制到爆破设计图上；根据“彩色标记原位追踪法”，追踪定位爆破飞石(2)的形成位置，进而确定爆破飞石(2)落地位置与产生位置的水平距离；依据弹道规律获取爆破飞石(2)的飞行轨迹，并在爆破设计图上绘制成图，即可探明爆破飞石(2)的形成分布规律。
2.如权利要求1所述的一种矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法，其特征在于:利用数字式高速摄像机(6)记录的时间，结合爆破飞石(2)的产生位置与落地位置的距离，可以计算出爆破飞石(2)的形成速度。
3.如权利要求1或2所述的一种矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法，其特征在于:通过改变爆破孔网参数一孔距(a)、排距(b)和起爆装药量，可以确定爆破孔网参数、装药量与爆破飞石分布规律的关系。
4.如权利要求3所述的一种矿山露天爆破飞石分布规律的测试方法，其特征在于:所述的数字式高速摄像机(6)布置在爆区一侧的安全警戒线外的300— 400米范围。
【文档编号】G01C11/00GK103968809SQ201410152681
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】刘为洲, 张西良, 仪海豹, 崔正荣, 杨海涛, 顾红建, 谢亮波, 黄凯和, 袁光明, 余海华, 李龙福, 江东平, 李明 申请人:中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司, 马鞍山矿山研究院爆破工程有限责任公司