CN105673015A - 一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法，该方法包括以下步骤：步骤1：确定所需采集的石块尺寸；步骤2：开挖岩体临空面；步骤3：确定岩层面的倾斜角度a；步骤4：确定静态***聚能装置在岩体上的***点个数及位置；步骤5：初次劈裂—第一层劈裂采石；步骤6：取出各孔中的静态***聚能装置；步骤7：初次劈裂—多层劈裂采石；步骤8：计算；步骤9：二次劈裂采石，采得特定尺寸的石块。本发明提供的一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法，可以解决不利于安全采石的问题，利用岩石的层理特性对岩石进行静态劈裂并获取所需石块，大大提高开采效率，对其他岩层干扰少，对开采过后岩石的稳定性影响相对较小，安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及采石领域，尤其是一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法。
背景技术
随着我国建设事业的发展，对生存环境的要求的提高，人们对山体采石的效率、安全性有着越来越高的要求。通常的山体采石都是通过******，无法有效精确控制开采范围，开采深度，且更易破坏岩石结构，使得对岩体的稳定性造成较大的影响，不利于安全采石。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法，可以解决不利于安全采石的问题，利用岩石的层理特性对岩石进行静态劈裂并获取所需石块，大大提高开采效率，对其他岩层干扰少，对开采过后岩石的稳定性影响相对较小，安全性高。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：确定所需采集的石块尺寸和可供开采的岩体面积；
步骤2：计算可供开采的岩体上可采集的层数=可供开采的岩体的宽度W岩/所需采集的石块宽度W宽；
步骤3：开挖岩体临空面：根据步骤1确定的石块尺寸在岩体上确定钻孔深度h孔，根据钻孔深度和可供开采的岩体面积在岩体坡脚竖直向上开挖岩体临空面；
步骤3：根据步骤2挖出的岩体临空面确定岩体的岩石层理方向，根据岩石层理方向，确定岩层面的倾斜角度a；
步骤4：根据单个静态***聚能装置的开裂岩石范围数值以及所需采集的石块尺寸，确定每层劈裂采石时静态***聚能装置在岩体上的***点个数及位置；
步骤5：初次劈裂—第一层劈裂采石：第一层***点位置垂直于临空面高度h插=所需石块高度h石，每两个静态***聚能装置之间的距离为单个静态***聚能装置的开裂岩石范围数值，在第一层***点所确定的位置沿岩石层理方向钻孔，所钻孔的轴向与岩层走向平行，
在各孔中放入静态***聚能装置并注射裂石浆液进行劈裂采石，收集最大的石块；
步骤6：第一层劈裂采石结束后，取出各孔中的静态***聚能装置；
步骤7：初次劈裂—多层劈裂采石：第二层劈裂采石***点位置为第一层开采新出露临空面竖直向上h米处，h=所需采集的石块宽度W宽，***点个数与标记点间距同第一层，重复步骤5-6，完成步骤2计算出的除第一层外的剩余可供开采的岩体（1）上可采集的层数的开采，收集最大的石块（4）；
步骤8：测量最大的石块的尺寸，根据步骤1确定的所需采集的石块尺寸，计算进行二次劈裂所需布置的静态***聚能装置的数量及布置方式；
步骤9：二次劈裂采石：在采得的最大的石块上钻孔，在各孔中放入静态***聚能装置并注射裂石浆液进行劈裂采石，各静态***聚能装置的劈裂方向垂直于岩石层理方向，
采得特定尺寸的石块。
步骤4中，静态***聚能装置在岩体上的***点个数的计算方法为可供开采的岩体面积长度L岩/单个静态***聚能装置的开裂岩石范围数值，每两个静态***聚能装置之间的距离为单个静态***聚能装置的开裂岩石范围数值。
步骤4中的单个静态***聚能装置的开裂岩石范围数值由岩石静态劈裂试验确定。
步骤8中，二次劈裂所需布置的静态***聚能装置的布置方式为至少一个静态***聚能装置在垂直方向形成一组***聚能装置组，每两组***聚能装置组之间的距离为所需采集的石块长度L石，每组***聚能装置组中静态***聚能装置的数量为所需采集的石块长度h石/单个静态***聚能装置的开裂岩石范围数值，所需***聚能装置组数=最大的石块（4）的长度/所需石块长度L石-1。
本发明提供的一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法，有益效果如下：
1、通过初次劈裂采集大的石块，再对大的石块进行二次劈裂得到所需采集的特定尺寸的石块，对根据岩石的层理结构安装劈裂装置，相对于没有沿层理的劈裂，使得岩石更容易塌落，大大提高采石效率。
2、根据岩石的层理结构沿层理劈裂，对其他岩层干扰很少，对开采过后岩石的稳定性影响相对较小，采石安全性得到提高。
3、利用岩石劈裂后产生的临空面上岩石的重力加速静态劈裂，提高采石效率。
4、可以有效控制开采深度、采石范围，使得开采的准确性得到提高从而可以有效获取所需尺寸的石块。
5、安全有效，破碎无声无***飞石，劈裂无粉尘，对周围建筑物无影响，对周围环境基本无影响。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明实施例一对层状砂岩进行采石步骤5的第一次劈裂装置布置的主视图；
图2为图1A-A向的剖视图；
图3为本发明实施例一对层状砂岩进行初次劈裂—第一层劈裂采石开挖岩体临空面的示意图；
图4为本发明本发明实施例一对层状砂岩进行采石步骤8确定第二次劈裂采石的示意图；
图5为本发明实施例二对云母片岩进行采石步骤5的第一次劈裂装置布置的主视图；
图6为图5B-B向的剖视图；
图7为本发明本发明实施例二对云母片岩进行采石步骤8进行二次劈裂所需布置的静态***聚能装置的布置方式和数量示意图。
具体实施方式
实施例一
开采岩体为层状砂岩，所用静态***聚能装置3及其使用方法为中国专利申请号为201510171972.1公开的一种静态***聚能装置及其***方法，开采前由岩石静态劈裂试验确定单个静态***聚能装置3的开裂范围为0.5米，通过对岩体勘测确定岩层为水平，岩层厚度约为0.2米。
如图1-4所示，一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：确定所需采集的石块尺寸为L石=1米，W石=1米，H石=1米，可供开采的岩体1面积L岩=5米，W岩=5米；
步骤2：计算可供开采的岩体1上可采集的层数=可供开采的岩体的宽度W岩/所需采集的石块宽度W宽=5米/1米=5层；
步骤3：开挖岩体临空面：根据步骤1确定的石块尺寸在岩体1上确定钻孔深度h孔=L石=1米，根据钻孔深度和可供开采的岩体1面积利用挖掘机在岩体坡脚竖直向上开挖矩形岩体临空面2，岩体临空面2的长度L临=5米，宽度W临=1米，开挖深度为1米；
步骤3：根据步骤2挖出的岩体临空面2确定岩体1的岩石层理方向5，根据岩石层理方向，通过对临空面的观察，确定岩层面向下倾斜，其倾斜角度a=30度；
步骤4：根据单个静态***聚能装置3的开裂岩石范围数值以及所需采集的石块尺寸，确定每层劈裂采石时静态***聚能装置3在岩体1上的***点个数及位置；
步骤4中，静态***聚能装置3在岩体1上的***点个数的计算方法为可供开采的岩体面积长度L岩/单个静态***聚能装置3的开裂岩石范围数值=5米/0.5米=10个，每两个静态***聚能装置3之间的距离为单个静态***聚能装置3的开裂岩石范围数值=0.5米；
步骤5：初次劈裂—第一层劈裂采石：第一层***点位置垂直于临空面2高度h插=所需石块高度h石=1米，每两个静态***聚能装置3之间的距离为单个静态***聚能装置3的开裂岩石范围数值=0.5米，确定第一层***点布置位置为垂直于临空面约1m处的水平层理处，将该层理用颜料标记出，再在该层理上用不同颜色的颜料标记出第一层的十个***点，在第一层***点所确定的位置沿岩石层理方向5钻孔，所钻孔的轴向与岩层走向平行，以保证第二层劈裂时，临空面与层理面平行，孔径为0.1米，孔深为1米；
在各孔中放入静态***聚能装置3；
裂石方法为：在钻孔中，首先放置静态***聚能装置3的主体护筒，使劈裂角的尖端线位于同一直线上，再将四根稳定轴***稳定轴导环中，完成静态***聚能装置3的安装；用大型注射器在主体护筒注射裂石浆液进行劈裂采石，
等待1-2小时，观察碎石情况，收集最大的石块4；
步骤6：第一层劈裂采石结束后，取出各孔中的静态***聚能装置3；
步骤7：初次劈裂—多层劈裂采石：第二层劈裂采石***点位置为第一层开采新出露临空面竖直向上h米处，h=所需采集的石块宽度W宽=1米，***点个数与标记点间距同第一层，重复步骤5-6，完成步骤2计算出的除第一层外的剩余四层的开采，收集最大的石块4，完成整个可供开采的岩体1的采石；
步骤8：由于第一层开采所得最大的石块4形状为三棱柱，不满足所需石块尺寸，对剩余四层开采所得最大的石块进行二次劈裂；
测量剩余四层开采所得最大的石块4的尺寸为L大石=5米，W大石=1米，H大石=1米，根据步骤1确定的所需采集的石块尺寸，计算进行二次劈裂所需布置的静态***聚能装置3的数量及布置方式；
步骤8中，二次劈裂所需布置的静态***聚能装置3的布置方式为至少一个静态***聚能装置3在垂直方向形成一组***聚能装置组，每两组***聚能装置组之间的距离为所需采集的石块长度L石=1米，每组***聚能装置组中静态***聚能装置3的数量为所需采集的石块长度h石/单个静态***聚能装置3的开裂岩石范围数值=1米/0.5米=2个，所需***聚能装置组数=最大的石块4的长度/所需石块长度L石-1=5米/1米-1=4组，每组***聚能装置组中各静态***聚能装置3等距离布置。
步骤9：二次劈裂采石：在采得的最大的石块4上钻孔，在各孔中放入静态***聚能装置3并注射裂石浆液进行劈裂采石，各静态***聚能装置3的劈裂方向垂直于岩石层理方向5，
采得特定尺寸的石块。
步骤4中的单个静态***聚能装置3的开裂岩石范围数值由岩石静态劈裂试验确定。
实施例二
开采岩体为云母片岩，所用静态***聚能装置3及其使用方法为中国专利申请号为201510171972.1公开的一种静态***聚能装置及其***方法，开采前由岩石静态劈裂试验确定单个静态***聚能装置3的开裂范围为0.4米，通过对岩体勘测确定确定岩体层理约为30度，岩层厚度约为0.1米。
如图5-7所示，一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：确定所需采集的石块尺寸为L石=2米，W石=1米，H石=1米，可供开采的岩体1面积L岩=8米，W岩=8米；
步骤2：计算可供开采的岩体1上可采集的层数=可供开采的岩体的宽度W岩/所需采集的石块宽度W宽=8米/1米=8层；
步骤3：开挖岩体临空面：根据步骤1确定的石块尺寸在岩体1上确定钻孔深度h孔=L石=1米，根据钻孔深度和可供开采的岩体1面积利用挖掘机在岩体坡脚竖直向上开挖三角形岩体临空面2，岩体临空面2的斜边平行于层理，长度为8米，开挖深度为1米；
步骤3：根据步骤2挖出的岩体临空面2确定岩体1的岩石层理方向5，根据岩石层理方向，通过对临空面的观察，确定岩层面与水平面的倾斜角度a=30度；
步骤4：根据单个静态***聚能装置3的开裂岩石范围数值以及所需采集的石块尺寸，确定每层劈裂采石时静态***聚能装置3在岩体1上的***点个数及位置；
步骤4中，静态***聚能装置3在岩体1上的***点个数的计算方法为可供开采的岩体面积长度L岩/单个静态***聚能装置3的开裂岩石范围数值=8米/0.4米=20个，每两个静态***聚能装置3之间的距离为单个静态***聚能装置3的开裂岩石范围数值=0.4米；
步骤5：初次劈裂—第一层劈裂采石：第一层***点位置垂直于临空面2高度h插=所需石块高度h石=1米，每两个静态***聚能装置3之间的距离为单个静态***聚能装置3的开裂岩石范围数值=0.4米，确定第一层***点布置位置为垂直于临空面约1m处的水平层理处，将该层理用颜料标记出，再在该层理上用不同颜色的颜料标记出第一层的二十个***点，在第一层***点所确定的位置沿岩石层理方向5钻孔，所钻孔的轴向与岩层走向平行，以保证第二层劈裂时，临空面与层理面平行，孔径为0.1米，孔深为1米；
在各孔中放入静态***聚能装置3；
裂石方法为：在钻孔中，首先放置静态***聚能装置3的主体护筒，使劈裂角的尖端线位于同一直线上，再将四根稳定轴***稳定轴导环中，完成静态***聚能装置3的安装；用大型注射器在主体护筒注射裂石浆液进行劈裂采石，
等待1-2小时，观察碎石情况，收集最大的石块4；
步骤6：第一层劈裂采石结束后，取出各孔中的静态***聚能装置3；
步骤7：初次劈裂—多层劈裂采石：第二层劈裂采石***点位置为第一层开采新出露临空面竖直向上1米处，***点个数与标记点间距同第一层，重复步骤5-6，完成步骤2计算出的除第一层外的剩余七层的开采，收集最大的石块4，完成整个可供开采的岩体1的采石；
步骤8：测量最大的石块4的尺寸为L大石=8米，W大石=1米，H大石=1米，根据步骤1确定的所需采集的石块尺寸，计算进行二次劈裂所需布置的静态***聚能装置3的数量及布置方式；
步骤8中，二次劈裂所需布置的静态***聚能装置3的布置方式为至少一个静态***聚能装置3在垂直方向形成一组***聚能装置组，每两组***聚能装置组之间的距离为所需采集的石块长度L石=2米，每组***聚能装置组中静态***聚能装置3的数量为所需采集的石块长度h石/单个静态***聚能装置3的开裂岩石范围数值=1米/0.3米=3个，所需***聚能装置组数=可供开采的岩体的长度L岩/所需石块长度L石-1=8米/2米-1=3组，每组***聚能装置组中各静态***聚能装置3等距离布置。
步骤9：二次劈裂采石：在采得的最大的石块4上钻孔，在各孔中放入静态***聚能装置3并注射裂石浆液进行劈裂采石，各静态***聚能装置3的劈裂方向垂直于岩石层理方向5，
采得特定尺寸的石块。
步骤4中的单个静态***聚能装置3的开裂岩石范围数值由岩石静态劈裂试验确定。
Claims (4)
1.一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1：确定所需采集的石块尺寸和可供开采的岩体（1）面积；
步骤2：计算可供开采的岩体（1）上可采集的层数=可供开采的岩体的宽度W岩/所需采集的石块宽度W宽；
步骤3：开挖岩体临空面：根据步骤1确定的石块尺寸在岩体（1）上确定钻孔深度h孔，根据钻孔深度和可供开采的岩体（1）面积在岩体坡脚竖直向上开挖岩体临空面（2）；
步骤3：根据步骤2挖出的岩体临空面（2）确定岩体（1）的层理面方向（5），根据岩石层理方向，确定岩层面的倾斜角度a；
步骤4：根据单个静态***聚能装置（3）的开裂岩石范围数值以及所需采集的石块尺寸，确定每层劈裂采石时静态***聚能装置（3）在岩体（1）上的***点个数及位置；
步骤5：初次劈裂—第一层劈裂采石：第一层***点位置垂直于临空面（2）高度h插=所需石块高度h石，每两个静态***聚能装置（3）之间的距离为单个静态***聚能装置（3）的开裂岩石范围数值，在第一层***点所确定的位置沿岩石层理方向（5）钻孔，所钻孔的轴向与岩层走向平行，
在各孔中放入静态***聚能装置（3）并注射裂石浆液进行劈裂采石，收集最大的石块（4）；
步骤6：第一层劈裂采石结束后，取出各孔中的静态***聚能装置（3）；
步骤7：初次劈裂—多层劈裂采石：第二层劈裂采石***点位置为第一层开采新出露临空面竖直向上h米处，h=所需采集的石块宽度W宽，***点个数与标记点间距同第一层，重复步骤5-6，完成步骤2计算出的除第一层外的剩余可供开采的岩体（1）上可采集的层数的开采，收集最大的石块（4）；
步骤8：测量最大的石块（4）的尺寸，根据步骤1确定的所需采集的石块尺寸，计算进行二次劈裂所需布置的静态***聚能装置（3）的数量及布置方式；
步骤9：二次劈裂采石：在采得的最大的石块（4）上钻孔，在各孔中放入静态***聚能装置（3）并注射裂石浆液进行劈裂采石，各静态***聚能装置（3）的劈裂方向垂直于岩石层理方向（5），
采得特定尺寸的石块。
2.根据权利要求1所述的一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法，其特征在于：步骤4中，静态***聚能装置（3）在岩体（1）上的***点个数的计算方法为可供开采的岩体面积长度L岩/单个静态***聚能装置（3）的开裂岩石范围数值，每两个静态***聚能装置（3）之间的距离为单个静态***聚能装置（3）的开裂岩石范围数值。
3.根据权利要求1所述的一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法，其特征在于：步骤4中的单个静态***聚能装置（3）的开裂岩石范围数值由岩石静态劈裂试验确定。
4.根据权利要求1所述的一种基于静态劈裂的层状岩体采石方法，其特征在于：步骤8中，二次劈裂所需布置的静态***聚能装置（3）的布置方式为至少一个静态***聚能装置（3）在垂直方向形成一组***聚能装置组，每两组***聚能装置组之间的距离为所需采集的石块长度L石，每组***聚能装置组中静态***聚能装置（3）的数量为所需采集的石块长度h石/单个静态***聚能装置（3）的开裂岩石范围数值，所需***聚能装置组数=最大的石块（4）的长度/所需石块长度L石-1。
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