GPS技术下的露天矿山爆破设计及布孔.pdf

GPS技术下的露天矿山爆破设计及布孔

摘要：研究表明，使用GPS技术进行爆破布孔，可以最大化地提高孔位的布
设精度，操作简单，效率相比较之前也有显著提高，满足了矿山精确化的爆破要求，使得
最终的爆破效果得到改善。根据现场统计，最终爆破大块率降低40%，减少了处理大块时
间，满足露天矿山采装的要求，收获了较好的经济效益。

关键词：GPS技术;露天矿山;爆破;布孔

1GPS技术

GPS定位系统是指利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。GPS定位系
统功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素;这三个要素缺一不可;GPS定位
系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系
统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，已遍及国民经济各种部
门。基于以上优点，将GPS技术应用于矿山的地形测量和钻孔位置的确定等有着极大的优
势。

1.1GPS的工作原理

基准站、数据链和流動站组成了实时动态定位系统，要保证实时动态的检测就要建立
无线数据通讯，它的原理就是以精确度比较高的控制点作为基准点，安装一台接收机做参
考站，开始对卫星连续观测，流动站安装的接收机接收卫星信号时通过无线电传输设备接
收到基准站上观测的数据.然后流动站上的计算机会根据相对定位的原理实时得出流动站
的三维坐标和测量的精度，这样在矿山测量的过程中就可以实时检测情况，而且十分精确，
节省了测量的时间，从而提高了工作效率。

1.2GPS技术应用优势

（1）操作简便、效率高。只要处于GPS基站的覆盖范围之内，且四周地势不复杂的
情况下，就可以方便地完成作业任务。在整个操作过程中，1名作业人员就可以完成整个
操作，作业难度几乎为零，大大增加工作效率，实现降本增效。

（2）定位精度高、数据安全性强。在基准站覆盖到的区域范围内，GPS技术的精度可
达到毫米级别，增加了现场布孔的精度，增加了爆破安全性。

（3）数据处理更高效。该项技术基于专业设备而建，操作十分简便，可以极快的速
度完成对基准数据的对比和比较，并返回到手簿当中。

2工程项目应用

爆区概况某铁矿采场东西长4700m，南北宽1100m。为保证该矿业公司2-48线采场生
产能力持续稳定，按照矿山生产采剥计划要求，需在该铁矿西采场南帮1468m段18-23-1
线之间进行爆破工作。爆区位置主要岩性为白云岩型磁铁矿，爆区中间赋存部分的矿层长
度为527m，宽度55m。

爆破质量的好坏与现场地质资料的准确度有极大的关系，如若爆区边界不准确，设计
准确更是无从谈起，而且现场很容易出现边排孔被电铲挖掉的现象，爆区边界更加不准确。
因此，在电铲收区之后，必须认真仔细地对爆破区域现场进行测量，以使采集到的现场数
据能够真实详细地反映出爆区现场的实际情况和特征，满足设计要求和爆区目标。该铁矿
使用的GPS设备为南方测绘S86T，其精

度高，信号强，覆盖范围广，可以用来对爆区进行数据采集工作。爆区坡顶线位置测
量的准确与否，直接影响着接下来爆区设计的准确性，可以说，爆区的形状和位置就是由
坡顶线决定的。故在使用GPS设备时，要注意保证该爆区坡顶线的测量精度，保证测绘出
的爆区形状与现场相符，在收集现场数据的过程中，基站架设的标准与野外移动站的架设
要求有区别爆破质量不同于地质数据库关系的精度，如果爆炸带边界不准确，设计不准确，
且现场很容易出现侧排孔被铲状，爆炸带边界就更不准确。因此，在铲土面积确定后，必
须对爆破面积进行仔细的测量，以便收集现场数据，能够真实地反映爆炸区域的实际情况，
符合设计要求和爆破区域目标的详细情况和特点。基础要稳固，高度要高，坐高要高，容
易放置。基准站的附近要避免有大功率无线电发射器以及高压电线，他们产生的磁场会对
GPS信号产生干扰;且附近要远离高大的建筑物或者构筑物，因为大的建筑物或构筑物会阻
挡或遮挡信号的传递。在建立基准站时，附近的大面积水域应避开或干扰卫星信号的物体，
信号接收效果不佳，产生多径效应。

使用移动站时，应注意危险边帮和坡底。如在采集坡顶线和坡底线时，应避免交叉打
点，且在坡顶线和坡底线处应注意上部岩石垮塌风险，在保证安全的情况下保证采集的精
度。当使用移动站点收集数据时，注意收集的数据被划分为同一步内边界上的点和边界上
的点进行区分。在地形极其复杂的情况下，应注意爆炸区域，对采集点进行分类，并用图
形标注，便于后期数据处理的校正。

3孔网设计

该铁矿选用穿孔设备为YZ55B牙轮钻进行穿孔作业;采掘设备为WK-10C电铲，运输设
备为MT3700B、830E、MT4400电动轮运矿车进行采装作业，以此进行爆破孔网参数的设计。
现场爆区的形状根据该爆区的岩性分布和爆区形状，在CAD中设计该爆区的孔位图。