具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示，本发明提供了一种防飞石降噪的露天矿山采掘场结构，包括预留坎1、先锋槽3、采掘面2，所述预留坎1沿着采掘面2的边缘设置，预留坎1上开设有车道口8通向先锋槽3，先锋槽3设于采掘面2中部，先锋槽3两侧设有边坡4，所述采掘面2靠近先锋槽3一侧的高度不低于靠近预留坎1一侧的高度。

采掘作业时，在先锋槽3两侧进行转孔爆破采掘，采掘过程中先锋槽3逐渐扩宽。如图3所示，爆破飞石从边坡4的下部向先锋槽3爆发，使得矿料绝大多数集中在先锋槽3内，避免了矿料分散，减小了收集工作量；先锋槽3有效拦截了飞石，降低了飞石的下落高度，在1.2kg/m3的炸药装填密度下，传统采掘场的飞石飞出距离为77.8m，对矿区的机械造成隐患，而在本发明的结构下，减小了爆破飞石的降落距离，从而减小了飞石飞出距离。

预留坎1有效地对少量飞溅较远的飞石进行了拦截，避免飞石飞出矿界外，保障周边居民区、施工人员、施工设备的安全；当周边高处有滚石滚下时，先锋槽3两侧的采掘面2缓冲，避免了滚石滚入先锋槽3内施工区域内，保障了施工安全。

所述先锋槽3作为作业区域，先锋槽3两侧的边坡4对发出的作业噪声进行反复阻挡消能、反弹，使噪声边坡4上部形成二次扩散声波，二次扩散声波部分能量向上传播，预留坎1再次对二次扩散声波水平方向的能量进行阻挡消能、反弹。

所述预留坎1与先锋槽3共同作用下对噪音能量的削弱程度，从预留坎1外100m以内和先锋槽3内分别测量不低于50％或40dB。

所述先锋槽3对噪音能量的削弱程度，从预留坎1内100m以内和先锋槽3内分别测量不低于30％或25dB。

所述预留坎1对噪音能量的削弱程度，从预留坎1内外100m以内分别测量不低于25％或15dB。

所述先锋槽3的两侧采掘面2作为爆破口设置区域，爆破方向朝向先锋槽3，使爆破飞石朝另一侧边坡4飞溅，边坡4拦截爆破飞石。

如图4所示，施工噪声经边坡4阻挡、反弹后，再经过预留坎1阻挡、反弹，使得声波向上方传播，并且有效吸收了水平方向的声波能量，最终向水平方向传播出矿界之外的噪声大大小于现有技术中的露天深孔台阶爆破，抑制了噪声向施工场地范围之外扩散，从而减小了噪声污染，减小了对周边住民的影响。例如，当施工声源的噪声为85dB时，经先锋槽3的削弱，传导至预留坎1以内100m处噪音减弱至58dB，至预留坎1外100m处噪音减弱至41dB，从而，在预留坎1外500m噪声减小至19dB，对住民区几乎无影响。而在传统的矿山采掘场结构下，没有先锋槽3、预留坎1结构，85dB噪音以自由扩散形式传播，至采掘场以外500m处仍有45dB。可见，通过本发明的结构，使得采掘场以外500m的噪声减小了至少57％，采掘面的噪声减少了约31％，明显降低了噪声对周围住民的影响。即使是噪声很大的爆破作业，在该衰减幅度下，也使得噪声对周围住民的影响很小，解决了噪声污染的问题。

作为本发明的一种实施例：

所述预留坎1为朝向采掘面2一侧的坡率为1:0.3～1:0.5，高12～18m的三角形或梯形结构。该坡率保障预留坎1的强度，使预留坎1在开采爆破时不发生垮塌；当滚石从该坡度下的预留坎1上滚落至采掘面2时，该坡度使滚石水平方向的分速度处于较低水平，并且由于先锋槽3两侧采掘面2的缓冲，防止了作业时滚石滚落至先锋槽3的作业区域内。该结构的预留坎将噪音能量从预留坎1以内100m处的58dB减弱至预留坎1外100m处的41dB，削弱程度为29％。

所述先锋槽3为高度12～18m，两侧设有倾斜边坡4的梯形槽结构。声波在该高度下的边坡4上经过多次反弹，延长了传播距离，传播至边坡4上方时已被消耗大部分能量，有效阻隔爆破、采掘作业产生的噪声；且使得从边坡4反弹出的二次声波部分能量向上传播，而水平方向的二次声波再一次被预留坎1阻挡，从而使声波能量被充分吸收，有效降低了噪声。

所述边坡4的坡率为1:0.3～1:0.5。在该坡率下，声波经过边坡4、预留坎1反弹后向上方传播，有效抑制了噪声向施工场地范围之外扩散；并且边坡4上不会掉落碎石，保障了施工安全；爆破时，质量大的飞石直接落入先锋槽3内堆存，落入边坡4上的矿料稳定堆积，且当坡度减小时装车装载机易与与边坡4干涉，从而该设置便于装车运输及后续开采，并减少飞出先锋槽3的飞石，提高了安全性。

该结构的先锋槽3将噪声能量从先锋槽3内的85dB减弱至预留坎1以内100m处的58dB，削弱程度为31％。

该实施例下的预留坎1与先锋槽3共同作用，将噪声从先锋槽3内的85dB减弱至预留坎1以外100m处的41dB，削弱程度为51％。

所述先锋槽3与采掘场主风向垂直。风经过预留坎1阻挡后降低了风速，并且沿预留坎1、先锋槽3形成环流，进一步降低了矿区风速，使风速在大部分时间内控制在扬尘启动风速范围内，大幅度降低了扬尘。

本发明还提供了一种应用上述防飞石降噪的露天矿山采掘场结构的施工方法，包括：沿着先锋槽3两侧布置爆破孔，爆破孔与边坡4同向倾斜，先锋槽3作为作业区域，爆破后进行采掘作业，随着爆破采掘的进行，先锋槽3逐渐向两侧扩张，当先锋槽3扩张至与矿界边缘的距离等于预留坎1宽度之前，以先锋槽3底部作为下一层的采掘面B12，开挖下一层的先锋槽B13；采掘预留坎1，之后沿着预留坎1坡度向下开采至采掘面B12的高度，形成下一层的预留坎B11。

如图2所示为采掘步骤的实施例，布置好预留坎1后，先采掘a区域，形成先锋槽3，再沿着先锋槽3两侧进行转孔爆破，采掘b区域的矿料，形成下一层的采掘面B12，然后开挖c区域，形成下一层的先锋槽B13，并同时修理出相应的车道出入口，之后采掘d区域及e区域，形成下一层的预留坎1，如此便完成一层矿料的采掘。

通过该步骤，使得矿料绝大多数集中在先锋槽3内，避免了矿料分散，减小了收集工作量；由于预先布置了预留坎1和先锋槽3，预留坎1有效地对少量飞溅较远的飞石进行了拦截，避免飞石飞出矿界外，保障周边居民区、施工人员、施工设备的安全；爆破飞石从边坡4的下部向先锋槽3爆发，当周边高处有滚石滚下时，先锋槽3两侧的采掘面2缓冲，避免了滚石滚入先锋槽3内施工区域内，保障了施工安全；边坡4和预留坎1分别对噪声进行阻挡消能、反弹，使得声波向上方传播，有效吸收了水平方向的声波能量，最终向水平方向传播出矿界之外的噪声大大小于现有技术中的露天深孔台阶爆破，抑制了噪声向施工场地范围之外扩散，从而减小了噪声污染，减小了对周边住民的影响。

在上述开采过程中，以先锋槽3底部作为下一层的采掘面B12，始终保持矿场的先锋槽3和预留坎1结构，使得防飞石滚石、防噪声的效果得以长期保持。

在先锋槽3的宽度满足开挖下一层先锋槽B13的条件时，开挖先锋槽B13，形成多层级的作业区域共同作业。实现多平台同时开采，提高了同一矿区的产矿速度。

通过将采掘面2向下采掘，保留采掘面2边缘，自然形成预留坎1。开采下层矿料时，直接开采预留坎1部分的矿料即可将预留坎1拆除，形成循环作业，节约了施工时间和成本。

爆破方向朝先锋槽3聚拢。使矿料集中在先锋槽3内，便于集中装车运输；另外使得爆破首先从边坡4位置向先锋槽3内爆发，由另一侧边坡4有效对齐进行阻隔、吸收和反弹。

所述预留坎1与先锋槽3的边坡4高度相等、坡率相等。将先锋槽3与预留坎1设置为相同的高度和坡率，便于开采步骤循环进行，无需重复修整预留坎1高度，节省了工序。

一次爆破深度不小于先锋槽3的高度。

还包括在先锋槽3两侧布置喷雾机5，在矿区边界的上下风口布置粉尘检测器6，先锋槽3内部设有湿度检测器7。喷雾机5在施工区域内制造水雾，加快粉尘沉降速度，去除矿区产生的扬尘，避免扬尘扩散到矿区范围之外，对环境造成污染。先锋槽3两侧的喷雾机5在爆破扬尘产生的第一时间即产生作用，降低了后续处理扬尘的难度。通过湿度检测器7监控先锋槽内的湿度，使得湿度控制在扬尘的起尘范围内，又避免湿度过大影响矿料质量。