第6章-露天深孔臺階爆破

第6章露天深孔臺階爆破1、為什么要用深孔臺階爆破？2、露天臺階爆破主要參數(shù)3、影響深孔臺階爆破效果的因素4、小抵抗線寬孔距爆破5、延時（起爆方式、延時雷管）6、壓渣爆破7、露天深孔臺階爆破常見問題1、為什么要用深孔臺階爆破？

深孔爆破：淺孔？藥壺？硐室？臺階爆破：便于大型機械化完成鑿巖和裝運礦巖工作第6章露天深孔臺階爆破2、露天臺階爆破主要參數(shù)3布孔布孔3、影響深孔臺階爆破效果的因素（1）單耗q深孔爆破的炸藥單耗一般是指松動爆破時的炸藥單耗，影響炸藥單耗的因素主要有巖石的可爆性，炸藥特性，自由面條件，起爆方式和塊度要求，各種爆破工程都有根據(jù)自身生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)出來的合理單耗值，由于巖石強度和巖體性質(zhì)存在很大差異，具體工程的炸藥單耗（q）需要通過多次試驗調(diào)整或長期生產(chǎn)實踐來驗證，7單位炸藥消耗量q值（2）孔徑國內(nèi)常用的深孔直徑有76—80、100、150、170、200、250、310㎜幾種，一般來說鉆機確定后，其鉆孔直徑就已確定下來。我國大型金屬露天礦多采用牙輪鉆機，孔徑250~310㎜；中小型金屬露天礦以及化工、建材等非金屬礦山則采用潛孔鉆機，孔徑100~200㎜；（3）臺階高度H:臺階高度與抵抗線、挖運機械、場地條件和開挖進度等諸多因素有關(guān)，一般采場的臺階高度在設(shè)計中均有明確規(guī)定，而公路石方路基的深孔爆破臺階高度多由施工單位確定。研究表明：超深加上一倍抵抗線深度的炮孔裝藥量即可將被爆臺階的巖體從底部切斷并破碎。若堵塞長度按1倍的抵抗線計，深孔爆破要保證底部巖石的破碎和上部不產(chǎn)生大的拋擲和飛石，則臺階高度應(yīng)大于2倍的抵抗線。但臺階高度又受到鉆孔深度的影響，孔深增大則鉆孔偏差增大，鉆孔效率降低，因此臺階高度建議選為2～5的抵抗線；臺階高度直接影響者挖掘設(shè)備裝運效率和施工安全，一般建議爆堆高度為挖掘機高度的2倍左右金屬礦山的臺階高度多為12m；煤臺階高度為10～15m；巖石臺階高度一般為15～20m。水利水電工程，一般部位爆破開挖的臺階高度為為8～15m。公路邊坡多設(shè)計成臺階狀，中間有卸力平臺，臺階的高度依地質(zhì)因素等的不同一般設(shè)計為8～10m。（4）超深Δh是指鉆孔超出臺階底盤標高的那一段孔深，其作用是克服臺階底部阻力，避免或減少留根底，以形成平整的底部。超深過大不僅造成鉆孔和炸藥的浪費，而且會增大對下一臺階頂面的破壞，給下一臺階的鉆孔帶來困難，超深不足臺階底部將會留下巖坎，影響挖運效率。(1)按底盤抵抗線W1確定：

h=(0.15～0.35)W1(2)按臺階高度H確定：

h=(0.12～0.25)H（考慮孔徑因素，此式的誤差較大）

h=(8～12)d（5）孔網(wǎng)參數(shù)a×b=S每米能容炸藥量

單孔需藥量a=mb（6）堵塞長度、間隔長度根據(jù)抵抗線（排距）h0=（0.7~1.0）W

垂直深孔取h0=(0.70.8)W1；傾斜深孔取h0=(0.91.0)W。

根據(jù)孔徑：

h0=（20~30）d國內(nèi)深孔臺階爆破多采用鉆屑作為填塞材料，有時采用粒徑小于20mm的碎石作為填塞材料.（7）起爆方式（8）延時大小

根據(jù)高速攝影測試，藥包爆炸后10ms，地表巖石開始有明顯的移動，接著在加速的過程中形成鼓包，到20ms時，鼓包運動接近最大速度，到100ms時，鼓包嚴重破裂。分為孔間、排間、孔內(nèi)三個延時。理論上有個適宜值；過??？過大？（9）炸藥類型及裝藥結(jié)構(gòu)炸藥、裝藥結(jié)構(gòu)與爆破介質(zhì)的匹配——阻抗匹配。即不同介質(zhì)需要的沖擊波能不同。巖石的波阻抗是指巖石密度

與縱波在該巖石中傳播速度

的乘積。物理意義是使巖石介質(zhì)產(chǎn)生單位質(zhì)點運動速度所需要的應(yīng)力波的應(yīng)力值，它反應(yīng)了應(yīng)力波使巖石質(zhì)點運動時，巖石阻止波能傳播的作用。巖石的波阻抗值對爆破能量在巖石中的傳播效率有直接影響，通常認為炸藥的波阻抗與巖石的波阻抗相匹配(相等或相接近)時，爆破傳給巖石的能量最多，在巖石中引起的應(yīng)變值就大，可獲得較好的爆破效果。（10）排數(shù)一般4-5排為宜破碎效果最佳太少排？太多排？（11）爆區(qū)長度一般以不小于爆區(qū)寬度的3倍為宜太短？（12）鉆孔精度鉆孔精度受到施工機具、巖層特性和操作人員技術(shù)水平等因素的影響，鉆孔質(zhì)量的好壞直接影響著炮孔的孔距、排距、深度和傾斜度等，如果炮孔的位置偏離了設(shè)計要求，就會使炮孔傾斜度、抵抗線大小和方向、孔距和排距改變，從而產(chǎn)生大量的大塊和飛石，增加根底和后沖，從而增加爆破成本、影響爆破安全，也影響后續(xù)爆破的順利進行。4、小抵抗線寬孔距爆破技術(shù)a×b=S4.1寬孔距、小抵抗線爆破機理增大爆破漏斗角，形成弧形自由面，為巖石受拉伸破壞創(chuàng)造了有利條件爆破漏斗角23防止爆炸氣體過早泄出，提高了炸藥能量利用率反射拉伸應(yīng)力波作用增加，使單孔的徑向裂隙、環(huán)狀裂隙得到充分發(fā)育，有利于改善巖石的破碎質(zhì)量增強輔助破碎作用24一般在保證孔網(wǎng)面積不變的情況下，中等硬度以下的礦巖爆破，取a=(4～6)b；堅硬巖石中可取a=(2～4)b在工程實施上有二點需要特別注意保證穿孔質(zhì)量（孔位、孔深）定好第一排孔的m值至關(guān)重要4.2密集系數(shù)（m）值的選取254.3工程實例26鎮(zhèn)江船山石灰石礦是我國大型露天化工礦山，主要生產(chǎn)石灰石和建材用石，臺階高度12m，穿孔用KQ—150型潛孔鉆打750傾斜孔，孔徑170mm。采用側(cè)向?qū)捒拙嘈〉挚咕€毫秒爆破（下圖）取得良好效果，塊度均勻，根底率降低起爆參數(shù)與爆破參數(shù)側(cè)向?qū)捒拙嗖伎?75、延時5.1毫秒延時爆破5.2逐孔起爆5.3孔內(nèi)延時285.1毫秒延時爆破5.1.1大區(qū)多排孔毫秒爆破的特點①爆破規(guī)模大、爆破技術(shù)復(fù)雜、難度大，對施工組織和管理要求更高

②爆破有害效應(yīng)（爆破振動、空氣沖擊波、飛石等）控制相對更嚴，要求更加嚴密的防護措施1）應(yīng)力波疊加作用2）增加自由面的作用3）巖塊相互碰撞作用

4）減少爆破地震作用5.1.2毫秒爆破作用原理1)形成自由面確定2)應(yīng)力疊加3)爆生氣體膨脹4)抵抗線經(jīng)驗公式5)經(jīng)驗5.1.3毫秒延期間隔時間的確定315.1.4排間延遲起爆技術(shù)排間順序起爆排間分區(qū)順序起爆32排間奇偶式順序起爆33波浪式順序起爆小波浪式大波浪式34“V”字形順序起爆35梯形順序起爆36對角線順序起爆37徑向順序起爆38組合式順序起爆395.2.1遵循如下原理（1）符合最小抵抗線原理（2）符合臺階爆破空間補償原理（3）按照爆炸能量平衡理論和平衡條件,逐孔起爆微差爆破技術(shù)大大提高了炸藥爆炸能量利用率（4）符合減震設(shè)計要求5.2逐孔起爆技術(shù)40（1）“V”型逐孔起爆5.2.2逐孔起爆網(wǎng)路單自由面“V”型逐孔起爆網(wǎng)路41（2）梅花型布孔42（3）方形布孔435.3孔內(nèi)毫秒延期

逐孔起爆技術(shù)44自上而下起爆自下而上起爆5.3.1孔內(nèi)毫秒延期爆破起爆方式45自上而下起爆：在孔內(nèi)、孔間延期起爆時間選取合理的情況下，對同一炮孔而言，由于臺階上部的礦巖首先爆破，會出現(xiàn)上部巖體爆后脫離同一水平和下部礦巖，向自由面方向(向上、向前)拋擲，因而①為下部后起爆藥包創(chuàng)造了新的自由面。這種起爆方式的②優(yōu)點是爆破振動較小、爆堆松散；③缺點是爆堆下部松散較差、對炮孔超深要求較嚴、不利于采場底板平整度的控制。自下而上起爆：對同一炮孔而言，下部藥包起爆時，先爆段藥柱的上方?jīng)]有自由面，爆破時僅依靠前方的自由面為其提供破碎空間，爆炸能量在被爆巖體內(nèi)釋放，礦巖破碎比較充分、松散度也較好。下部先起爆的藥包為臺階上部的爆破創(chuàng)造了一個新的準自由面。上部后起爆藥包爆破時，有前、上、下共三個自由面。采用這種方式起爆時，孔口的填塞高度可適當減少，炮孔中間的填塞長度可適當增加。自下而上的起爆方式有加強下段藥柱對臺階底部的破碎作用，可使底板更平整，由此可適當減少炮孔超深，但與孔內(nèi)自上而下的起爆方式相比，爆破振動偏大。465.3.2高精度導(dǎo)爆管雷管及應(yīng)用普通導(dǎo)爆管雷管國產(chǎn)毫秒導(dǎo)爆管雷管延期時間（GB-6378）高精度導(dǎo)爆管雷管延時誤差小——高精度段位多5.3.3電子雷管及其應(yīng)用電子雷管爆破系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)電子雷管的延期精度和可靠性電子雷管的優(yōu)越性*高精度，實現(xiàn)微差減震、精確爆破、光面爆破好*高可靠性，防水、耐高低溫，炸藥能量利用率提高，破碎均勻，爆破綜合效益好*高安全性，可授權(quán)控制，密碼起爆，可追溯，抗靜電、抗雜散電、*綠色環(huán)保，無鉛污染導(dǎo)爆管雷管與電子雷管性能比較70~90mm76~86mm結(jié)構(gòu)長度導(dǎo)線并聯(lián)或串聯(lián)地表雷管簇連網(wǎng)路連接安全安全抗雜散電流專用普通起爆器√－網(wǎng)路查漏√無網(wǎng)路檢測無起爆密碼√無授權(quán)起爆√雷管ID±1ms±13~75ms延期誤差1ms無限制25~150ms延期間隔0～2000ms分段延期延期范圍備注導(dǎo)爆管雷管雷管功能√無電子雷管視頻介紹高精度電子雷管6、壓渣爆破壓渣爆破、擠壓爆破、留渣擠壓爆破。概念：在露天臺階爆破中，利用前次爆破預(yù)留的渣體，控制爆堆體的前沖距離，使被爆巖體與留渣體產(chǎn)生擠壓碰撞，進一步改善爆破塊度的一項爆破技術(shù)。特點：壓渣爆破的爆堆集中整齊，根底很少，巖石塊度較小，破碎質(zhì)量好，個別飛石飛散距離小，可使鉆爆工作與清渣作業(yè)同時并行，提高生產(chǎn)效率。第一排炮孔的抵抗線比清渣爆破應(yīng)適當減小，并相應(yīng)加大超深，以便加大裝藥量；若有必要也可將第一排炮孔進行加密處理（如孔距縮小10%），縮小最后一排孔的排距（約10%）。壓渣爆破的炸藥單耗，比一般無堆渣毫秒延期爆破的炸藥單耗多1030%。施工中，也可以采取排間炸藥單耗間隔增加的辦法，如在第一、第二排炮孔中炸藥單耗增加1020%，第三、第四排采用無壓渣爆破炸藥單耗，最后一排炮孔中炸藥單耗再增加10～20%，以使最后一排炮孔被爆礦巖與原巖脫離，形成一個貫穿裂隙面（槽縫），為下次爆破創(chuàng)造一個自由面。必須指出，壓渣爆破的爆破振動較清渣爆破要大。7、露天深孔臺階爆破常見問題大塊過多，不便挖掘且需要二次破碎；根底，底板起伏；采石爆破需要控制塊度在一定區(qū)間，過碎；爆堆形態(tài)不佳——過高或過散；后沖或后裂；深孔爆破損傷范圍深孔柔性墊層爆破（孔底軸向不耦合）孔底柔性墊層緩沖爆破作用除了降低爆炸對孔底以下巖石的損傷破壞作用，也可以降低爆破振動對環(huán)境的影響，有關(guān)試驗資料表明爆破振動速度能降低10~20%。因此在壩基開挖中一般采用孔底柔性墊層的深孔爆破，或預(yù)留保護層作淺眼爆破，最底層采用人工鑿除找平。為減小爆破對深層基巖破壞，也有人采用水平炮孔進行預(yù)裂爆破，形成預(yù)裂水平面，以阻止上層爆破裂縫向下擴展。后幫預(yù)裂爆破或（準）光面爆破臨時邊坡：減小后