第7章硐室爆破

§7硐室爆破§7.1硐室爆破的特點及類型一、何為硐室爆破？硐室爆破是指采用集中或條形硐室裝藥，爆破開挖巖土的作業(yè)。

由于一次用藥量和爆破規(guī)模較大，故又稱大爆破。大爆破是指硐室爆破或一次用藥量較大的深孔爆破。§7硐室爆破二、硐室爆破的特點及適用條件1.硐室爆破的特點(1)工期短，爆破方量大，有利于加快工程進度；(2)施工機具簡單、輕便，工效高；(3)鑿巖工程量較少，相應的設備、工具、材料和勞動力消耗也少；(4)采用拋擲爆破時，可減少大量的巖土裝運量；(5)地質、地形和氣候等條件對爆破的影響較??；(6)施工條件較差，勞動強度高；(7)單位炸藥消耗量和大塊率較高；§7硐室爆破(8)一次爆破藥量較多，爆破震動作用較強，飛石較遠，對邊坡及附近建（構）筑物的影響較大；(9)施工組織工作比較復雜。2.硐室爆破的應用主要作用：松動巖石、定向拋擲巖土。應用：修筑堤壩，開挖河渠，路塹；平整場地，剝離巖土，修筑尾礦壩，等等?！?硐室爆破說明：一次用藥量大于3000t的硐室爆破應由業(yè)務主管部門組織專家論證其必要性，其等級按A級管理。裝藥量小于200kg的小硐室爆破歸入蛇穴爆破。資料來源：《爆破安全規(guī)程GB6722-2003》?！?露天爆破技術爆破工程類別爆破工程按藥量與環(huán)境分級ABCD硐室爆破1000≤Q≤3000300≤Q＜100050≤Q＜3000.2≤Q＜503.硐室爆破的類型(分類)(1)按總裝藥量分類(2)按藥包形狀和布置形式分類①集中藥包爆破：藥包長邊≤4倍最短邊②條形藥包爆破：藥包長邊＞4倍最短邊③混合藥包爆破。(3)按爆破目的（或爆破作用指數(shù)）分類①松動爆破：爆后松動、破碎，不拋擲；②崩塌爆破：爆后松動、破碎，重力作用下塌落；③拋擲爆破：破碎巖石，拋擲部分或全部巖石；a.定向拋擲爆破b.揚棄爆破:平坦或坡度小于30度的地形拋擲巖石§6露天爆破技術§7.2硐室爆破的基本原理一、拋擲方向控制原理拋擲爆破：破碎巖石，拋擲（部分或全部）巖石?！?露天爆破技術移挖作填定向爆破1.最小抵抗線W原理(1)W方向：爆破介質抵抗力最弱巖石表面首先在W方向上向外隆起，形成鼓包破碎向外拋散§6露天爆破技術(2)W方向：巖石的運動初速度最大拋擲最遠；(3)W方向：拋擲形成堆積體,堆積的分布對稱于W的水平投影。綜合以上分析：W方向是巖石破碎、拋擲和堆積的主導方向，即最小抵抗線W原理。根據W原理：①集中拋擲堆積，應利用或選擇凹形地形,合理布置藥包?！?露天爆破技術根據W原理：②地形條件不利，可利用輔助藥包及起爆順序來控制爆破的拋擲方向。如下左圖a.采用不同起爆順序起爆等量藥包，在平地實現(xiàn)單側拋擲爆破，如下右圖?！?露天爆破技術Q1先爆，Q2后爆b.W相等，在平地實現(xiàn)雙側拋擲爆破，如下圖。§6露天爆破技術Q1和Q2同時起爆C.在斜坡地形實現(xiàn)拋擲爆破，如下圖；改變藥包O1和O2的位置（即改變起爆順序），可使圖a的拋擲距離大于圖b?！?露天爆破技術2.單藥包多向爆破作用原理在多自由面山頭爆破時，可以調整W的大小和方向來控制爆破的拋擲作用。(1)工程要求:A、B兩側等量等距拋擲，如下圖?！?硐室爆破WA與WB的關系：WA=WB(2)工程要求:A側拋擲、B側加強松動,如下圖所示。WA與WB的關系：§7硐室爆破(3)工程要求：A側拋擲、B側松動，如下圖所示。WA與WB的關系：(4)工程要求:A側拋擲、B側巖石不破壞,如下圖所示.WA與WB的關系：3.重力作用原理在陡峭而狹窄的山谷中，若實施定向爆破時，可以不用拋擲爆破，布置松動藥包將山谷上部巖石炸開后，靠重力作用使爆松后的巖石滾落到溝底，形成堆積，這種設計方法稱為崩塌爆破。4.群藥包作用原理§6露天爆破技術二、拋體堆積原量拋體：爆破后被拋出爆破漏斗之外的巖土體。1.拋體的質心運動基本原理(1)拋體質心運動軌跡如右圖所示。(2)拋體質心初速度拋擲距離主要與拋速、拋角等因素有關。§7硐室爆破S-拋體起、落點間的水平距離,m拋體質心運動軌跡2.拋體堆積斷面的三角形分布原理單層、單排藥包拋擲爆破后，拋體堆積的斷面形狀呈近似的三角形分布，如圖a）所示;多排、多層或群藥包的拋體堆積，是多個拋體堆積三角形疊加的結果，如圖b）所示。堆積三角形的各個尺寸，與地形條件、藥包位置、布藥方案及布藥參數(shù)等因素有關。改變某些因素，可以獲得不同的堆積效果?！?硐室爆破2.堆積體與拋體的體積平衡原理根據此原理，可以計算堆積體的體積、堆高及拋擲率?！?硐室爆破§7.3硐室爆破設計一、設計原則和所需資料請同學們自學。二、確定爆破方案(1)爆破規(guī)模(2)爆破類型(3)藥包形式§7硐室爆破三、布藥設計1.藥包布置原則(1)布置雙向作用藥包；有條件布置條形藥包的地方，可布置條形藥包或部分布置條形藥包；當?shù)匦巫兓^大或地質構造復雜時，應布置集中藥包。(2)邊緣藥包最小抵抗線控制在6～10m為宜；(3)藥包應布置在堅硬巖層中;藥包應對稱布置在地質構造兩側，或采用分集藥包?！?硐室爆破(4)藥包的分層W/H≥0.6～0.9時，布置單層藥包，如圖a、b所示；W/H＜0.5～0.6時，布置雙層或多層藥包(崩塌爆破除外)，層之間采用間隔爆破，如圖C所示?！?露天爆破技術(5)開溝爆破、雙壁路塹爆破和大面積的上向爆破，不宜布置兩層或多層藥包。(6)一般情況下，不宜布置多排多層藥包，因其內層、下排藥包的夾制作用較大，影響爆破效果。

§7硐室爆破(7)有必要時在主藥包之外應布置輔助藥包如：單排藥包布置在山脊地形時,當藥包破裂半徑R與山脊交點至藥包所在水平面的距離h＞7m時,為避免在山坡底部留下巖坎,應在山坡與主藥室之間布設輔助藥包,如下圖所示?！?露天爆破技術2.藥包布置方法藥包布置就是確定藥包的空間位置及其相互關系。(1)集中藥包布置①先布置主藥包②輔助藥包③藥包調整：校核藥包位置是否合理,布藥是否均勻,以便進一步調整?！?硐室爆破(2)條形藥包布置①先做出若干個垂直等高線的剖面圖；②在剖面圖上確定藥包中心，使各剖面同排同層藥包的W相等。③將各剖面的藥包中心投到平面圖上，將各投影點連接成直線或折線，即條形藥包的中心線。(3)混合藥包布置§7硐室爆破四、爆破參數(shù)設計1.藥包布置設參數(shù)(1)最小抵抗線W5m≤W≤50m,常取8～30m。

邊緣藥包最小抵抗線控制在6～10m為宜。(2)爆破作用指數(shù)n①按確定的爆破類型選取n值多面臨空地形的拋擲爆破：n=1.0～1.25加強松動爆破：n=0.7～0.8陡壁地形的拋擲爆破：n=0.8～1.0加強松動爆破：n=0.65～0.75§7硐室爆破②按拋擲百分率Ｅ%選取n值當平坦地形爆破時，按下式選取n值當?shù)孛嫫露葹?0°～45°時，可參考下表選取n值?！?硐室爆破拋擲百分率Ｅ(%)47.55052.55557.560n值0.750.80.850.90.951.0n值與拋擲百分率Ｅ的關系

③根據地形坡度α選取n值

例如，斜坡地形單側拋擲爆破且拋擲率約為60%時，可按下表選取n值。④根據抵抗線Ｗ值選取n值例如，地面坡度為40°～45°的兩面或多面臨空地形，布置單排雙側作用藥包，要求爆破堆高度在15m以下時，可參考Ｐ176表7-3選取n值。§7硐室爆破坡度α15°~30°30°~45°45°~60°60°~70°n值1.75~2.01.5~1.751.25~1.51.0~1.25n值與地面坡度α的關系

⑤根據藥包的位置或作用確定n值(多層多排藥包爆破時)§6露天爆破技術主藥包n為輔助藥包的1.25倍；后排藥包n為前排藥包的1.25倍；上層藥包n為下層藥包的1.1倍（上下層同時起爆）；同排藥包同時起爆時，n值相等。(3)藥包間距a①集中藥包間距a§7硐室爆破②條形藥包間距aa.端頭相鄰的條形藥包同時起爆時，其端頭間距

b.端頭相鄰的條形藥包微差起爆時，端頭間距

秒差起爆時，端頭間距:C.條形藥包端頭和相鄰的集中藥包間距

§7硐室爆破(4)藥包層間距a′(5)排距b§7硐室爆破(6)不逸出半徑在定向拋擲爆破中為避免對其它臨空面造成破壞，引起邊坡和山頭破壞、失穩(wěn)，可采用不逸出半徑來進行控制。不逸出半徑：藥包中心至非拋擲方向上地面的最短距離。§6露天爆破技術①對于突出地形，要求一個方向可以拋擲，另一個方向不許拋出但可以破壞時，§6露天爆破技術②藥包的兩端若為沖溝時，為保證拋擲方向不向沖溝逸出，藥包中心至沖溝表面的最短距離應大于Re。③對于山后深溝或山間較陡的地形，為保證爆破時拋擲方向不向山后薄弱地帶沖出，藥包中心至后沖溝表面的最短距離應大于Re。2.炸藥單耗和藥量計算(1)標準拋擲爆破單位炸藥消耗量k對特定的巖石，k值是常數(shù)，可采用查表、工程類比、現(xiàn)場試爆等方法選取k值。詳見P178表7-4。(2)藥量計算①松動爆破藥量計算a.集中藥包b.條形藥包§7硐室爆破說明：e—炸藥換算系數(shù)：等于標準炸藥的爆力（猛度）與所用炸藥的爆力（猛度）之比，即，§7硐室爆破巖石硬度不大（尤其是松動爆破），常用eb來進行藥量換算;對于堅硬巖石,常用eb和em的平均值來換算。上述公式是以2＃巖石露天銨梯炸藥為標準炸藥，其猛度為10mm，爆力280ml。②加強松動爆破及拋擲爆破的藥量計算a.集中藥包：當0.75≤n≤2.5，5＜W≤25m時：

當W＞25m時，需考慮重力影響進行修正:b.條形藥包：§7硐室爆破③分集藥包裝藥量計算分集藥包是一種能提高炸藥能量利用率的爆破方法，它是將原集中藥包(母藥包)的藥量分別裝在兩個相距很近，中間一般由橫向導洞聯(lián)系著的子藥包構成，爆破時兩個子藥包必須同時起爆。子藥包的藥量按最小抵抗線的比例分配:§6露天爆破技術五、爆破漏斗參數(shù)計算1.壓縮圈半徑Ry(1)集中藥包:(2)條形藥包：§7硐室爆破壓碎圈半徑Ry：藥包周圍的介質（巖土）在爆炸沖擊波和爆轟產物的膨脹作用下，壓縮成球形空腔或粉碎成小塊。此球形空腔的半徑稱為壓碎圈或壓縮圈半徑，即藥包向下作用的深度。斜坡地形山頭兩側作用藥包2.爆破漏斗的作用半徑(1)拋擲爆破的爆破漏斗作用半徑①下破裂半徑R從藥包中心到爆破漏斗底圓周長上最下端點的距離，如圖中的OA?！?硐室爆破②上破裂半徑R′從藥包中心到爆破漏斗底圓周長上最上端點的距離，如圖中的OC。斜坡地形：§7硐室爆破坡度變化較大時：對堅硬致密巖石：對土、松軟巖、中硬巖：§7硐室爆破β的計算:a.按P181表7-6選取。b.按下式計算：(2)松動爆破的爆破漏斗作用半徑下破裂半徑：上破裂半徑：綜合考慮后繪出。(3)條形藥包軸向破裂半徑R″軟巖：硬巖：§7硐室爆破4.爆破漏斗可見深度P—新地面線與原地面線之間的最大距離。(1)水平地面水平地面爆破漏斗可見深度§7硐室爆破(2)斜坡地形多面臨空多面臨空地形爆破漏斗可見深度§7硐室爆破(3)斜坡地面單層藥室（單層藥包）斜坡地形單層藥包爆破漏斗可見深度§7硐室爆破(4)斜坡地面多層藥室上層先爆時(5)斜坡地面多層藥室齊發(fā)爆破時各層藥包的值和相應位置可按斜坡地面單層藥室的方法計算確定。

六、爆破方量計算請同學們自學?！?硐室爆破七、爆破施工設計1.導硐設計(1)導硐：藥室與地表的聯(lián)接通道分平硐和小井兩種類型。(2)導硐與藥室的聯(lián)接：用橫巷(長≥5m)相連，即：導硐橫巷藥室橫巷一般與導硐垂直,有時為適應地形條件也可斜交?！?硐室爆破(3)導硐類型及硐口選擇a.地形較陡時多用平硐；b.地形較緩或爆破規(guī)模較小時，可用小井；c.平硐應向硐口呈現(xiàn)3～5‰下坡，以利于排水和出碴；小井下面藥室中的地下水應沿橫巷自流到井底的積水坑內。d.選擇硐口以施工方便、安全和工程量小為原則,如:硐口不應正對附近的重要建筑物；硐口位置應選擇在地形較緩、運輸方便的地方，等等。§7硐室爆破施工條件平硐橫巷小井高寬高寬長寬直徑藥室裝藥量大，機械鑿巖，機械裝巖2.0~2.42.8~2.02.0~2.42.6~1.8藥室裝藥量較大，機械鑿巖，人工裝巖1.8~2.01.4~2.01.6~1.81.2~1.41.2~1.41.0~1.21.2藥室裝藥量小，人工開挖，車子運輸藥1.6~1.81.4~1.61.5~1.61.0~1.21.0~1.21.01.0~1.2室裝藥量小，人工挖運1.5~1.70.8~1.01.4~1.50.81.0~1.20.8~1.01.0~1.2(4)導硐斷面尺寸安全規(guī)程規(guī)定：平硐斷面不能小于1.5m×0.8m，小井斷面不能小于1m2。具體可參考下表取值。導硐斷面尺寸§7硐室爆破(5)導硐開挖導硐開挖方法與巷道掘進基本相同。硐內沿底板一側開挖排水溝,硐口支護長度不少于2m。為保證開挖方向和高度，每隔4～6m應測定一次中線和腰線。硐挖速度按每個硐口每日進尺3～6m計，工效約為1m3/工?日§7硐室爆破2.藥室設計(1)藥室與導硐之間的位置關系藥包和導硐之間的位置關系1—藥室;2—堵塞材料;3—導硐①直線形②T形、③直角形④復合形

§7硐室爆破(2)藥室形狀集中裝藥的藥室一般用正方形和矩形;藥量大，地質條件差，巖石不穩(wěn)固時，可選用“十”字形、“T”字形、“回”字形、“日”字形。條形裝藥的藥室：平巷?！?硐室爆破(3)集中藥包藥室容積(4)條形藥包藥室斷面(5)藥室斷面尺寸藥室高度：以不超過2.5m為宜，最大也不能超過4～5m，以利于裝藥。藥室寬度：以不小于5m為宜，以保證施工安全。藥室長度：根據藥量體積計算?！?硐室爆破3.裝藥與堵塞設計(1)裝藥前的準備工作(2)裝藥堵塞分解圖的繪制(3)起爆體的加工起爆體結構電線或導爆管①藥量：10～20Kg;②結構：木箱或鐵皮箱，如右圖。③每個起爆體的雷管數(shù)不應少于４發(fā)?！?硐室爆破④大藥包常在主起爆體之外還設有若干個副起爆體；主起爆體：安裝同段延期雷管、導爆索結；副起爆體：只安裝導爆索結。主副起爆體之間用導爆索聯(lián)接，即：主起爆體導爆索副起爆體起爆體結構電線或導爆管§7硐室爆破(4)裝藥結構①集中藥包裝藥結構a.起爆體原則上應放在藥包中心。b.炸藥堆放順序，如下圖所示。內外:起爆體硝銨炸藥/乳化炸藥銨油炸藥1—藥室壁;2—外圍裝藥3—中心裝藥;4—起爆體§7硐室爆破②條形藥包裝藥結構條形藥包的炸藥裝在巷道一側，如下圖所示。為了克服不耠合裝藥傳爆時可能產生的間隙(溝槽)效應，條形藥包一般采用多點起爆法。條形藥包中間布主起爆體，藥包兩端及沿著裝藥長度設置幾