第6章-露天深孔臺(tái)階爆破

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

深孔爆破：淺孔？藥壺？硐室？臺(tái)階爆破：便于大型機(jī)械化完成鑿巖和裝運(yùn)礦巖工作第6章露天深孔臺(tái)階爆破2、露天臺(tái)階爆破主要參數(shù)3布孔布孔3、影響深孔臺(tái)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(dòng)爆破時(shí)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(yàn)總結(jié)出來(lái)的合理單耗值，由于巖石強(qiáng)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(guò)多次試驗(yàn)調(diào)整或長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證，7單位炸藥消耗量q值（2）孔徑國(guó)內(nèi)常用的深孔直徑有76—80、100、150、170、200、250、310㎜幾種，一般來(lái)說(shuō)鉆機(jī)確定后，其鉆孔直徑就已確定下來(lái)。我國(guó)大型金屬露天礦多采用牙輪鉆機(jī)，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(jī)，孔徑100~200㎜；（3）臺(tái)階高度H:臺(tái)階高度與抵抗線、挖運(yùn)機(jī)械、場(chǎng)地條件和開(kāi)挖進(jìn)度等諸多因素有關(guān)，一般采場(chǎng)的臺(tái)階高度在設(shè)計(jì)中均有明確規(guī)定，而公路石方路基的深孔爆破臺(tái)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(tái)階的巖體從底部切斷并破碎。若堵塞長(zhǎng)度按1倍的抵抗線計(jì)，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(tái)階高度應(yīng)大于2倍的抵抗線。但臺(tái)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(tái)階高度建議選為2～5的抵抗線；臺(tái)階高度直接影響者挖掘設(shè)備裝運(yùn)效率和施工安全，一般建議爆堆高度為挖掘機(jī)高度的2倍左右金屬礦山的臺(tái)階高度多為12m；煤臺(tái)階高度為10～15m；巖石臺(tái)階高度一般為15～20m。水利水電工程，一般部位爆破開(kāi)挖的臺(tái)階高度為為8～15m。公路邊坡多設(shè)計(jì)成臺(tái)階狀，中間有卸力平臺(tái)，臺(tái)階的高度依地質(zhì)因素等的不同一般設(shè)計(jì)為8～10m。（4）超深Δh是指鉆孔超出臺(tái)階底盤標(biāo)高的那一段孔深，其作用是克服臺(tái)階底部阻力，避免或減少留根底，以形成平整的底部。超深過(guò)大不僅造成鉆孔和炸藥的浪費(fèi)，而且會(huì)增大對(duì)下一臺(tái)階頂面的破壞，給下一臺(tái)階的鉆孔帶來(lái)困難，超深不足臺(tái)階底部將會(huì)留下巖坎，影響挖運(yùn)效率。(1)按底盤抵抗線W1確定：

h=(0.15～0.35)W1(2)按臺(tái)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(zhǎng)度、間隔長(zhǎng)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(guó)內(nèi)深孔臺(tái)階爆破多采用鉆屑作為填塞材料，有時(shí)采用粒徑小于20mm的碎石作為填塞材料.（7）起爆方式（8）延時(shí)大小

根據(jù)高速攝影測(cè)試，藥包爆炸后10ms，地表巖石開(kāi)始有明顯的移動(dòng)，接著在加速的過(guò)程中形成鼓包，到20ms時(shí)，鼓包運(yùn)動(dòng)接近最大速度，到100ms時(shí)，鼓包嚴(yán)重破裂。分為孔間、排間、孔內(nèi)三個(gè)延時(shí)。理論上有個(gè)適宜值；過(guò)??？過(guò)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，巖石阻止波能傳播的作用。巖石的波阻抗值對(duì)爆破能量在巖石中的傳播效率有直接影響，通常認(rèn)為炸藥的波阻抗與巖石的波阻抗相匹配(相等或相接近)時(shí)，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(zhǎng)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(jī)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(jì)要求，就會(huì)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(jìn)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(jī)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(guò)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(qiáng)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(jiān)硬巖石中可取a=(2～4)b在工程實(shí)施上有二點(diǎn)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(shí)例26鎮(zhèn)江船山石灰石礦是我國(guó)大型露天化工礦山，主要生產(chǎn)石灰石和建材用石，臺(tái)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(shí)5.1毫秒延時(shí)爆破5.2逐孔起爆5.3孔內(nèi)延時(shí)285.1毫秒延時(shí)爆破5.1.1大區(qū)多排孔毫秒爆破的特點(diǎn)①爆破規(guī)模大、爆破技術(shù)復(fù)雜、難度大，對(duì)施工組織和管理要求更高

②爆破有害效應(yīng)（爆破振動(dòng)、空氣沖擊波、飛石等）控制相對(duì)更嚴(yán)，要求更加嚴(yán)密的防護(hù)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(yàn)公式5)經(jīng)驗(yàn)5.1.3毫秒延期間隔時(shí)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(duì)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(tái)階爆破空間補(bǔ)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(jì)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(shí)間選取合理的情況下，對(duì)同一炮孔而言，由于臺(tái)階上部的礦巖首先爆破，會(huì)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(diǎn)是爆破振動(dòng)較小、爆堆松散；③缺點(diǎn)是爆堆下部松散較差、對(duì)炮孔超深要求較嚴(yán)、不利于采場(chǎng)底板平整度的控制。自下而上起爆：對(duì)同一炮孔而言，下部藥包起爆時(shí)，先爆段藥柱的上方?jīng)]有自由面，爆破時(shí)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(tái)階上部的爆破創(chuàng)造了一個(gè)新的準(zhǔn)自由面。上部后起爆藥包爆破時(shí)，有前、上、下共三個(gè)自由面。采用這種方式起爆時(shí)，孔口的填塞高度可適當(dāng)減少，炮孔中間的填塞長(zhǎng)度可適當(dāng)增加。自下而上的起爆方式有加強(qiáng)下段藥柱對(duì)臺(tái)階底部的破碎作用，可使底板更平整，由此可適當(dāng)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(dòng)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(guó)產(chǎn)毫秒導(dǎo)爆管雷管延期時(shí)間（GB-6378）高精度導(dǎo)爆管雷管延時(shí)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(shí)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(wú)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(zhǎng)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(wú)網(wǎng)路檢測(cè)無(wú)起爆密碼√無(wú)授權(quán)起爆√雷管ID±1ms±13~75ms延期誤差1ms無(wú)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(wú)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(tái)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(jìn)一步改善爆破塊度的一項(xiàng)爆破技術(shù)。特點(diǎn)：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(gè)別飛石飛散距離小，可使鉆爆工作與清渣作業(yè)同時(shí)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(dāng)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(jìn)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(wú)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(wú)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(gè)貫穿裂隙面（槽縫），為下次爆破創(chuàng)造一個(gè)自由面。必須指出，壓渣爆破的爆破振動(dòng)較清渣爆破要大。7、露天深孔臺(tái)階爆破常見(jiàn)問(wèn)題大塊過(guò)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(guò)碎；爆堆形態(tài)不佳——過(guò)高或過(guò)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(duì)孔底以下巖石的損傷破壞作用，也可以降低爆破振動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，有關(guān)試驗(yàn)資料表明爆破振動(dòng)速度能降低10~20%。因此在壩基開(kāi)挖中一般采用孔底柔性墊層的深孔爆破，或預(yù)留保護(hù)層作淺眼爆破，最底層采用人工鑿除找平。為減小爆破對(duì)深層基巖破壞，也有人采用水平炮孔進(jìn)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(kuò)展。后幫預(yù)裂爆破或（準(zhǔn)）光面爆破臨時(shí)邊坡：減小后