第7章硐室爆破

§7硐室爆破§7.1硐室爆破的特點(diǎn)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?！?硐室爆破二、硐室爆破的特點(diǎn)及適用條件1.硐室爆破的特點(diǎn)(1)工期短，爆破方量大，有利于加快工程進(jìn)度；(2)施工機(jī)具簡單、輕便，工效高；(3)鑿巖工程量較少，相應(yīng)的設(shè)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(yùn)量；(5)地質(zhì)、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(qiáng)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(qiáng)，飛石較遠(yuǎn)，對邊坡及附近建（構(gòu)）筑物的影響較大；(9)施工組織工作比較復(fù)雜。2.硐室爆破的應(yīng)用主要作用：松動巖石、定向拋擲巖土。應(yīng)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(yīng)由業(yè)務(wù)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(shù)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(yáng)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(shù)§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(shù)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(zhì)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(shù)(2)W方向：巖石的運(yùn)動初速度最大拋擲最遠(yuǎn)；(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(dǎo)方向，即最小抵抗線W原理。根據(jù)W原理：①集中拋擲堆積，應(yīng)利用或選擇凹形地形,合理布置藥包。§6露天爆破技術(shù)根據(jù)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(shí)現(xiàn)單側(cè)拋擲爆破，如下右圖?！?露天爆破技術(shù)Q1先爆，Q2后爆b.W相等，在平地實(shí)現(xiàn)雙側(cè)拋擲爆破，如下圖?！?露天爆破技術(shù)Q1和Q2同時起爆C.在斜坡地形實(shí)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。§6露天爆破技術(shù)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(diào)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(cè)等量等距拋擲，如下圖。§7硐室爆破WA與WB的關(guān)系：WA=WB(2)工程要求:A側(cè)拋擲、B側(cè)加強(qiáng)松動,如下圖所示。WA與WB的關(guān)系：§7硐室爆破(3)工程要求：A側(cè)拋擲、B側(cè)松動，如下圖所示。WA與WB的關(guān)系：(4)工程要求:A側(cè)拋擲、B側(cè)巖石不破壞,如下圖所示.WA與WB的關(guān)系：3.重力作用原理在陡峭而狹窄的山谷中，若實(shí)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(shè)計(jì)方法稱為崩塌爆破。4.群藥包作用原理§6露天爆破技術(shù)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(zhì)心運(yùn)動基本原理(1)拋體質(zhì)心運(yùn)動軌跡如右圖所示。(2)拋體質(zhì)心初速度拋擲距離主要與拋速、拋角等因素有關(guān)?！?硐室爆破S-拋體起、落點(diǎn)間的水平距離,m拋體質(zhì)心運(yùn)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(jié)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(guān)。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(jù)此原理，可以計(jì)算堆積體的體積、堆高及拋擲率?！?硐室爆破§7.3硐室爆破設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)原則和所需資料請同學(xué)們自學(xué)。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(shè)計(jì)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(dāng)?shù)匦巫兓^大或地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜時，應(yīng)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(yīng)布置在堅(jiān)硬巖層中;藥包應(yīng)對稱布置在地質(zhì)構(gòu)造兩側(cè)，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(shù)(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(nèi)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(yīng)布置輔助藥包如：單排藥包布置在山脊地形時,當(dāng)藥包破裂半徑R與山脊交點(diǎn)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(yīng)在山坡與主藥室之間布設(shè)輔助藥包,如下圖所示?！?露天爆破技術(shù)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(guān)系。(1)集中藥包布置①先布置主藥包②輔助藥包③藥包調(diào)整：校核藥包位置是否合理,布藥是否均勻,以便進(jìn)一步調(diào)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(diǎn)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(shè)計(jì)1.藥包布置設(shè)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(qiáng)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(qiáng)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(dāng)平坦地形爆破時，按下式選取n值當(dāng)?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(guān)系

③根據(jù)地形坡度α選取n值

例如，斜坡地形單側(cè)拋擲爆破且拋擲率約為60%時，可按下表選取n值。④根據(jù)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(cè)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?！?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(guān)系

⑤根據(jù)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(shù)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(jìn)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?！?露天爆破技術(shù)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(shù)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(yīng)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(yīng)大于Re。2.炸藥單耗和藥量計(jì)算(1)標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算①松動爆破藥量計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行藥量換算;對于堅(jiān)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(biāo)準(zhǔn)炸藥，其猛度為10mm，爆力280ml。②加強(qiáng)松動爆破及拋擲爆破的藥量計(jì)算a.集中藥包：當(dāng)0.75≤n≤2.5，5＜W≤25m時：

當(dāng)W＞25m時，需考慮重力影響進(jìn)行修正:b.條形藥包：§7硐室爆破③分集藥包裝藥量計(jì)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?qū)Ф绰?lián)系著的子藥包構(gòu)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(shù)五、爆破漏斗參數(shù)計(jì)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(zhì)（巖土）在爆炸沖擊波和爆轟產(chǎn)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(cè)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(diǎn)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(diǎn)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(jiān)硬致密巖石：對土、松軟巖、中硬巖：§7硐室爆破β的計(jì)算:a.按P181表7-6選取。b.按下式計(jì)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(yīng)位置可按斜坡地面單層藥室的方法計(jì)算確定。

六、爆破方量計(jì)算請同學(xué)們自學(xué)?！?硐室爆破七、爆破施工設(shè)計(jì)1.導(dǎo)硐設(shè)計(jì)(1)導(dǎo)硐：藥室與地表的聯(lián)接通道分平硐和小井兩種類型。(2)導(dǎo)硐與藥室的聯(lián)接：用橫巷(長≥5m)相連，即：導(dǎo)硐橫巷藥室橫巷一般與導(dǎo)硐垂直,有時為適應(yīng)地形條件也可斜交?！?硐室爆破(3)導(dǎo)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(yīng)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(yīng)沿橫巷自流到井底的積水坑內(nèi)。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(yīng)正對附近的重要建筑物；硐口位置應(yīng)選擇在地形較緩、運(yùn)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(jī)械鑿巖，機(jī)械裝巖2.0~2.42.8~2.02.0~2.42.6~1.8藥室裝藥量較大，機(jī)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(yùn)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(yùn)1.5~1.70.8~1.01.4~1.50.81.0~1.20.8~1.01.0~1.2(4)導(dǎo)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?dāng)嗝娌荒苄∮?m2。具體可參考下表取值。導(dǎo)硐斷面尺寸§7硐室爆破(5)導(dǎo)硐開挖導(dǎo)硐開挖方法與巷道掘進(jìn)基本相同。硐內(nèi)沿底板一側(cè)開挖排水溝,硐口支護(hù)長度不少于2m。為保證開挖方向和高度，每隔4～6m應(yīng)測定一次中線和腰線。硐挖速度按每個硐口每日進(jìn)尺3～6m計(jì)，工效約為1m3/工?日§7硐室爆破2.藥室設(shè)計(jì)(1)藥室與導(dǎo)硐之間的位置關(guān)系藥包和導(dǎo)硐之間的位置關(guān)系1—藥室;2—堵塞材料;3—導(dǎo)硐①直線形②T形、③直角形④復(fù)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(zhì)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(jù)藥量體積計(jì)算?！?硐室爆破3.裝藥與堵塞設(shè)計(jì)(1)裝藥前的準(zhǔn)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(jié)構(gòu)電線或?qū)П堍偎幜浚?0～20Kg;②結(jié)構(gòu)：木箱或鐵皮箱，如右圖。③每個起爆體的雷管數(shù)不應(yīng)少于４發(fā)。§7硐室爆破④大藥包常在主起爆體之外還設(shè)有若干個副起爆體；主起爆體：安裝同段延期雷管、導(dǎo)爆索結(jié)；副起爆體：只安裝導(dǎo)爆索結(jié)。主副起爆體之間用導(dǎo)爆索聯(lián)接，即：主起爆體導(dǎo)爆索副起爆體起爆體結(jié)構(gòu)電線或?qū)П堋?硐室爆破(4)裝藥結(jié)構(gòu)①集中藥包裝藥結(jié)構(gòu)a.起爆體原則上應(yīng)放在藥包中心。b.炸藥堆放順序，如下圖所示。內(nèi)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(jié)構(gòu)條形藥包的炸藥裝在巷道一側(cè)，如下圖所示。為了克服不耠合裝藥傳爆時可能產(chǎn)生的間隙(溝槽)效應(yīng)，條形藥包一般采用多點(diǎn)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(shè)置幾