露天钻孔爆破(x培训).ppt

1、第第7章章 露露 天天 爆爆 破破 爆破的部位在露天，相对于地下开挖与开采 有效的爆破基本方法：按照药室形状分为钻孔爆破和硐室爆破两大类。爆破方法的选用取决于工程规模、开挖强度和施工条件。一些概念的回顾 爆破-一种极其重要的工程手段在冶金、铁道、交通、化工、煤炭、建材、石油、水利水电等行业的应用。对加速人类文明进程起到了的巨大的不可替代的作用 国内每年需消耗约国内每年需消耗约300500300500万吨炸药、万吨炸药、5050亿发雷管！亿发雷管！需需要在地球表层开采（挖）多少坚硬的石头啊！要在地球表层开采（挖）多少坚硬的石头啊！利用利用炸药炸药的的爆炸能量爆炸能量对周围的岩石、混凝土或土等对周

2、围的岩石、混凝土或土等介质介质 进行进行破碎、抛掷或压缩破碎、抛掷或压缩，达到预定开挖（采）、填筑或处理，达到预定开挖（采）、填筑或处理等等工程目的工程目的的技术。如（的技术。如（1 1）空间开挖）空间开挖 （2 2）石（矿）料的）石（矿）料的开采开采 3 3、建（构）物拆除建（构）物拆除 起爆器材关于关于炸药与爆炸、爆破炸药与爆炸、爆破炸药：一类能够产生爆炸反应的化学物品爆炸：化学反应的三个特征 （1）反应高速度 （2）放热反应 （3）产生大量的气体 有高温高压的特征：数千0C，上万Mpa爆破：高温高压气体剧烈作用于周围介质，产生破碎、压缩、抛掷等力学效应，实现工程目的；爆破荷载的特点与介质

3、受力变形破坏的动力学性质无限介质中爆破破坏的三个基本区（圈）：无限介质中爆破破坏的三个基本区（圈）：粉碎区、破碎（裂隙）区和震动区粉碎区、破碎（裂隙）区和震动区 半无限介质，若药包的爆破作用具有使部分破半无限介质，若药包的爆破作用具有使部分破碎介质具有抛向碎介质具有抛向临空面的能量时，形成倒立圆锥形的能量时，形成倒立圆锥形的爆破坑，形如漏斗的爆破坑，形如漏斗-爆破漏斗 爆破漏斗的几何特征参数：（1）药包中心至临空面的最短距离-最小抵抗线长度W，（2）爆破漏斗底半径r，（3）爆破破坏半径R，（4）可见漏斗深度P，（5）抛掷距离L。爆破漏斗的几何特征反映了药包重量和埋深的关系，反映了爆破作用的影响

4、范围。爆破作用指数n（=r/w）:反映爆破漏斗的几何特征，它是爆破设计中最重要的参数。根据n值大小对工程应用中的爆破分类（1）当n1即r=W时，称为标准抛掷爆破；（2）当n1即rW时，称为加强抛掷爆破；（3）当 0.75n1时，称为减弱抛掷爆破；（4）当n0.75时，称为松动爆破。装药量的体积公式原理爆破的体积（方量）与用药量成线性正比单位耗药量概念（kg/m3）单个集中药包，其装药量计算Q=KW3f(n)K规定条件下的标准抛掷爆破的单位耗药量；W最小抵抗线长度，m；f（n）爆破作用指数函数。标准抛掷爆破：f（n）=1；加强抛掷爆破：f（n）=0.40.6n3；减弱抛掷爆破：f（n）=松动爆破

5、：f（n）=n3。延长药包-钻孔装药条件下的装药量计算方法 钻孔爆破-爆破开挖与开采的主流 钻孔设备 露天钻孔爆破：深孔与浅孔的区别 浅孔爆破：孔径小于75mm，孔深小于5m 深孔爆破：孔径大于75mm，孔深超过5m 在开挖轮廓线上，为了获得平整的轮廓面、控制超欠挖和减少爆破对保留岩体的损伤，采用预裂和光面爆破等技术，即岩石轮廓控制爆破技术 浅孔爆破:有利于控制开挖面的形状和规格，使用的钻孔机具较简单，操作方便；缺点是劳动生产率较低，无法适应大规模爆破的需要。浅孔爆破大量应用于地下工程开挖、露天工程的中小型料场开采、小型路堑、基础分层开挖以及城市建筑物的控制爆破。深孔爆破:适用料场和基坑边坡路

6、堑的大规模、高强度开挖。为了取得较好的爆破效率，多数情况下，钻孔爆破以台阶或梯段形式出现，充分利用天然临空面或创造更多的临空面。在有至少两个临空面的台阶上以合理布置炮孔深孔台阶爆破与浅孔台阶爆破 工程爆破需达到的目的：（1）有效的破碎 （2）设计的开挖轮廓 （3）有害效应的控制7.1 露天深孔台阶爆破露天深孔台阶爆破 一、台阶要素 综合地质与岩性、开挖强度、钻孔、装碴和运输设备性能及合理配套等条件确定。一般为616m，以812 m居多。二、钻孔型式 垂直深孔与倾斜深孔，比较其优缺点钻孔分为垂直孔和倾斜孔。见p225.表7-1 倾斜孔的优点是由于炮孔与临空面平行，使得爆破过程全孔所受的抗力均匀，

7、爆后岩块均匀，底部残埂少，爆堆形状易于控制，有利于提高出碴装载机的效率；同时保持一定的台阶坡面角，也有利于保持坡面的稳定。其缺点是倾斜孔钻孔技术要求高，钻孔效率低，装药过程易堵孔。三、布孔方式:有单排与多排；多排分方形、矩形、三角形。形成孔网参数，三角形更有利于爆破能量均匀分布。见图7-3 深孔台阶爆破钻爆参数1）钻孔直径d 钻机类型、台阶高度及岩石性质。国内规格：水工基础，一般不超过150 mm；在临近建基面、设计边坡轮廓处，孔径一般不大于110 mm。大型金属矿达到300mm.2）孔深L与超钻深度h 超钻的作用在于克服底盘阻力，避免残埂，获得符合设计标高且较平整的底盘。考虑钻孔倾斜角3）底

8、盘抵抗线W1 指炮孔中心线至台阶坡脚的水平距离按安全作业条件：W1Hcot+B;按台阶高度与孔径；按每孔装药条件（巴隆公式）；W1=HDd/150,D岩石硬度系数（0.460.56），高度影响系数（10.42）,10m=1，15m=0.74,20m =0.64）孔距a和排距b 孔网参数,同排 a=m W1,m密集系数 多排，b,合理的炮孔负担面积S。孔网参数的重要性:反映钻孔经济合理性和爆破破碎效果（块度）的控制性因素(见论文)宽孔距小抵抗线布孔5）堵塞长度L1 堵塞长度与质量，确保爆破能量在钻孔内的充分作用 不良堵塞的安全危害，L1=(0.71)W L1=（2030）d L1=（0.20.4

9、）L6)单位耗药量 标准单耗K，松动爆破q-kg/m37)单孔药量Q Q=qxV =?V=axb(或w1)xH q深孔台阶爆破单耗，q的大体范围为：软岩0.150.3kg/m3,中硬岩0.30.45kg/m3,硬岩0.450.6kg/m3 药量平衡原理：每个炮孔爆除其所承担的一定体积岩石所需的药量必须与最佳堵塞条件下孔内所装入的药量相等。Q=d2L0e/4,L0_满足堵塞长度后的装药长度 一个钻孔允许的最多装药量，可以通过调整孔网参数来平衡。8）装药结构 钻孔内炸药的分布特点，有钻孔内炸药的分布特点，有连连续、分段、孔底间隔、空气间隔，混合结构等，作续、分段、孔底间隔、空气间隔，混合结构等，作

10、用机理的不同用机理的不同9）起爆顺序（P232P232）1 1）排间顺序；）排间顺序；2 2）排间奇偶式）排间奇偶式 3 3）波浪式，）波浪式，大小波浪；大小波浪；4 4）V V形顺序；形顺序；5 5）梯形顺序）梯形顺序 6 6）对角线顺序）对角线顺序 7 7）径向顺序；）径向顺序；8 8）组合）组合 通过孔间的毫秒延期起爆，实现自由面的增加，通过孔间的毫秒延期起爆，实现自由面的增加，并产生岩块的碰撞，有利于岩石的进一步破碎。也并产生岩块的碰撞，有利于岩石的进一步破碎。也有利于爆堆集中。有利于爆堆集中。减震的基本措施减震的基本措施起爆网路的设计微差起爆网路的基本作用：（1）为后续炮孔形成临空面

11、（2）按允许的单响药量起爆，实现爆破振动的控制起爆方式微差间隔时间T：在时序上确保临空面的形成和避免爆破振动波的叠加，深孔台阶爆破最好控制在50ms;高精度等间隔雷管和电子数码雷管形成的起爆网路的应用微差延期的方式：孔内延期、孔外延期、内外组合延期，接力起爆网路的设计网路的超前破坏预防：飞石、空气冲击波和爆破震动对网路的影响改善深孔爆破效果的技术措施 爆破要求：岩块均匀，大块率低；形成的台阶面平整，不留残埂；较高的钻孔延米爆落量和较低的炸药单耗。改善深孔爆破效果的主要措施 l）合理利用或创造人工自由面 实践证明，充分利用多面临空的地形，或人工创造多面临空的自由面，有利于降低爆破单位耗药量。适当

12、增加梯段高度或采用斜孔爆破，均有利于提高爆破效率。斜孔爆破后边坡稳定，块度均匀，还有利于提高装碴效率。2）改善装药结构 单一的连续装药，药包往往处于底部、孔口不装药段较长，导致大块的产生。采用分段装药可有效降低大块率；采用混合装药方式，即在孔底装高威力炸药、上部装普通炸药，有利于减少超钻深度；在国内外矿山部门采用的空气间隔装药爆破技术也证明是一种改善爆破破碎效果、提高爆炸能量利用率的有效方法。3）优化起爆网路 优化起爆网路对提高爆破效果，减轻爆破震动危害起着十分重要的作用。选择合理的起爆顺序和微差间隔时间对于增加药包爆破自由面，促使爆破岩块相互撞击以减小块度，防止爆破公害具有十分重要的作用。4

13、）采用微差挤压爆破 微差挤压爆破是指爆破工作面前留有碴堆的微差爆破。由于留有碴堆，从而促使爆岩在运动过程中相互碰撞，前后挤压，获得进一步破碎，改善了爆破效果。微差挤压爆破可用于料场开挖及工作面小，开挖区狭长的如溢洪道、渠道开挖等。它可以使钻孔和出碴作业互不干扰，平行连续作业，从而提高工作效率。5）保证堵塞长度和堵塞质量 实践证明，当其它条件相同时，堵塞良好的爆破效果及能量利用率较堵塞不良的场合可以大幅提高。深孔台阶爆破施工工艺 按工艺流程1）施工准备：覆盖层、道路、台阶；2）钻孔：平台与方法、炮孔质量；3）装药方法4）填塞5）起爆网路连接6）起爆7）爆后检查技术发展大区多排孔毫秒延期爆破技术宽

14、孔距小抵抗线毫秒延期爆破技术露天矿高台阶抛掷爆破大坝石料开挖爆破试验参数试验序号1234布孔方式三角形三角形三角形三角形排数6855抵抗线(m)22.542.5孔距(m)4.5566排距(m)2222.5孔深(m)9999装药结构分层分层连续连续堵塞长度(m)3.52.53.5433.5起爆方式排间微差排间微差排间微差排间微差雷管段别4151861028炸药单耗(kg/m3)0.850.750.6060.645试验结果炸药单耗(kg/m3)0.850.750.6060.645延米爆破方量(m3)9.1410.1212.0615.77超径率(%)6.03.86.42.1设计作业：沿海某大型热电厂

15、目前正在实施电厂扩建工程（2660MW级）的施工，其中设计布置的粉煤灰库部位有一突出地面的小山包，需采用爆破方法将其开挖平整，以便作为粉煤灰库的基础。该小山包大体呈不规则的长方形（见图1），其高程在5.715.4m，需开挖的岩石体最大高差约10m，最大长度70m，最大宽度45m，爆破开挖的岩石方量约2.6万m3。该山包岩体为中微风化及微风化的花岗岩，普氏系数f约为810。爆破区邻近正在运行的电厂相关建筑物及重要设施，其中距脱硫集控楼仅80m，有较严格的振动安全控制要求。在爆破试验成果的基础上，设计要求控制的最大单响药量为70kg，并要求在开挖边缘（见图示）进行预裂爆破，以实现降低爆破振动和取得

16、平整开挖边界的目的。采用深孔台阶法，采用深孔台阶法，（1 1）确定爆破施工方案和开挖程序；）确定爆破施工方案和开挖程序；（2 2）以典型台阶（长）以典型台阶（长20m20m宽宽8m8m高高10m10m）为例，进行深孔台阶主爆孔设计（包）为例，进行深孔台阶主爆孔设计（包括孔网参数、装药参数及装药结构）；括孔网参数、装药参数及装药结构）；（3 3）在开挖边界进行预裂孔及缓冲孔的钻爆设计（包括孔网参数、装药参数及装）在开挖边界进行预裂孔及缓冲孔的钻爆设计（包括孔网参数、装药参数及装药结构）；药结构）；（3 3）微差起爆网路设计）微差起爆网路设计。7.2 露天浅孔台阶爆破 宜分成数级台阶施工。沿宽度布置3-4排。平面上采用矩形或梅花形布置；同排相邻炮孔的孔心距离称为孔距，相邻两排炮孔间的中线距离称为排距。主要参数包括：1）最小抵抗线W d钻孔直径，mm。2）台阶高度H 兼顾爆破效果和生产率两方面，3）炮孔深度L爆破后形成的新台阶面达到设计高程，既不超挖也不欠挖。4）孔距a和排距b 保证形成平整的新台阶面及爆后岩块均匀5）堵塞长度L1 6）浅孔爆破药量按延长药包单孔药量为 Q=qabHq浅孔台阶