露天深孔台阶爆破

串联起爆网路 并联起爆网路
混合复式起爆网路
连接四通
塑
激发雷管
料 导
爆
管
传 爆 雷 管
连接四通
塑
激发雷管
料 导
爆
管
传 爆 雷 管
8 2020/3/20
三、常用爆破器材与起爆网路
导爆索起爆网路
导爆索搭接方式
导爆索与炸药的连接
9 2020/3/20
三、常用爆破器材与起爆网路
典型逐孔毫秒延时非电起爆网路
普氏岩石分级表（2）
Ⅴ 中等 Ⅵ 较软弱
Ⅵ 较软弱 Ⅶ 软弱 Ⅶ 软弱 Ⅷ 土质岩石
各种不坚固的页岩、致密的泥灰岩
3
软弱的页岩、很软的石灰岩、白垩、岩盐、石 2
膏、冻土、无烟煤、普通泥灰岩、破碎砂岩、 胶结砾岩、石质土壤
碎石质土壤、破碎页岩、凝结成块的砾岩和碎 1.5 石、坚固的煤、硬化黏土
致密的黏土、软弱的烟煤、坚固的冲击层、黏 1.0 土质 土壤
运输平台
安全平台
B
工作平盘
最终帮坡角
ψ 工作帮坡角
清扫平台
最终帮坡角
14 2020/3/20
四、露天深孔台阶爆破技术
露天矿采场构成要素名词解释
1、最终边帮：AC和BF,位于矿体下盘一侧的边帮称底帮，上盘一侧的边帮为顶帮，位于矿体走 向两端的边帮为端帮。
2、工作帮：正在进行和将要开采的台阶组成的边帮。如图中的DF，是变化的工作面。 3、非工作帮：最上面一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线的斜面，称为非工作帮坡或
31 2020/3/20
四、露天深孔台阶爆破技术
●岩石特性与凿岩爆破关系----需要认真考虑的！
穿孔--爆破
难、难
矿石
利润
岩矿体
岩性--单耗
难、难
爆破－破碎
难难
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四、露天深孔台阶爆破技术
普氏岩石坚固性系数的概念（表示岩石坚固性综合物理性质）
f = R/10
式中：f—普氏岩石坚固系数（无量纲） R—岩石单轴抗压强度（MP）
6
平均单位耗药量q（kg/m3）
q=Q/V=Q/abH
数
7
单孔下部装药量Q2（kg）
Q2=q2h2
8 单孔上部装药量Q3（kg）
Q3=q3h3
25 2020/3/20
四、露天深孔台阶爆破技术
建议推广大孔距爆破法
1
b
2
a
3
4
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四、露天深孔台阶爆破技术
建议推广大孔距爆破法
1、a/b=1.25 （试验证明有较好的破碎效果） 2、第一排炮孔按常规方法确定最小抵抗线和孔间距 3、台阶爆破一般采用短延时间隔起爆
(10~20)D
技
11 底部装药长度h2 （m）
(1.2~1.3)Wm
术
12 上部装药长度 h3 (m)
L- h0 -h2
参
13 允许最大抵抗线 (m)
(1.2~1.3)W或≤40D
数
14 钻孔直径D (m)
根据综合指标定
15 装药直径d(m)
耦合d=D 不耦合d<D
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四、露天深孔台阶爆破技术
····· · ····· ······ ······ · ····· · ····· ·
····· ·
10 2020/3/20
四、露天深孔台阶爆破技术
1、露天深孔台阶爆破的概念
炮孔：直径大于50mm 孔深：大于5m 特点：延长药包爆破方式
什么是深孔台阶爆破？
炮孔 D≥50mm
5m ≤ H≤30m
赤铁矿、磁铁石英矿、矽卡矿中细粒、花岗岩、
Ⅵ 588～676 很硬
致密矽卡岩、煌斑岩、磁铁石英岩、富赤铁矿
Ⅶ ≥686
极硬
富赤铁矿
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四、露天深孔台阶爆破技术
岩石的可爆性分级 （岩体在炸药爆炸作用下发生破碎的难易程度）
级别 爆破性指数 F 爆破性程度
Ⅰ 小于29～38
极易爆
Ⅱ 38～53 Ⅲ 53～68
R = P/A
P
P-最大破坏压力
A-试件的截面积
施加的压力
标准试验试件 基础平面
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四、露天深孔台阶爆破技术
普氏岩石分级表（1）
等级 坚固性 程度
Ⅰ 最硬
典型岩石
最坚固的石英岩、玄武岩及特别坚固岩石
Ⅱ 很硬 Ⅲ硬 Ⅲ硬 Ⅳ 较硬
很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩、较坚 硬石英岩、最坚硬的砂岩和石灰岩
水平的工作安全。宽度一般为1/3台阶高度。 9）运输平台：工作台阶与出入沟之间运输联系的通道，位于出入沟的非工作帮或帮沟上。宽
度由运输方式和线路数目确定。 9）清扫平台：用作阻截滑落的平台，用清扫设备清扫，起安全平台作用，每隔2～3隔台阶的
边帮上设一道，宽度根据清扫设备而定。
15 2020/3/20
最终帮坡。如图AG和BH。其中βγ是最终帮坡角 4）工作帮坡面：工作帮最上面台阶底线与最下面台阶底线构成的平面，如图DF面，ψ是工作
帮坡角，工作帮水平部分成为平盘，有上平盘和下平盘。 5）最终帮坡角和工作帮坡角：是露天矿设计主要指标，直接影响开采境界和生产能力。 6）上开采境界线范围：由AGHB构成（红线范围）。 7）非工作帮上的平台：安全平台、运输平台和清扫平台。 8）安全平台：缓冲和阻截滑落的岩石，同时减缓最终帮坡角度，保证最终帮坡的稳定和下部
压缩区
传播方向
膨胀区
质点振 动方向
传播方向
3 2020/3/20
二、岩石爆破基本理论
岩石中爆破作用的五种破坏模式
▲ 炮孔周围岩石的压碎作用 ▲ 径向裂隙作用 ▲ 卸载引起的岩石内部环状裂隙作用 ▲ 反射拉伸引起的片落和引起径向裂隙的延伸 ▲ 爆炸气体扩展应变波所产生的裂隙
4 2020/3/20
二、岩石爆破基本理论
3、深孔爆破的优点-----易于实现微差爆破
起爆器
第三排炮孔: 6段 150ms
第二排炮孔: 4段 75ms 第一排炮孔: 2段 25ms
3 2 1
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四、露天深孔台阶爆破技术
深孔台阶微差爆破岩石位移示意图
一排炮
二排炮
三排炮
四排炮
台阶岩矿
延迟时间的变化范围： 10ms/m（硬岩）～ 30ms/m(软岩）
露天深孔台阶爆破
学习小结
1 2020/3/20
一、炸药及爆炸的基本理论
炸药化学爆炸作功过程示意图
炸药
(常温常压)
高温高压
爆炸
爆炸产生的现象: 冲击波\气体膨胀作功\光热声\气体至常压
2 2020/3/20
二、岩石爆破基本理论
岩石爆破破碎机理
⑴ 冲击波拉伸破坏理论 ⑵ 爆炸气体膨胀压理论 ⑶ 冲击波与爆生气体综合作用理论
延
长
药
孔
包
深
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四、露天深孔台阶爆破技术
露天深孔台阶爆破的破岩效果
12 2020/3/20
四、露天深孔台阶爆破技术
露天深孔台阶构成要素
台阶上部平盘 台阶面
坡面角 α
台阶下部平盘
台阶坡顶线
台阶高度 h
台阶坡底线
坡面角 α
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四、露天深孔台阶爆破技术
露天矿采场构成要素
4 规范标准
化
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四、露天深孔台阶爆破技术
3、深孔爆破的优点-----易于实现光面与预裂爆破
光面爆破技术
预裂爆破技术
预 裂 缝
半 孔 率
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四、露天深孔台阶爆破技术
路堑光面与预裂爆破的路堑应用
半 孔 率
工 作 台 阶
18 2020/3/20
四、露天深孔台阶爆破技术
1
2
3
4
ΔW 变化
W
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四、露天深孔台阶爆破技术
深孔微差挤压爆破技术
---------当爆破大块率高时，可在工作台阶面上保留一定范围的爆堆
堆积体
1: 时差控制比一般微差爆破时间微差大（30～50）％约50～100ms 2: 破碎效果好，爆渣集中，提高综合作业效率 3：缺点单耗高、工作平台要求宽、爆堆高可能影响机械铲装作业
轻砂质黏土、黄土、砾石
0.8
腐质土、泥煤、轻砂质土壤、湿砂
0.6
Ⅹ 松散性岩石 砂、山麓堆积、细粒砂、松土、采下的煤
0.5
Ⅸ 流沙性岩石 流沙、沼泽土壤、含水黄土及其他含水土壤 0.3
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四、露天深孔台阶爆破技术
岩石的可钻性分级（表示钻孔难易程度的一种岩石坚固性指标）
级别
Ⅰ Ⅱ
斜a=β 直a=70~90度
孔
3 钻孔倾斜角β （0）
斜β=73度 直β=90度
台
4 抵抗线W (m)
w=30D
阶
5 孔间距a (m)
a=1.25w或a=1.25b
爆 破 主
6 孔排距b (m) 7 前排孔上沿宽c (m) 8 钻孔深度L（m） 9 堵塞长度h0（m）
要
10 钻孔超深h1 （m）
b=w c≤w L≥H, L=h0+h2+h3 ≥30D,一般(20-30)D
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二、岩石爆破基本理论
爆破漏斗
爆破漏斗的基本形式 ▲ 标准抛掷爆破漏斗： n=1.0 ▲ 加强抛掷爆破漏斗：n>1.0，（取n=1.2～2.5） ▲ 减弱抛掷爆破漏斗：1>n>0.75
▲ 松动抛掷爆破漏斗：n<0.75
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三、常用爆破器材与起爆网路
起爆网路种类
凿碎比能 （J/cm3） ≤186 196～284
软硬程度
代表性岩石
极软 软
页岩、煤、凝灰岩 石灰岩、砂页岩、橄榄岩、绿泥角闪岩、白云岩
Ⅲ 294～382 中等 Ⅳ 392～480 中硬 Ⅴ 490～578 硬
花岗岩、石灰岩、橄榄片岩 铝土矿、角闪岩
花岗岩、硅质灰岩、矽卡岩、大理岩、辉长岩、 玢岩、黄铁矿
序号 参数名称
参数选取
1
单孔负担面积S（m2）
S=ab=aw
深 孔
2
下部装药线密度q2（kg/m）
q2 =2SπρD2 (耦合）
台
3
上部装药线密度q3（kg/m）
q3= q2 1/2
阶
爆
4
单一装药线密度q1（kg/m）
q1 = q2
破
布
5 单孔装药量 Q（kg）
Q=q（L-h0）Q=Q1+Q2
药 参
四、露天深孔台阶爆破技术
2、深孔爆破的特点
高兴啊！
▲孔大、孔深、孔多，一次爆破方量大； ▲便于标准化、规范化生产组织与安全管理； ▲易于使用大型现代化工程机械，生产成本低。
优点
缺点
1 一次爆破 1 易产生大块 矿石量大 夹持压死
2 潜孔台阶 2 需加大设备
作业
投入
3 应用先进 钻爆工艺技
技术
3 术要求高
致密花岗岩、很坚固的砂岩和石灰岩、石英质 矿脉、坚固的砾岩、极坚固的铁矿石
坚固的石灰岩、砂岩、大理岩、不坚固的花岗 岩、黄铁矿
一般的砂岩、铁矿
Ⅳ 较硬 Ⅴ 中等
砂质页岩、页岩质砂岩 坚固的粘土质岩石、不坚固的砂岩和石灰岩
f值
20 15 10
8
6
5 4
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四、露天深孔台阶爆破技术
岩石中爆炸应力波传播特征
地震波 (大于150r)
压缩波 (120---150)r
冲击波 （3—7）r
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二、岩石爆破基本理论
爆破漏斗
爆破漏斗的几何参数：
最小抵抗线：W 爆破漏斗半径：r 爆破作用半径：R 爆破漏斗深度：D 爆破漏斗可见深度：h 爆破漏斗张开角：θ 作用指数：n=r/W
易爆 中等
Ⅳ 68～81
难爆
Ⅴ 大于81～86 极难爆
代表岩石 千页岩、破碎性砂岩、泥质板岩、 破碎性白云岩 角砾岩、绿泥岩、米黄色白云岩、
阳起石、石英岩、黄斑岩、大理 岩、灰白色白云岩 磁铁石英岩、角闪斜长片麻岩
矽卡岩、花岗岩、矿体浅色砂岩
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四、露天深孔台阶爆破技术
通常按每米最小抵抗线延 迟15ms间隔比较合适。
20 2020/3/20
四、露天深孔台阶爆破技术
岩石移动碰撞破碎机理：Ft=△mV
移动岩石碰撞
移
移
动
动
速 度 减 缓
速 度 加 快
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四、露天深孔台阶爆破技术
深孔台阶爆破起爆方式举例（ v 形起爆）
8
7
6
5
44 4
5
6
7
6
5
65
4
4
3
3
4
5
3
2
23
4
54
3
2
11
2
3
7
8
6
7
5
6

45
22 2020/3/20
四、露天深孔台阶爆破技术
深孔台阶爆破主要技术参数
c c
c
b
b
a
a
a b
h0
H
W
h3
L
a
β
h1
h2
Wm
23 2020/3/20
四、露天深孔台阶爆破技术
序号 参数名称
参数选取
1 台阶高度H（m）
8～20
深
2 台阶倾斜角a （0）
28 2020/3/20
四、露天深孔台阶爆破技术
深孔台阶爆破设计依据
钻孔
岩石的可钻性
钻孔直径D
岩石的性质
最小抵抗线W
岩石的可爆性 q＝Q/V
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四、露天深孔台阶爆破技术
深孔爆破设计方法
平均单耗控制设计法（体积法） 抵抗线控制设计法 爆破试验设计法
关键问题：
孔径D与平均单耗q、抵抗线W关系
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四、露天深孔台阶爆破技术
平均单耗控制法设计过程
设计条件：已知H、D、炸药品种 初选单位耗药量q 确定堵塞长度：h0=（1.0～1.2）W≥20D 确定超钻:h1=（10～20）D 计算单孔最大可能装药量Q’:Q’=q2（L～h0） 计算单孔负担爆破体积 V=abH q=Q/abH 炮孔间距：a=1.25b 单孔装药长度：h2=L-h0-h2 根据周围环境确定和校核允许单响药量。 选择起爆间隔与起爆网路形式。