露天深孔台阶爆破

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
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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
岩石的可爆性 岩石的性质 钻孔直径D q＝Q/V 最小抵抗线W
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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）

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
压缩区
质点振 动方向
传播方向
传播方向
膨胀区
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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
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二、岩石爆破基本理论
四、露天深孔台阶爆破技术

露天矿采场构成要素
运输平台 安全平台 工作平盘 B
ψ 工作帮坡角
清扫平台
最终帮坡角
最终帮坡角
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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 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 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。
f 值
20 15 10 8 6 5 4
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四、露天深孔台阶爆破技术
Ⅴ Ⅵ
普氏岩石分级表（2）
中等 较软弱 各种不坚固的页岩、致密的泥灰岩 软弱的页岩、很软的石灰岩、白垩、岩盐、石 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 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 土质 土壤 轻砂质黏土、黄土、砾石 腐质土、泥煤、轻砂质土壤、湿砂 砂、山麓堆积、细粒砂、松土、采下的煤 流沙、沼泽土壤、含水黄土及其他含水土壤 3 2
(1.2~1.3)W或≤40D 根据综合指标定 耦合d=D 不耦合d<D
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四、露天深孔台阶爆破技术
序号 1 参数名称 单孔负担面积S（m2） 下部装药线密度q2（kg/m） 上部装药线密度q3（kg/m） 单一装药线密度q1（kg/m） 单孔装药量 Q（kg） 参数选取 S=ab=aw q2 =2SπρD2 (耦合） q3= q2 1/2 q1 = q2 Q=q（L-h0）Q=Q1+Q2
深 孔 台 阶 爆 破 布 药 参 数
2 3 4 5
6
7 8
平均单位耗药量q（kg/m3）
单孔下部装药量Q2（kg） 单孔上部装药量Q3（kg）
q=Q/V=Q/abH
Q2=q2h2 Q3=q3h3
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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
b
2
a
3
4
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典型逐孔毫秒延时非电起爆网路 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · ·
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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？
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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
a
a c b b a b
h0
H
W
h3
L
a
Wm
β
h1
h2
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四、露天深孔台阶爆破技术
深 孔 台 阶 爆 破 主 要 技 术 参 数
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 参数名称 台阶高度H（m） 台阶倾斜角a （0） 钻孔倾斜角β （0） 抵抗线W (m) 孔间距a (m) 孔排距b (m) 前排孔上沿宽c (m) 钻孔深度L（m） 堵塞长度h0（m） 钻孔超深h1 （m） 底部装药长度h2 （m） 上部装药长度 h3 (m) 允许最大抵抗线 (m) 钻孔直径D (m) 装药直径d(m) 参数选取 8～20 斜a=β 直a=70~90度 斜β=73度 直β=90度 w=30D a=1.25w或a=1.25b b=w c≤w L≥H, L=h0+h2+h3 ≥30D,一般(20-30)D (10~20)D (1.2~1.3)Wm L- h0 -h2
炮孔
D≥50mm
5m ≤ H≤30m
孔 深
延 长 药 包
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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
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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
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 1 一次爆破 矿石量大 2 潜孔台阶 作业 3 应用先进 技术 4 规范标准 化 缺 点 1 易产生大 块夹持压 死 2 需加大设 备投入 钻爆工艺 3 技术要求 高
串联起爆网路 并联起爆网路 混合复式起爆网路
传 爆 雷 管
连接四通
激发雷管
塑 料 导 爆 管
连接四通
激发雷管
塑 料 导 爆 管
传 爆 雷 管
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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
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三、常用爆破器材与起爆网路
· · · · · ·
Ⅵ Ⅶ Ⅶ Ⅷ Ⅹ Ⅸ
较软弱 软弱 软弱 土质岩石 松散性岩石 流沙性岩石
1.5 1.0 0.8 0.6 0.5 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）
凿碎比能 （J/cm3） 软硬程度 代表性岩石
级别
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ
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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
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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 动 速 度 减 缓
移 动 速 度 加 快
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四、露天深孔台阶爆破技术
8 7 6 5
深孔台阶爆破起爆方式举例（ v 形起爆）
7 6 5 4 6 5 4 3 5 4 3 2 4 4 3 2 1 4 3 2 1 5 4 3 2 6 5 4 3 7 6 5 4 8 7 6 5
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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--百度文库破
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）
四、露天深孔台阶爆破技术

建议推广大孔距爆破法
（试验证明有较好的破碎效果）
1、a/b=1.25
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
1
2
3
ΔW
变化
W
4
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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
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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
预裂爆破技术
光面爆破技术
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
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四、露天深孔台阶爆破技术
3、深孔爆破的优点-----易于实现微差爆破
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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
施加的压力
R = P/A
P-最大破坏压力 A-试件的截面积
P
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）
坚固性 程度
最硬 很硬 硬 硬 较硬 较硬 中等
等级
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅴ
典型岩石
最坚固的石英岩、玄武岩及特别坚固岩石 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 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 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
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 炮孔间距：a=1.25b V=abH q=Q/abH


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。
露天深孔台阶爆破
学习小结
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一、炸药及爆炸的基本理论

炸药化学爆炸作功过程示意图
高温高压
爆
炸
炸药
(常温常压)
爆炸产生的现象:
冲击波\气体膨胀作功\光热声\气体至常压
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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
≤186 196～284
294～382 392～480 490～578 588～676 ≥686
极软 软
中等 中硬 硬 很硬 极硬
页岩、煤、凝灰岩 石灰岩、砂页岩、橄榄岩、绿泥角闪岩、白云岩
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 赤铁矿、磁铁石英矿、矽卡矿中细粒、花岗岩、 致密矽卡岩、煌斑岩、磁铁石英岩、富赤铁矿 富赤铁矿
第三排炮孔: 6段 150ms 75ms 2段 25ms
起爆器
第二排炮孔: 4段 第一排炮孔: 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
三排炮 四排炮 台阶岩矿
一排炮
二排炮
延迟时间的变化范围： 10ms/m（硬岩）～ 30ms/m(软岩） 通常按每米最小抵抗线延 迟15ms间隔比较合适。