露天钻孔爆破

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第6章 露天钻孔爆破
露天钻孔爆破广泛应用于岩土开挖工程。

根据炮孔深度的不同,露天钻孔爆破又可分为浅孔爆破和深孔爆破。

在露天爆破中,一般将直径小于50 mm、深度不超过5 m的钻孔爆破称为浅孔爆破,反之称为深孔爆破。

如果置少量炸药于孔底进行不充填爆破,将炮孔底部扩大成近似壶状的空腔后再装药,使延长药包变为集中药包,从而在不增加钻孔量的条件下增加装药量的爆破方法称为药壶爆破。

工作面成台阶状推进的钻孔爆破称为台阶爆破。

台阶爆破有两个或两个以上的自由面,其中有一个与炮孔平行或近似平行,它使孔口和孔底的最小抵抗线近似相等,使爆破能量的分布更趋于合理,从而获得较好的爆破效果,而且不会形成高陡边坡,安全性好,所以得到广泛应用。

露天台阶爆破的钻孔方向可分为垂直孔和倾斜孔,如图6—1所示。

倾斜孔优于垂直孔,因为:(1)沿炮孔全长的抵抗线分布比较均匀,破碎效果较好,不易残留根底;(2)钻孔角度可调,容易保持所需的台阶坡面角,爆后的台阶坡面比较平整;(3)爆堆形态较好。

垂直孔的钻孔和装药简单易行。

所以钻孔形式应根据钻机型号、爆破条件和要求综合考虑。

a)b)
图6—1 台阶钻孔形式
a)垂直孔;b)倾斜孔
第1节 深孔台阶爆破
对深孔台阶爆破主要有以下技术要求:
(1) 破碎效果好,大块(不合规格的岩块)率低;底板平整、无岩坎和伞岩;爆堆集中并有一定松散度。

使铲装、运输、机械破碎以及边坡支护等后续工序发挥最大效率,降低岩土爆破工程的综合成本。

(2) 降低爆破震动、爆破飞石和空气冲击波等有害效应;减少后冲、后裂和侧裂,尽量避免对边坡岩体的爆破损伤。

一、台阶要素和炮孔布置
1. 台阶要素
台阶要素包括:台阶高度H和台阶坡面角α。

台阶坡面角一般为70°左右。

确定台阶高度的一般原则:(1)为钻孔、铲装设备创造高效率的工作条件;(2)使爆破工程达到最好的技术经济指标;(3)满足安全施工的要求。

因此,确定台阶高度应考虑的因素有:(1)台阶高度应与装载机械的挖掘高度相适应,台阶(爆堆)过高,铲装作业的安全性差;反之,铲装效率低;(2)台阶高度决定了孔深,而孔深又受钻孔直径的制约,当孔径确定以后,合理的孔深可提高钻孔和装药效率,因此,台阶高度应与钻孔直径相适应;(3)台阶高度与临空面坡度有关,临空面坡度较缓时,台阶高度较低;(4)台阶高度应满足开挖量和生产进度的要求;(5)台阶高度应与开挖高度相适应。

在确定台阶高度时,应把钻孔和装运设备的安全高效作业放在第一位,由于各行业的爆破规模、条件和要求不同,采用的凿岩和装运设备各异。

因此,台阶高度相差较大,一般为6~15 m,国内的金属矿也有采用15~18 m高台阶的。

当钻孔直径较小、装运能力较低时,台阶高度取低限,反之取高限。

在合理确定台阶高度的同时,还应合理地确定和安排台阶工作面的数目、位置、开挖顺序和推进方向,以便使各分层台阶上的钻爆、铲装、运输等工序有机联系起来,达到最佳的安全作业效率。

所以,台阶高度应根据爆破规模、爆破高度、施工机械以及开挖方案合理确定。

2. 炮孔布置
(1) 平面布孔方式。

台阶爆破的平面布孔方式分单排孔及多排孔;多排孔又分方形布孔、矩形布孔、三角形布孔(又称交错布孔),如图6—2。

因为交错布孔的能量分布比较均匀而多用。

(2) 路堑爆破的布孔方式。

路堑开挖工程多为地表风化岩层,地形变化大,场地狭长,作业条件差,工期短等。

应根据各工点的具体情况合理布孔。

① 半壁路堑布孔方式。

半壁路堑开挖多采用纵向台阶法布孔方式,即平行线路方向
布孔。

对于开挖深度较大的半壁路堑,应采用分层布孔,每层6~8 m 左右,如图6—3。

图6—2 深孔布置方式
(a )单排布孔;(b )方形布孔;(c )矩形布孔;(d )交错布孔
a )
b )
c )
图6—3 半路堑的炮孔布置
a )半路堑倾斜孔;
b )半路堑垂直孔;
c )半路堑分层布孔
② 全路堑布孔方式。

由于全路堑的开挖断面小,爆破作用易影响边坡的稳定性,如开挖深度较大,可采用分层爆破。

顺边坡采用倾斜孔进行光面或预裂爆破,靠边坡的垂直孔深度应控制在边坡线以内,如图6—4所示。

二、爆破参数设计
台阶爆破参数包括:孔径、孔深D L 、底盘抵抗线、倾斜孔抵抗线W 、排距、孔距、超深、台阶高度1W b a h H 、坡顶线至前排孔口的距离B 、炸药单耗等。

如图6—1所示。

为了达到良好的爆破效果,必须合理确定上述各参数。

k 1. 爆破参数设计
(1) 孔径。

孔径主要取决于钻机类型、台阶高度和岩石性质。

当采用潜孔钻机时,孔径为80~200 mm 。

采用牙轮钻机时,孔径为200~310 mm 。

通常,钻机型号确定后,其钻D
孔直径已固定,国内大、中型矿山生产爆破,孔径为120~350 mm ;路基开挖的宽度有限,规模较小,常用的孔径为70~120 mm ;水电工程的爆破规模变化范围大,孔径在一般在150 mm 以内。

图6—4 全路堑分层布孔
(2) 孔深L 。

孔深由台阶高度H 和超深确定。

h 对于垂直孔 h H L += (6—1)
对于倾斜孔 ()α
sin h H L +=
(6—2) 式中:α──钻孔的倾斜角度。

因钻孔内岩碴排不完,可能钻孔深度与爆破实际孔深不一致,因此要尽量让孔深达到要求,以免出现根底。

(3) 超深h 。

为了增加炮孔底部的药量,克服台阶底板岩石的夹制作用,使爆破后不留根底,并形成平整的底面,钻孔应有一定的超深,即超过台阶底板的深度。

超深过大,浪费钻孔和炸药,并破坏底板,同时增大爆破地震效应的影响范围;超深不足将产生根坎,使开挖深度不够,底板不平,影响装、运效率。

根据实践经验,超深可按下述方式确定:
对于垂直深孔 ()135.0~15.0W h = (6—3) 对于倾斜深孔 ()W h 50.0~30.0= (6—4) 或 ()D h 12~8= (6—5)
若岩石松软,可爆性好,或坡面角大,底盘抵抗线小,则超深取小值;反之,取大值。

目前,深孔台阶爆破的超深一般不超过3.5 m 。

为了保证下一台阶面的平整,要求超深后的孔底保持在同一水平面上。

2. 孔网参数。

(1) 底盘抵抗线。

台阶坡面往往是斜面,所以垂直深孔存在两种抵抗线,即最小抵抗线W 与底盘抵抗线。

最小抵抗线是指炮孔中心至台阶坡面的最小距离;底盘抵抗线是指炮孔中心至台阶坡底线的水平距离,如图6—1。

1W 1W 底盘抵抗线是影响台阶爆破效果的最重要的参数之一。

底盘抵抗线过大,根底多,大块率高,后冲作用大,影响爆破效果;过小,浪费炸药,增大钻孔工作量,而且飞石严重,安全性差。

为了克服爆破时的最大阻力,避免台阶底部出现根底,应采用底盘抵抗线作为爆破参数设计的依据。

底盘抵抗线的大小同孔径、岩性、台阶高度和坡面角、炸药威力等因素有关。

考虑不同的因素,有不同的计算公式。

① 按炮孔直径计算。

孔径大的炮孔装药量大,克服岩石阻力的能力就大,应取较大的抵抗线。

因此,底盘抵抗线W 可按炮孔直径计算
D ()D W 50~201= (6—6)
② 根据体积公式计算。

在已知孔径、装药密度和炮孔密集系数的条件下,可根据单个炮孔实际装药量应与该孔爆破的岩石体积所需药量相等的关系,计算底盘抵抗线,得 4/2ΔD L τπ2
1kHmW kmH
L D
W Δ=τ785.01 (6—7) 式中: ──底盘抵抗线,m ; 1W D ——孔径,m ;
Δ──装药密度,kg/m 3;
τ──装药系数,8.0~6.0=τ;
m ──炮孔密集系数,=0.6~1.5。

对于普通孔,=1.0~1.5;对于光面孔,
=0.6~1.0;在宽孔距爆破中,m 还可大于2;
m m m k ──炸药单耗,kg/m 3。

式(6—8)可作为按式(6—7)所计算的底盘抵抗线的校核公式,即式(6—8)的计算值应等于或接近式(6—7)的计算值。

否则,就可能出现炮孔装不完按体积公式计算的药量或装完炸药后剩下的不装药段太长的情况,这就需要重新调整底盘抵抗线。

③ 根据钻孔作业的安全条件计算。

为了保证钻机安全作业,底盘抵抗线应满足如下关

B Hctg W +≥α1 (6—8)
式中: B ──从钻孔中心至坡顶线的钻孔作业安全距离,m 。

一般取m,
孔径小时取小值,反之取大值。

如不满足安全要求,必须调整底盘抵抗
线后重新进行计算;
0.3~5.1≥B α──台阶坡面角,即前次爆破形成的自然坡角,一般°°=75~60α。

(2) 炮孔密集系数。

炮孔密集系数是指同排孔的孔距与抵抗线(或排距)的比值,即
m a 1
W a m = (6—9) 炮孔密集系数表示炮孔的平面分布状况。

为了降低大块率,一般取炮孔密集系数大于1.0。

但是第一排孔往往由于过大,应选用较小的密集系数,以克服底盘阻力。

1W (3) 孔距。

同排炮孔中相邻两孔中心线之间的距离称为孔距。

孔距按下式求得
a 1mW a = (6—10)
(4) 排距b 。

相邻两排炮孔中心线之间的距离称为排距。

由于后排孔的岩体夹制作用大,排距应较第一排孔的底盘抵抗线适当减小。

对于多排孔齐发爆破 ()10.1~9.0W b = (6—11)
对于多排孔微差爆破,排距即是第一排孔以后各排孔的底盘抵抗线值,因此
1W b =,或m
a b = (6—12) 在采用正三角形布孔时,可根据排距与孔距的几何关系确定排距
a a
b 866.060sin ≈°= (6—13)
3. 装药量
(1) 单位炸药消耗量。

影响单位炸药消耗量(即单耗)的因素很多,主要有岩石可爆性、自由面条件、爆破方法、炸药威力和对爆破块度的要求等。

单纯地增加单耗不一定更能改善爆破效果,只能使岩石过度粉碎,并增加爆破有害效应。

实际上,在爆破条件、方法、参数一定的条件下,有一个合理的单耗。

根据生产经验,按不同的爆破方法和岩体分类总结出了单位炸药消耗量值表,可供查取,如表6—1。

k k 选取单耗时,还要考虑挖装机械的能力。

若机械功率小,爆破时不仅要使岩体松动,还
要有所翻动才有利于挖装,单耗应适当增加;反之,则可取较小的单耗。

深孔台阶爆破单位炸药消耗量值 表6—1
k 岩性值 f 0.8~23~4 5 6 8 10 12 14 16 20 k (kg/m 3)
0.4 0.43 0.46 0.5 0.53 0.56 0.6 0.64 0.67 0.7
(2) 单孔装药量。

按照体积公式,单孔装药量根据该孔所担负的爆破岩体体积计算。

q 第一排孔的单孔药量按下式计算
q H kaW q 1= (6—14)
多排孔爆破时从第二排孔起,以后各排的每孔药量按下式计算
kabH k q ′= (6—15)
式中:──受前面各排炮孔爆破的岩石阻力作用的增加系数,一般取。


数靠前的取小值,靠后的取大值;毫秒微差爆破时,取小值。

k ′3.1~1.1=′k 爆破参数的确定,也可结合工程条件,查表选取,表6—2列出我国某些露天矿垂直深孔的爆破参数。

三、施工设计
1. 装药结构
装药结构可分为连续装药和轴向间隔装药,耦合装药和径向不耦合装药(见图5—34)。

装药结构影响爆破能量在岩体中的分布,因此,装药结构不仅影响爆破能量的作用过程和利用效率、爆破裂隙的发展过程和破碎效果,而且影响爆破安全。

我国某些露天矿垂直深孔的爆破参数 表6—2 f 值 岩石种类
台阶高度 H (m ) 底盘抵抗线1W (m ) 孔距 a (m )密集系数m 单耗 q (kg/m 3)超深 h (m ) 每米孔 爆破量 (t ) 花岗岩
6~10 - 9.5~10 8.5~9 - 0.3~0.45 - - 闪长岩
8~12 8~10 6~9 5~8 - 0.5~0.55 - 40 岩石
5~12 12 8.5~9.5 6.5~7.5- 0.3~0.35 - - 凝灰岩 4 8.5~15 7.5~13 4.5~7 -
0.05~0.3 - -
岩石 8~10 10~12 7~8
5~6 0.7~0.8 0.3~0.4 (0.15~0.2)H 40~50 砂质页岩 15~18 10 6~7
5~7 0.8~1.2 0.28~0.35- 30~40 石灰岩 6 12~14
6~9 5~ 0.8~1.0 0.35~0.37 1.0~1.5 40
(1) 堵塞长度。

堵塞长度是指炮孔装药后的充填长度。

确定合理的堵塞长度和保证堵塞质量,可延长爆轰气体在孔内的作用时间,对改善爆破效果、控制爆破飞石和提高炸药能量利用率具有重要作用。

1L 堵塞长度一般可按孔径或底盘抵抗线确定,即
()D L 30~201= (6—16)
或 (6—17)
1175.0W L ≥堵塞长度过小或堵塞质量不好,容易产生冲炮(即爆炸气体从孔口高速冲出的现象),不仅造成量损失,影响爆破效果,而且容易产生飞石;堵塞长度过大,能量过分集中于孔底,孔口部分大块率增加。

因此,必须保证合理的堵塞长度和堵塞质量。

堵塞材料一般采用钻孔岩粉或砂与土的混合物。

(2) 装药形式。

台阶爆破的装药形式有连续装药和间隔装药两种。

① 连续装药:是指炸药从孔底开始装填,直到装完设计药量中间不留轴向间隔,然后进行堵塞的装药方法,这种装药结构的施工简单。

但是,如果炮孔上部的堵塞段(即不装药段)较长时,该段岩体爆破大块增多,特别是台阶较高、坡面较陡、上部岩石坚硬时,大块率较高。

所以连续装药适用于台阶较低、孔深较小、岩石强度不高、表面岩石比较破碎或风化严重、上部底抗线较小的深孔爆破。

② 轴向间隔装药。

亦称分段装药,即将孔中炸药分成数段,中间用炮泥或空气隔开的装药方法,如图6—5。

它可提高装药高度,减少孔口不装药部分的长度,使爆炸能量沿炮孔深度分布比较均匀,得到改善爆破质量,降低大块率的目的。

图6—5 轴向间隔装药
1—药包;2—堵塞物;3—空气间隔
③不耦合装药。

即装药直径小于炮孔直径,炸药和炮孔壁之间留有间隙的装药结构(见图6—18),以减少爆破对围岩的损伤作用,常用于光面爆破或预裂爆破。

④耦合装药。

是装药直径与炮孔直径相同,炸药与炮孔壁之间不留间隙的装药结构。

轴向间隔装药的大部分炸药应装在爆破阻力最大处,所以炮孔的下段装药量要大于上段药量。

尽可能选择薄弱部分(如断层、破碎带、软弱夹层、抵抗线过小的位置)作为不装药段,防止爆炸气体沿薄弱部分过早逸出。

为了使爆破能量分布更均匀,可采用各孔不装药部分相互错开的孔间交错间隔装药方法。

在台阶高度小于15 m时可分成2~3段装药,中间不装药部分的长度为1~2 m,一般用砂、岩粉等填塞,不用捣固,只要倒入即可。

要注意控制好各装药段和填塞段的长度,并应注意保证孔口堵塞长度的要求。

中间不装药部分也可不堵塞,即空气间隔装药方法。

目前,国内已研制出专用的空气间隔器,可在孔内任意位置方便地实现空气间隔装药。

空气间隔装药可以适当地降低炸药爆炸时对孔壁岩石的初始峰值压力,因为过高的峰值压力使药包周围的岩石过度粉碎,需要消耗大量的能量。

在总药量不变的条件下,减少岩石的过度粉碎,就相应地提高了破碎岩石的能力,使破碎均匀,大块率降低。

间隔装药的上、下装药段可以用导爆索串联起来或分别用雷管同时起爆。

四、深孔台阶微差爆破
深孔台阶爆破至少有两个自由面:上表面和侧面。

上表面只是对孔口附近的装药才能起到良好的自由面作用,而侧面是台阶爆破第一排炮孔的主要自由面,但后排孔距离侧面较远,夹制作用增大,爆破条件差,影响爆破效果。

因此,深孔台阶爆破一般都采用微差爆破,以便为后排孔创造新的侧向自由面。

1. 深孔台阶微差爆破间隔时间的确定
微差爆破的关键是合理确定微差间隔时间。

目前尚不能根据微差爆破机理获得满意的计
算间隔时间的公式,通常根据经验公式来选择间隔时间。

计算微差间隔时间的经验公式很多,以下两个公式可作为参考。

(1) 瑞典兰格福斯提出的经验公式
KW t =Δ (6—18)
式中:──微差爆破间隔时间,ms ;
t Δ W ──最小抵抗线,m ;
K ──系数,取 ms/m ,硬岩取小值,软岩取大值。

6~3=K 用上式计算的结果进行微差爆破,块度均匀,大块率较低。

(2) 前苏联矿山部门提出的经验公式
()f W K t −′=Δ24 (6—19)
式中: ──岩石坚固性系数;
f K ′──岩石裂隙系数,对于裂隙较少的岩石,5.0=′K ,中等裂隙岩石;
对于裂隙发育的岩石75.0=′K 9.0=′K 。

目前国内一般采用毫秒雷管来实现微差起爆。

因此,间隔时间还受起爆雷管各段别间隔时间的制约。

各厂家生产的毫秒雷管都有一定的段差(即段与段之间的时间差),而且各不相同,所以间隔时间不能任意选择,应根据现场条件和雷管段别合理选取。

一般5段以下的低段别雷管间隔时间为25 ms ,常采用逐段起爆或隔段(50 ms )起爆,高段别雷管段间时间间隔较长,常采用逐段起爆。

对于有瓦斯、矿尘爆炸危险的地下爆破,总的延期时间不得大于130 ms 。

因为,若间隔时间过长,先爆药包使瓦斯涌出,积聚的煤尘和瓦斯超过允许浓度,后爆药包才爆炸,将导致瓦斯爆炸事故的发生。

2. 微差爆破的起爆顺序
微差爆破起爆顺序形式多样,可根据爆破效果要求及工程技术条件选用。

下面介绍几种常用的起爆模式及其特点。

(1) 排间微差起爆顺序。

排间微差起爆顺序是从临空面开始由前往后逐排起爆,如图6—6所示。

特点是施工简便,爆堆均匀整齐,破碎质量、地震效应、后冲破坏均比齐发爆破有所改善。

图6—6 排间顺序微差起爆
(2) 波浪式微差起爆顺序。

这种起爆顺序的同段炮孔连线似波浪形,特点是微差段数较少,推力较大,破碎效果较好,如图6—7所示。

图6—7 波浪式微差起爆
(3) “V”形微差起爆顺序。

V形微差起爆顺序的同段炮孔连线如“V”字形,如图6—8所示,特点是两侧对称起爆,加强了岩块的碰撞和挤压,破碎质量较好,爆堆宽度较小,地震效应较低,爆堆高度较大。

双壁路堑爆破或沟槽爆破常采用此种起爆顺序。

图6—8 V形微差起爆
(4) 斜线微差起爆。

斜线起爆方式,如扭转了一定方位的排间顺序微差起爆。

通常在周围环境比较复杂,需改变最小抵抗线方向时采用。

如图6—9所示。

可以改变飞石方向,减震效果较好,但需要开创斜向自由面,且雷管段数增加。

图6—9 斜线微差起爆起爆
上面介绍的各种起爆顺序均属孔间微差起爆。

对于间隔装药结构,尚可实行孔间和孔内微差起爆。

综上所述,深孔微差爆破的起爆顺序应根据具体的地质地形条件、环境情况和爆破要求等因素合理确定,才能达到改善爆破效果,保证爆破安全的目的。

五、深孔台阶逐孔起爆技术
1. 逐孔起爆原理
逐孔起爆是指通过使用不同时间间隔的地表雷管连接的起爆网路,使整个网路能按照爆破设计的延期时间顺序实现逐个炮孔单独起爆的方法。

逐孔起爆法的孔间延期时间较短(数毫秒至十几毫秒),对雷管延期时间精度要求高,需要采用高精度雷管。

普通微差爆破受雷管精度的限制,多采用排(组)间微差爆破,这使同排(组)炮孔连心线上应力叠加作用较强,以致孔间裂隙首先形成,爆轰气体过早逸散,影响岩体破碎效果(见图6—10),而且容易形成后冲和侧裂。

逐孔起爆技术兼有普通微差爆破的作用原理,是一种最优化的微差爆破:每个先爆孔均为其相邻的后爆孔创造了两个(或两个以上)新自由面,并通过高精度雷管使相邻炮孔起爆的时间间隔更准确,以致恰到好处:相邻炮孔产生的应力叠加作用最佳,爆破碎块互相碰撞的效果最好,后起爆孔的应力波从新自由面反射生成的拉应力最强,最小的同段起爆药量(单孔药量)使爆破地震效应获得最有效的控制,从而达到改善爆破效果的目的,如图6—11所示。

图6—10 排间微差爆破原理与效果
图6—11 高精度导爆管雷管逐孔爆破原理与效果
2. 逐孔起爆系统的连接
逐孔起爆是通过高精度的地表雷管和孔内雷管延期时间的合理搭配来实现逐孔起爆。

地表雷管带有联接块,如图6—12的a)所示。

通过联接块可方便地与高强度导爆管连接并依次将整个起爆网络起爆。

由于采用4号地表雷管,爆炸能量较小,不易破坏相邻网络,施工特别简便,也十分可靠。

联接块与被连接的导爆管之间呈垂直连接,如图6—12的b)所示。

a)b)
图6—12 高精度导爆管雷管的连接方法
a)联接块;b)连接方法
3. 逐孔起爆网路的设计
(1) 炮孔布置与起爆方案。

和普通台阶爆破一样,炮孔按排、列成交错或平行布置。

与普通微差爆破一样,根据爆破条件和要求,逐孔起爆可分为地表无延期、孔内延期,地表延期、孔内无延期,地表和孔内延期等起爆方案。

(2) 起爆网路设计。

在布孔平面内,处于横向排和纵向列上的炮孔分别采用不同的延期时间,但通常位于一排或一列中的炮孔具有相同的地表延期时间间隔。

从起爆点开始在二维平面内的每个炮孔的起爆时间按孔间、排间延期时间累加实现,相对于周围炮孔各自独立起爆。

这样,爆破过程在时空发展上按某一起爆走时线向前推进,直至爆破过程完毕。

① 逐孔起爆网路设计的基本原则。

选择起爆点。

起爆点应选择在自由面条件较好、按设计应最先起爆的位置。

确定排和列。

应根据自由面条件合理确定排和列,画出等时线(见图6—13),使排的传爆方向和列的传爆方向等于或大于90度。

② 逐孔起爆网路设计的基本方法。

根据场地及环境条件,选择起爆点和传爆方向,确定排和列及其地表延期时间。

(图6—13)为地表延期、孔内无延期,按排和列连接的逐孔微差起爆的地表传爆方向及延期时间示意图,为了防止先起爆的炮孔爆破作用破坏后起爆的爆破网路,孔内应选用延期时间400 ms以上的同段雷管,地表雷管段别视地质情况和设计要求而定。

本例中采用的排间微差时间为17 ms,列间微差时间为42 ms。

③ 逐孔起爆网路的合理延期时间。

逐孔起爆法的起爆时间按孔间、排间延期时间累加来实现,所以需要确定合理的孔间和排间延期时间。

图6—13 一个自由面的V型起爆网路
a. 孔间最佳延期时间。

孔间延期时间主要影响破碎效果。

澳瑞凯公司经试验得出爆破块度与孔间延期时间曲线如图6—14所示。

为使两个炮孔之间的爆破作用达到最大,取得良好破碎效果,同一排炮孔相邻孔间的最佳延期时间为每米孔距3~5 ms,当岩性较脆且硬度较高时,孔间延期取小值,反之取大值。

图6—14 爆破块度与孔间延期时间经验曲线图
b. 排间最佳延期时间。

排与排之间的延期时间长短决定了爆堆的形状和松散度,当排间延期时间过小,后排孔与前排孔相互过度挤压松散度差;排间延期时间过长,前排孔爆破后的岩石被抛出并停止移动,后排孔再将爆破的岩石抛到静止的爆堆上,爆堆被挤实,松散度变差。

合理松散度的排间延期时间与排距大小,岩石软硬有关系。

图6—15为澳瑞凯公司提供的排间延期时间与爆堆松散度之间的经验曲线,最佳时间为8一15 ms。

图6—15 排间延期时间与爆堆松散度经验曲线
④ 典型的逐孔起爆网路。

逐孔起爆网路形式灵活多样,典型的逐孔起爆网路如下:
只有一个自由面时,可以采用“V”形起爆网路,见图6—13。

图中用延时17 ms的地表传爆雷管控制排传爆方向的延期时间,列传爆方向的延期时间用延时42 ms的地表传爆雷
管实现,利用一发延时9 ms的雷管使右边相对于左边的延期时间相差9 ms,从而每孔起爆时间均不同,实现逐孔起爆。

为避免先爆孔的爆破飞石砸坏后爆孔的起爆网路,孔内采用同段别的高段雷管,可取12段,延期时间为300 ms。

有两个自由面时,可用如图6—16所示的斜线起爆网路。

图6—16 有两个自由面的斜线起爆网路
沟槽爆破时,可用中心起爆的双“V”形(图6—17)或单“V”形网路。

图6—17 沟槽爆破的起爆网路
澳瑞凯产品还具有配套的计算机设计软件,只需将爆区炮孔按比例输入到计算机中,即可利用该软件进行起爆网络设计。

可将每孔爆破时间、抛掷方向、等时线、任意间隔时间内起爆孔数、模拟现场爆炸图像等在计算机中显示出来,也可把起爆网络图、雷管数量和型号等打印出来。

4. 逐孔微差起爆技术的优点
逐孔起爆法的所有炮孔按设计的时间和空间顺序逐个依次准确起爆破,爆破岩石的移动方向均匀一致,增加了每个后爆孔的自由面,加强了应力叠加作用,有效地克服了排间微差爆破法存在应力加强区和降低区,即应力分布不均的缺点,进一步改善了爆破效果。

因此,逐孔起爆技术可以获得破碎效果好、大块率低、爆堆集中、后冲小、飞石少、降低爆破地震效应等效果。

另外,由于雷管延期时间的精度很高,从而杜绝了串段和跳段事故;导爆管强度高,孔外专用的4号导爆管雷管对邻近的导爆管影响很小;地表延期雷管带有专用的联接块,可以将需要传爆的导爆管直接镶嵌在联接块上,连接方便,起爆可靠,可克服拒爆现象。

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