深孔爆破

2.深孔爆破设计
单排孔
b 多排正方形布孔
c 多排矩形布孔
d 多排三角形（梅花形）布孔
图6-6 深孔爆破布孔方式
路堑爆破布孔方式——半壁路堑、全路堑
垂直深孔与倾斜深孔爆破比较
深孔布置形式
应用条件
垂直深孔 在开采工程中大量采用，特别是大型矿山
倾斜深孔
中小型矿山、石材开采，建筑、水电 、道 路、港湾及软质岩石开挖工程中
h=（0.15~0.35）w1 h=（0.12~0.30）H
h= (8~12) d
当岩石松软时，取小值；岩石坚硬时，取大值。国内 矿山的超深值一般为0.5~3.6m,底盘有天然分离面或 底盘岩石需要保护时,可不留超深,必要时可留一定厚 度的保护层。
2.深孔爆破设计
（3）底盘抵抗线
底盘抵抗线过大会留根坎、大块率高、后冲大；过小 会使炸药单耗高、效率低、飞石多。底盘抵抗线与炸 药威力、岩石可爆性、钻孔直径、台阶高度以及坡面 角等因素有关。确定方法有以下三种：
深 孔爆 破
1.深孔爆破的特点与应用
深孔爆破是指孔径大于50mm、孔深大于5m，以 台阶形式推进的爆破方法。
优点：可采用大型机械，提高效率；有利于推广先进 爆破技术；技术经济指标合理，钻爆成本降低。
分级：
Q≥200t
B级爆破；
100t≤Q<200t C级爆破；
50t≤Q<100t D级爆破；
深孔爆破之所以被广泛地应用于矿山、铁路、公 路、港口、水利水电和场地开挖平整等建设工程。
2.深孔爆破设计
2）孔深与超深 孔深由台阶高度和超深确定。
深孔爆破的台阶高度主要考虑能为钻孔、边坡和装运 等创造安全和高效率作业的条件而综合确定。从目前 我国土石方工程的实际情况看来，使用孔径为 76~150mm的潜孔钻机，台阶高度宜在8~15m范围较 为合理，其钻爆效率较高、成本较低。
超深作用：降低装药中心的位置，以便有效克服台阶 底部阻力，避免或减少留根底，以形成平整的底部台 阶面。
1）按钻孔作业安全条件确定
w1≥Hctgα+B 式中：w1——底盘抵抗线，m； H——台阶高度，m； α——坡面角，一般为60º~75º； B——从第一排炮孔中心至坡顶线的安全距离，对大 型钻机 B≥2.5~3.0m。
2.深孔爆破设计
2）按台阶高度或孔径计算 w1=（0.6~0.9）H w1=kd
3.深孔爆破施工
深孔爆破装药过程中出现堵孔的原因有；
（1）用炮棍测孔时，碰动了岩壁的破碎岩块，造 成该处突出而卡住药包；
（2）装药时将孔口的岩渣碎块碰入孔内或将孔壁 破碎岩块松动，造成堵孔；
（3）炸药卷的直径大小不均，过大的部分被岩壁 卡住下不去；
（4）在有水孔中，炸药卷的比重小或受到水的浮 力而使药包下降速度减慢造成堵孔；
(3)根据单位的经济技术条件和工程的效益来审验所选设
钻机。
200毫米以上牙轮钻机； 150～200毫米钻机；铁路、公
100～150毫米的潜孔钻机； 75～100毫米的冲击
凿岩机具与施工技术
工业爆破常用钻孔工具
如何减少潜孔钻机的钻孔误差？ （1）正确地修建平台。钻机平台是钻机作业的场地，平台修建
是预防钻孔误差重要环节。 （2）正确地架设钻机。钻机架设的三要点为： 钻机对位要准 为了保证钻机在同一平面上对位开孔，在钻机平
• l2=(0.7~1.0)W • 垂直孔取（0.7~0.8）W；倾斜孔取（0.9~1.0）
W
• 或 l2=(20~30) d
2.深孔爆破设计
布孔方式
有单排孔和多排孔两种，多排布孔又分为方形、矩形和三 角形三种（梅花形）
炮孔布置应考虑以下原则：
（1）炮孔位置要尽量避免在岩石松动、节理裂隙发育或 岩性变化大的地方；
3.深孔爆破施工
装药前炮 孔检查
孔口标 签设置
现场药 量核实
装药
堵塞
敷设网路
起爆
爆后检查
工业爆破常用钻孔工具
深孔爆破中如何选择钻孔设备? 深孔爆破中炮孔直径与钻孔设备的选择密切相关，选
(1)按爆破工程总量和工程进度要求，计算出钻孔的总延
(2)按钻孔总延米和分月进度，选择设备类型，由设备效 率和备用率计算所需设备的数量；
（5）有的堵孔往往是起爆药包被卡住，这是因为 起爆药包外面有脚线或黑胶布容易被岩壁卡住而引 起的。
3.深孔爆破施工
为防止堵孔应采取的措施有：
（1）钻孔时，要把孔口四周碎渣和杂物清理干净；
（2）钻孔中，要把孔内岩粉吹出吹净，防止回填；
（3）钻孔完成后，用稻草、纸袋或塑料等堵住孔 口，防止碎渣、杂物被人碰入或被雨水冲入孔内。
式中：d——炮孔直径，m； k——岩石系数，坚硬岩 k=20~30，中硬岩 k=30~35，松
软岩石k=35~40。 3）按每孔装药条件（巴隆公式）校核
w1 =d（78.5Δτ/qm）1Βιβλιοθήκη Baidu2 式中: d——炮孔直径，m；
Δ——装药密度，2#岩石炸药Δ=900~950 kg/m3 ；铵油 炸药Δ=900kg/m3 ；乳化炸药Δ=1100~1200kg/m3；
（3）孔口的岩屑或杂物应清理干净，堵好孔口，防止杂 物落入孔内；对已堵孔，应补钻或补孔；
（4）对有水的炮孔应用高压风将孔内水吹干净。为防止 口外水流入孔内，可在孔口用黏土做围堰。
3.深孔爆破施工
根据施工经验，炮孔深度检查不够深的主要原因有：
（1）主观原因是个别操作人员未按设计要求深度 钻孔；
（2）炮孔钻凿过程中，岩粉吹得不干净； （3）炮孔边壁破碎岩石掉落孔内造成卡孔； （4）孔口周围有碎渣或杂物被碰入孔内或被雨水 冲入孔内。
（2）在底盘抵抗线过大的地方，分别视不同情况，采取 加密炮孔、预拉底（底部先钻孔爆除一部分）、扩壶或底 部加大药量、用威力大的炸药等方式来进行处理；
（3）地形复杂情况下，特别注意炮孔因标高不同而产生 的抵抗线变化，既要防止底盘抵抗线过小而出现飞石多， 又要防止底盘抵抗线过大而留下根坎；
（4）要注意地形标高的变化，适当调整孔深，使底部平 台标高基本一致。
2.深孔爆破设计
深孔台阶爆破中通常爆破孔距与最小抵抗线之 比在1~1.5,而采用宽孔距、小抵抗线的布孔方式， 其孔距与最小抵抗线之比在2~5,在国外矿山爆破中 有的达到8。这种布孔方式，在炮孔负担面积相同 的情况下，爆后的岩石块度小，破碎效果好。根据 有关资料介绍，在炸药与岩石波阻抗基本匹配时， 第二排炮孔的负担面积可提高10%~20%，炸药单 耗可降低5%~15%。应该注意应用这种方法时，其 第一排炮孔的孔距往往由于底盘抵抗线过大，因而 宜选用较小的孔距。
1
2.深孔爆破设计
α θ
图6-5 深孔台阶爆破几何参数表示图
深孔台阶爆破的主要几何参数有：台阶高度H、 台阶坡面角α、底盘抵抗线w1、孔深L、装药长 度l1、堵塞长度l2、超深h、孔距a、排距b、台 阶上眉线至第一排孔中心的距离B
2.深孔爆破设计
1）孔径
取决于：钻机类型、台阶高度和岩石性质
深孔爆破的炮孔直径与钻孔设备的选择密切相 关，而钻孔设备的选择与工程规模与特点、台 阶高度和岩石性质等因素有关。我国大型金属 露天矿多采用牙轮钻机，孔径为250~310mm； 中小型金属露天矿以及化工、建材等非金属矿 山则采用潜孔钻机，孔径100~200mm；铁路、 公路路基和水利工程的土石方开挖通常采用孔 径为76~150mm的潜孔钻机；对边坡控制爆破 一般采用小于100mm的孔径。
1.深孔爆破的特点与应用
深孔爆破主要有以下特点：
（1）钻孔、破碎、清运等机械化作业程度高， 作业人员操作方便，降低了劳动强度；
（2）破碎质量、大块率相对硐室爆破要好， 爆堆比较集中，使装运进度大大加快，生产效 率提高，工程综合成本下降，适于规模生产；
（3）可以采用毫秒延时爆破、预裂和光面爆 破技术，使破碎质量得到改善，爆破的有害效 应得到控制，使边坡、底板和周边保持平整， 确保稳定，最大程度降低地质灾害。
超深h一般0.5~3.6m，后排比前排减0.5m 垂直孔：L=H+h ; 倾斜孔：L=H/sinα+h
2.深孔爆破设计
超深是指钻孔超出台阶底盘标高的那一段孔深，其作 用在于降低装药中心位置，克服底盘岩石的夹制作用， 使爆后少留或不留根坎，以形成平整的底部平台。根 据实际经验，超深h可由底盘抵抗线w1、台阶高度H、 或孔径d由以下经验公式确定：
发现炮孔有水，应把炮孔内的水排除，可用高压风 吹或水泵抽水，也可用爆破法排水，如果使用这些 方法，仍然无法把水排净，就应该采用防水炸药装 药。
3.深孔爆破施工
在深孔爆破中，装药结构主要有以下两种：
（1）连续装药结构：装药时把炸药顺着炮孔连续装填的 方式称为连续装药结构。这种装药结构，当装药长度比较 短时，可用一个起爆药包，放在孔底反向起爆；当装药长 度比较长（大于5m）时，最好用两个起爆药包，一个放 在炮孔底部，另一个放在药包顶部。这种装药方式，操作 简单方便，但往往是药包中心靠下，堵塞过长，造成炮孔 上部出现大块。
τ——装药系数，一般取τ=0.6~0.8； m——炮孔密集系数，m=1.0~1.5； q——单位用药量，查表6-1确定，kg/m3。 校核值应大于上述计算值，否则应予以调整。
2.深孔爆破设计
（4）孔距、排距
孔距是指同一排孔中相邻两孔中心线之间的距离，一般用底盘 抵抗线w1表示为：
a=m w1 式中：m——炮孔密集系数，一般取m=1.0~1.5；在采用宽间 距、小抵抗线的布孔方法时，m=2~5，对第一排炮孔应选取 小的密集系数。
（2）分段装药结构：将单孔药量，分割成两个或两个以 上的药包，药包之间用岩渣或空气隔开，称为分段装药结 构，也称间隔装药结构。优点是能削弱爆炸峰值压力，减 少岩壁过粉碎，提高能量利用率，使大块率降低、破碎块 度均匀；缺点是每个药包必须有一个起爆药包，药包位置 以及它们之间的堵塞长度还要计算，因此施工操作比较麻 烦，但是适合于炮孔深、装药长度大的深孔爆破中使用。
垂直深孔与倾斜深孔爆破比较
深孔布置形式
优点
垂直深孔 倾斜深孔
1)适用于各种地质条 件（硬岩）
2)操作技术简单 3)钻孔速度较快
1)抵抗线均匀，不易 产生大块和残留根坎
2)梯段坡面较稳固， 易保持坡面
3)软岩中能取得很高 效率
4)爆堆形状好
缺点
1)大块率多，常常 留有根坎； 2) 坡面平整度差
1)操作技术复杂， 易发生钻凿事故 2)在硬岩中钻孔速 度较慢
单位炸药消耗量
影响因素：可爆性 、炸药特性、自由面条件、起爆 方式和块度要求。q=0.4kg/m3左右
每孔装药量
第一排： Q=q·a·W1·H 第二排起： Q=k·q·a·b·H
类比法和经验法，试炮
• （6）堵塞长度
• 合理堵塞长度——应能降低爆炸气体能量损失和 尽可能增加钻孔装药量。
• 良好的堵塞质量——尽量增加爆炸气体在孔内的 作用时间和减少空气冲击波、噪声和飞石的危害。
2.深孔爆破设计
（5）单孔装药量 对于单排孔或多排孔的第一排孔为：
Q=qa w1H 对于第二排孔及以后为：
Q=kqabH 以上式中：Q——单孔装药量，kg；
a——孔距，m； b——排距，m； H——台阶高度，m； w1——底盘抵抗线，m； k——阻力增加系数，取1.1~1.2； q——单位用药量，查表6-1确定，kg/m3。
排距是指多排孔爆破中，相邻两排孔中心连线之间的距离，用 底盘抵抗线w1表示为；
b=（0.6~1.0）w1 其中系数在用垂直孔时,取0.6~0.8；用倾斜孔时,取0.8~1.0。 采用三角形布孔方法时，排距b可用孔距a表示为：
b=asin60○=0.87a
2.深孔爆破设计
深孔台阶爆破中的孔边距是指从第一排炮孔中 心至坡顶线的距离，孔边距的要求主要是考虑 深孔钻机作业的安全，它的大小除了与使用钻 机的安全作业半径有关之外，还与岩石性质和 底盘抵抗线的大小有直接关系，一般要求孔边 距B≥2.5~3.0m。在满足安全要求的前提下， 尽量取小值。
台上利用钢管作为钻机移动轨道。钢管一般架设在边坡线外 30cm处，连接并固定垫实，再根据设计的孔距用油漆在钢管 上标明孔位，以保护对位准确。 钻孔方向要正 钻孔方向正就是要使炮孔垂直于边坡线，并保证 相邻孔相互平行并处在同一边坡面上。 钻孔角度要精 钻孔角度是爆破坡面平整、光滑的保证，一般的 做法是在钻机机架上吊一重球，以调整钻孔角度。
凿岩机具与施工技术
3.深孔爆破施工
炮孔验收的主要内容有：
（1）检查炮孔深度、角度和孔网参数是否符合设计要求； 对个别有变化的孔位要做好记录和标志；对个别孔深与设 计孔深相差较大的浅孔应重新加深；对超深过大的适当回 填；孔数不足，应补孔；
（2）复核前排炮孔的抵抗线；与设计有出入的炮孔应修 正装药量；