露天爆破技术

目录

第一章露天深孔爆破 (1)

1.1 露天深孔爆破台阶爆破设计 (1)

1.1.1 台阶要素 (1)

1.1.2 钻孔形式 (2)

1.1.3布孔方式 (3)

1.1.4深孔台阶爆破参数 (4)

1.1.5装药结构 (9)

1.1.6起爆顺序 (11)

1.1.7露天深孔台阶爆破设计说明书的内容 (14)

1.2露天深孔台阶爆破施工工艺 (15)

1.2.1施工准备 (15)

1.2.2钻孔 (16)

1.2.3装药方法 (18)

1.2.4填塞 (20)

1.2.5起爆网路的连接 (20)

1.2.6起爆 (21)

1.2.7爆后检查 (21)

1.3露天台阶爆破技术的发展 (22)

1.3.1大区多排孔毫秒延期爆破技术 (22)

1.3.2宽孔距、小抵抗线毫秒延期爆破技术 (25)

1.3.3 露天矿高台阶抛掷爆破 (27)

第一章露天深孔爆破

1.1 露天深孔爆破台阶爆破设计

露天台阶爆破是在地面上以台阶形式推进的石方爆破方法。台阶爆破按照孔径、孔深不同，分为深孔台阶爆破和浅孔台阶爆破。通常将炮孔孔径大于50mm、孔深大于5m的台阶爆破统称为露天深孔台阶爆破。

露天深孔台阶爆破广泛的用于矿山、铁路、公路和水利水电等工程。据不完全统计，我国今年来采用台阶爆破进行露天开采的比重逐年增加，其中铁矿石开采占90%，有色金属矿石开采占52%，化工原料开采占70.7%，建筑材料开采近100%。

1.1.1 台阶要素

深孔爆破的台阶要素如图1-1所示。

H为台阶高度，m;W1为前排钻孔的地盘抵抗线，m;L为钻孔深度，m;l1为装药长度，m;L2为填塞长度，m；h为超深，m；ɑ为台阶坡面角，（°）；a为孔距，m;b为排距，m(图中未标出)；B为台阶面上从钻孔中心至坡顶线的安全距离，

m。为了达到良好的爆破效果，必须正确确定上述各项台阶要素。

1.1.2 钻孔形式

露天深孔爆破的钻孔形式分为垂直钻孔和倾斜钻孔两种（图1-2）。只在个别情况下采用水平钻

H-台阶高度，m;h-超深，m;W1-地盘抵抗线，m;l2-填塞长度，m;b-排距，m;

垂直深孔和倾斜深孔的使用条件和优缺点列于表7-1。

表1-1垂直深孔与倾斜深孔比较

深孔布置形式采用情况优点缺点

垂直深孔在开采工程中大

量采用，特别是

大型矿山

1.适用于各种地形条件（包

括坚硬岩石）的深孔爆破；

2.钻凿垂直深孔的操作技

1.爆破岩石大块率比较多，常常留有

根坎；

2、梯段顶部经常发生裂缝，梯段坡面

术比倾斜孔简单；

3.钻孔速度比较快

稳固性比较差

倾斜深孔中小型矿山、石

材开采、建筑、

水电、道路、港

湾及软质岩层开

挖工程

1.布置抵抗线比较均匀，爆

破破碎的岩石不易产生大

块和残留根坎；

2.梯段比较稳固，梯段坡面

容易保持；

3.爆破软质岩石时，能取得

很高效率；

4、爆破堆积的岩块形状比

较好，而爆破质量并不降低

1.凿岩斜钻孔的技术操作比较复杂，

容易发生钻凿事故；2.在坚硬岩石中

不宜采用；钻凿倾斜深孔的速度比垂

直深孔慢

1.1.3布孔方式

A 深孔台阶平面布孔方式

布孔方式有单排布孔和多排布孔两种。多排布孔又分为方形、矩形及三角形（梅花形）三种，如图1-3所示。方形布孔具有相

等的孔间距和抵抗线，各排中对应炮孔呈竖直线排列。

矩形布孔的抵抗线比孔间距小，各排中对应炮孔同样竖直线排列。

三角形布孔时可以取抵抗线和孔间距相等，也可以取抵抗线小于孔间距，后者更为常用，为使爆区两端的边界获得均匀整齐的岩石面，三角形排列常常需要补孔。

从能量均匀分布的观点看，等边三角形更为理想。

B 路堑爆破布孔方式

a 半挖路堑布孔方式

半挖路堑开挖多以纵向台阶法布置，即平行路线方向钻孔。半挖路堑倾斜孔如图1-4（b）所示。

b 全挖路堑布孔方式

泉路堑开挖，由于开挖断面小，爆破易影响边坡的稳定性，一般情况下台阶面的推进平行于路线方向，即沿道路纵向分层开挖，每一层深8～10m。上、下层顺边坡可布设倾斜孔进行预裂爆破，靠边坡的垂直孔深度应控制在边坡线以内，如图1-4（c）所示。对于开挖断面较大的全路堑，可创造条件顺路线方向布置台阶面，采用横向开挖方式。

（a）半挖路堑倾斜孔；（b）半挖路堑垂直孔；（c）全挖路堑分层布孔

特殊条件下的半路堑石方开挖可以采用在路堑坡底钻水平和倾斜扇形孔进行爆破，如图1-5所示。但此种布孔方式仅适用于开挖宽度较小，岩石坚固性系数不大、节理裂隙发育和风化的岩体，爆破后上部岩石塌落，且不形成陡坎的陡壁路堑。

1.1.4深孔台阶爆破参数

露天深孔台阶爆破参数包括：孔径、深孔、超深、底盘抵抗线、孔距、排距、填塞长度和单位炸药消耗量。

A 孔径

露天深孔爆破的孔径主要取决于钻机的类型、台阶高度和岩石性质。我国大型金属露天矿多采用牙轮钻机，孔径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浅孔钻机，孔径100～200mm;铁路公路路基上石方开挖常用的钻孔机械其孔径为76～170mm不等。一般来说钻机选型确定后，其钻孔直径就确定下来。国内常用的深孔直径有76～80mm、100mm、150mm、170mm、200mm、250mm、310mm几中。

与各类金属和非金属矿山不同的是，路堑深孔爆破的孔径相对较小，多为80～150mm，且以80～110mm占据主导地位，如国产100型简易支架钻机的孔径为90～110mm;CM200、CM351（368）等中、高风压履带钻机的孔径为100～140mm。

B 深孔与超深孔

深孔是由台阶高度和超深确定。

台阶高度的确定应考虑为钻孔、爆破和铲装创造安全和高效率的作业条件，主要取决于挖掘机的铲斗容积和矿岩开挖技术条件。目前，金属矿山的台阶高度多为12m；煤矿的台阶高度为10～15m；岩石的台阶高度为15～20m。水利水电工程，一般部位爆破开挖的台阶高度为8～15m。

国内矿山的超深值一般为0.5～3.6m。后排孔的超深值一般比前排小0.5m。

垂直深孔孔深L=H+h

倾斜深孔孔深L=H/sinɑ+h

C地盘抵抗线

a根据钻孔作业的安全条件