光面爆破与预裂爆破教材

3）不偶合系数 n 不偶合系数n为炮孔内径与药包直径的比值。 n 值大时，表示药包与孔壁之间的间隙大，爆破后对 孔壁的破坏小；反之对孔壁的破坏大。一般可取
n＝2～4。实践证明，当n≥2时，只要药包不与保留 的孔壁（指靠保留区一侧的孔壁）紧贴，孔壁就不 会受到严重的损害。如果 n＜2，则孔壁质量难以保 证。药包应放在炮孔中间， 绝对不能与保留区的孔 壁紧贴，否则 n值再大一些，就可能造成对孔壁的破 坏。
不偶合装药
不耦合系数
?
d孔 d药
? 1.1 ~ 3.0
同时起爆光面孔
3）机理 1 不偶合装药中，空气间隔层缓冲消弱了
爆炸冲击作用，单孔使 σr<[σ动压],孔壁不致 压碎，σT<[σ动拉]，单拉不成缝。
2 相邻炮孔连心线上应力加强σT合>[σ动 拉]，形成一条裂隙。
3 气体尖劈作用，促进加速发展连心线上 的裂隙。
6光面爆破与预裂爆破
一、光面爆破
50年代出现，煤 炭系统规定：永久 性巷道，矿山边坡 必须用光面爆破。
高速公路山石质路爆破
光面爆破（ smooth blasti）ng是一种使爆出的新 壁面保持平整，而不受明显破坏的爆破技术，其特 点是在设计开挖轮廓线上钻凿一排孔距与最小抵抗 线相匹配的光爆孔并采用不偶合装药或其它特殊的 装药结构，在开挖主体的装药响炮之后，光爆孔内 的装药同时起爆，从而形成一个贯穿光爆炮孔，光 滑平整的开挖面。
4）线装药密度 q 装药量合适与否关系到爆破的质量、安全和 经济性，因此它是一个很重要的参数。装药密度 可用以下经验公式进行计算： （1）不损坏孔壁（除相邻炮孔间连线方向外） 的线装药密度
q ? 2.75? y r 0.53 0.38
1）钻孔直径 d 目前，孔径主要是根据台阶高度和钻机性能来 决定。对于质量要求高的工程，采用较小的钻孔。 一般工程钻孔直径以 80～150mm为宜，对于质量要 求较高的工程，钻孔直径以 32～100mm为宜，最好 能按药包直径的 2～4倍来选择钻孔直径。
2）钻孔间距 a
预裂爆破的钻孔间距比光面爆破要小一些，它 与钻孔直径有关。通常一般工程取 a＝（5～7）d； 质量要求高的工程取 a＝（7～10）d。选择a时，钻 孔直径大于 100mm时取小值，小于 60mm时取大值； 软弱破碎的岩石取小值，坚硬的岩石取大值；质量 要求高的取小值，要求不高的取大值。
光面炮孔间距 a 炮孔间距一般为孔眼直径的 10～20倍。在节理 裂隙比较发育的岩石中应取小值，整体性好的岩石 可取大值。
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最小抵抗线 W 光面层厚度或周边眼至相邻辅助眼间的距离是 光面爆破的最小抵抗线，一般应大于光面孔眼的 间距。在爆破中，为了使保留区岩壁光滑而不致 破坏，抵抗线 W也不宜过大，通常取 W=（1～3） m，否则爆破后不能形成光滑的岩壁，达不到光面 爆破的目的。因此对于露天深孔光面爆破的抵抗 线W最好采用与钻孔直径 d有关的关系式计算， 即W=（7～20）d 。
1.优点（特点） 爆面平整，凹凸度小，隧道≯ 5cm，边坡
≯ 20cm，光爆孔痕迹 >50%。 保持了围岩的完整性和稳定性。 避免应力集中，在深部岩壁表面可减少岩爆危
险。 施工安全性好。 总掘进成本低，巷道支护、维修费用小。
2.光面爆破形成条件与机理
1）光面裂隙的形成条件和力学条件
形成条件 避免压缩粉碎破坏 避免不定向径向裂隙 沿炮孔连心线形成贯通裂隙
4 相邻的（密集）炮孔互为导向空孔作用， 沿炮孔连心线上岩石强度下降，为光面裂隙 形成提供了原始条件。
应力波叠加原理和应力波与爆炸气体共同 作用原理
3.光面爆破参数设计 不偶合系数
合理的不偶合系数应使炮孔压力低于孔壁岩石 的动抗压强度而高于动抗拉强度。不偶合系数通常 采用1.1～3.0，其中以 l.5～2.5用的较多。
起爆间隔时间
实验研究表明，齐发起爆的裂缝表面最平整， 微差起爆次之，而秒延期起爆最差。齐发起爆时， 孔眼贯通裂缝较长，可抑制其它方向裂隙的发展， 有利于减少孔眼周围裂隙的产生和形成平整的壁面。 所以在实施光面爆破时，时间间隔越短，壁面平整 的效果越有保证。
二、预裂爆破 预裂爆破（ presplittin）g是预先沿设计轮廓线用 爆破方法形成一条裂缝后再起爆主炮孔的一种控制 爆破方法，其特点是在设计开挖轮廓线上钻凿一排 孔距合适的预裂孔并采用不偶合装药或其它特殊的 装药结构，在开挖主体爆破之前，同时起爆预裂炮 孔内的装药，从而形成一条贯穿预裂炮孔的裂缝， 通过这条裂缝降低开挖主体爆破时对保留岩体的破 坏。
炮孔密集系数 m m过大，爆后可能在光面眼间留下岩埂，造成 欠挖； m过小，则会在新岩面上造成凹坑。实践表 明，当炮孔密集系数 m＝0.8～1.0时，光爆效果较好； 硬岩取大值，软岩取小值。
单位装药量 q
单位装药量又叫线装药密度和装药集中度， 它是指单位长度孔眼中装药量的多少 (?g／m或kg ／m)。为了控制裂缝的发展，保持新壁面的完整 稳固，在保证沿孔眼连线破裂的前提下，应尽可 能减少装药量。软岩一般用 70～120g／m，中硬岩 为100～150g／m，硬岩为 150～25Og／m。
力学条件 σr<[σ动压 ] σT<[σ动拉 ] σT合>[σ动拉 ]
2）保证光面裂隙形成的措施 减小爆破孔网参数 光面孔孔距 a取（10~20）d孔；W≥a。 减弱装药 选用D↓,ρ↓, q↓炸药。 线装药密度：软： 70—120 g/m 中硬：100—150 g/m 硬：150—250 g/m
概念：沿设计轮廓线打一排减小了孔距 的平行炮孔，采用不偶合装药，先起爆预裂 孔，形成裂缝后（1—2cm），再起爆主爆孔， 使预裂缝在一定范围内减小主爆孔的地震效 应50—80%以上。
1.预裂爆破参数设计 正确选择预裂爆破参数是取得良好爆破效果的
保证，但影响预裂爆破的因素很多，如钻孔直径、 钻孔间距、装药量、钻孔直径与药包直径的比值 （称不偶合系数）、装药结构、炸药性能、地质构 造与岩石力学强度等。目前，一般根据实践经验， 并考虑这些因素中的主要因素和它们之间的相互关 系来进行参数的确定。