爆破方法

土石方爆破

爆破方法爆破作业的步骤是向要爆破的介质钻出的炮孔或开挖的药室或在其表面敷设炸药，放入起爆雷管，然后引爆。根据药包形状和装药方式的不同，爆破方法主要分为三大类：

炮孔法在介质内部钻出各种孔径的炮孔，经装药、放入起爆雷管、堵塞孔口、联线等工序起爆的，统称炮孔法爆破。如用手持式风钻钻孔的，孔径在50毫米以下、孔深在4米以下的为浅孔爆破；孔径和孔深大于上述数值的为深孔爆破；在孔底或其他部位事先用少量炸药扩出一个或多个药壶形的为药壶法爆破。炮孔法是岩土爆破技术的基本形式。

药室法在山体内开挖坑道、药室，装入大量炸药的爆破方法，一次能爆下的土石方数量几乎是不受限制的，在每个药室里装入的炸药有多达千吨以上的。中国四川攀枝花市狮子山大爆破(1971 )总装药量10162.2吨，爆破1140万米3，在世界上也是最大规模的大爆破之一。药室法爆破广泛应用于露天开挖堑壕、填筑路堤、基坑等工程，特别是在露天矿的剥离工程和筑坝工程，能有效地缩短工期，节省劳动力，而且需用的机械设备少，并不受季节和地方条件的限制。

裸露药包法不需钻孔，直接将炸药包贴放在被爆物体表面进行爆破的方法。它在清扫地基的破碎大孤石和对爆下的大块石作二次爆破等工作方面，具有独特作用，仍然是常用的有效方法。

爆破技术在上述三种爆破方法的基础上，根据各种工程目的和要求，采取不同的药包布置形式和起爆方法，形成了许多各具特色的现

代爆破技术，主要有以下几种。

微差爆破又称毫秒爆破，是40年代出现的爆破新技术。在雷管内装入适当的缓燃剂，或连接在起爆网路上的延期装置，以实现延期的时间间隔，这种系列产品间隔时间，一般以13～25毫秒为一段。通过不同时差组成的爆破网络，一次起爆后，可以按设计要求顺序使各炮孔内的药包依次起爆，获得良好的爆破效果。

微差爆破的特点是各药包的起爆时间相差微小，被爆破的岩块在移动过程中互相撞击，形成极其复杂的能量再分配，使岩石破碎均匀，缩短抛掷距离，减弱地震波和空气冲击波的强度，既可改善爆破质量，不致砸坏附近的设施，又能提高作业机械的使用效率，有较大经济效益，在采矿和采石工程中广泛应用。

一、孔眼爆破

根据孔径的大小和孔眼的深度可分为浅孔爆破法和深孔爆破法。前者孔径小于75mm ，孔深小于5m ；后者孔径大于75mm ，孔深大于5m 。前者适用于各种地形条件和工作面的情况，有利于控制开挖面的形状和规格，使用的钻孔机具较简单，操作方便，但生产效率低，孔耗大，不适合大规模的爆破工程。而后者恰好弥补了前者的缺点，适用于料场和基坑的规模大、强度高的采挖工作

（一）炮孔布置原则

无论是浅孔还是深孔爆破，施工中均须形成台阶状以合理布置炮孔，充分利用天然临空面或创造更多的临空面。这样不仅有利于提高爆破效果，降低成本，也便于组织钻孔、装药、爆破和出碴的平行流水作

业，避免干扰，加快进度。布孔时，宜使炮孔与岩石层面和节理面正交，不宜穿过与地面贯穿的裂缝，以防漏气，影响爆破效果。深孔作业布孔，尚应考虑不同性能挖掘机对掌子面的要求。图2-9表示孔眼爆破梯段布孔图。

（二）布孔的技术参数

1 ．计算抵抗线长度Wp（m）

深孔：W p =Kwd (2-6) 浅孔：Wp=HDηd/150

式中Kw ——岩石性质对抵抗线的影响系数，通常采用15 ～30 ，岩性越软弱取值越大；

d ——炮孔直径，浅孔以m 计，深孔以mm 计；

H ——阶梯高度，m ；

D ——岩石硬度影响系数，一般取0.46 ～0.56 ；

η ——阶梯高度系数，见表2-2 。

表2-2 阶梯高度影响系数η值

H(m) 10 12 15 17 20 22 25 27 30

η值 1.0 0.85 0.74 0.67 0.60 0.56 0.52 0.47 0.42

浅孔： (2-8)

式中，KH 为防止爆破顶面逸出的系数，通常采用 1.2 ～2.0 。

深孔爆破的阶梯高度H ，主要根据总挖深、地层岩石情况以及挖掘机对掌子高度要求等因素综合确定。

3 ．炮孔深度L （m ）

浅孔（竖直钻孔）（2-9 ）

深孔（竖直钻孔）L=H+ △ H （2-10 ）

式中，K L ——岩性对孔深的影响系数；通常坚硬岩石取K L =1.1 ～ 1.15 ，中等坚硬岩石取K L =1.0 ，松软岩石取K L =0.85 ～0.95 。

△ H ——超钻深度，m ，△ H =(0.12 ～0.3)W p 。

4 ．炮孔间距a(m)

浅孔（竖直钻孔）a=K a W p (2-11)

深孔（竖直钻孔）a=(0.7 ～1.4) W p (2-12)

式中，K a ——起爆方式对孔距的影响系数，对火花起爆取K a =1.0 ～1.5 ；对电气起爆取K a =1.2 ～2.0 。

5 ．炮孔排距b(m)

孔眼爆破，无论浅孔、深孔，双排布孔呈等边三角形，多排呈梅花形，其排距按下式确定：

b=asin60 0 = 0.87a （2-13 ）

6 ．炮孔的最小堵塞长度L min (m)

浅孔L min ≮ L/2 (2-14)

深孔L min ≮ W p （2-15 ）

无论浅孔还是深孔，只有保证了最小堵塞长度，防止漠生气体逸出，才有利于提高爆破效果。

三）孔眼爆破的药量计算

孔眼梯段爆破多采用群孔松动爆破，考虑孔间联合作用，其单孔装药量按下式计算：

Q=0.33KHWpa （2-16 ）

根据各种布孔参数用式（2-16 ）计算确定装药量后，应根据孔径及最小堵塞长度，复核是否满足允许最大装药长度的要求；否则应调整布孔参数，以满足要求为准。

（四）改善深孔爆破的效果的技术措施

一般开挖爆破要求岩块均匀，大块率低；形成的台阶面平整，不留残埂；较高的钻孔延米爆落量和较低的炸药单耗。改善深孔爆破效果的主要措施有以下几个方面。

（1 ）合理利用或创造人工自由面

实践证明，充分利用多面临空的地形，或人工创造多面临空的自由面，有利于降低爆破单位耗药量。适当增加梯段高度或采用斜孔爆破，均有利于提高爆破效率。平行坡面的斜孔爆破，由于爆破时沿坡面的阻抗大体相等，且反射拉力波的作用范围增大，通常可较竖孔的能量利用率提高50% 。斜孔爆破后边坡稳定，块度均匀，还有利于提高装渣效率。

（2 ）改善装药结构

深孔爆破多采用单一炸药的连续装药，且药包往往处于底部、孔口不装药段较长，导致大块的产生。采用分段装药虽增加了一定施工难度，但可有效降低大块率；采用混合装药方式，即在孔底装高威力炸药、上部装普通炸药，有利于减少超钻深度；在国内外矿山部门采用的空气间隔装药爆破技术也证明是一种改善爆破破碎效果、提高爆炸能量利用率的有效方法。