切缝药包爆破技术在露天边坡开挖中的应用
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Ｓ ｐｅ ｂ ｒ２ ０ ｅ ｔｍ ｅ ． ０１
现
代
矿
wenku.baidu.com
业
Ｍ ０ＲＤＥＮ ＮＩ ＭＩ ＮＧ
总 第 ４ ７期 ９ ２ １ 年 ９月 第 ９期 ００
切缝 药 包爆破 技 术在 露 天边坡 开挖 中的应 用
李 显寅 冯 德 润
（ ． 南科 技 大 学环 境 与 资 源 学 院 ；． 川 国 大 水泥 股 份 有 限 公 司） １西 ２四
因此 ， 露天边 坡滑 坡 问题 已引 起许 多 业 内人 士 的高 度重视 。近 ４ ａ来 ， 内外 许 多 专 家 学者 从 不 同角 ０ 国 度对 影响边坡 稳 定 的 因素 进行 了技 术研 究 ， 其 是 尤 开采 爆破对 边坡 的影 响进 行 了深 入 的研 究 ， 积 极 并 将成 果应用 于生 产实 践 ， 不 断提 高 技 术水 平 的 同 在 时 ， 带来 巨大 的经济 效益 。 也 １ 切 缝药 包边坡 开挖 爆破机 理 １ １ 切 缝药 包爆破 机理 ． 切缝药包 爆破 ¨ 是在具 有一 定密 度 和强度 的 炸药 外壳上 开有 不 同角 度 、 同形状 和数 量 的切 缝 不 （ 图 １ ａ ） 利 用 外 壳 和切 缝 控 制 爆 炸 应 力 场 的 见 （） ， 分布 和爆 生气 体 对 （ Ｌ ） 质 的 准静 态 作 用 和 尖 孑壁 介 劈作 用 ， 到控 制所爆 介质 的破碎 程度 和开裂方 向。 达 切缝 药包爆 破使 孔壁形 成定 向裂缝 的过 程分 为两个 阶段 Ｊ爆炸 初 期 在 切 缝 管 内腔 尚未 形 成 均 布 压 ：
图 ２ 边 坡 开 挖 光 面爆 破 装 药 结 构 图
１药柱 ： ２炮 孔 ； ３边 坡 开挖 理 想 断 裂 面 ； 一 － －
４抵抗线 ； ５充填物 ； ６导爆索 ． － －
Ａ边 坡 保 留层 ： Ｂ 光 爆层 一 －
光面爆 破 中 ， 由于药 卷紧 贴边坡 壁面 ， 即为偏心
摘
要 ： － 破 效果和 经济效 益 两个方 面 ， 究 了将光 面爆破 和切缝 药包爆 破技 术 用于边坡 开 ｇ爆 研
挖 。通过模 型试 验和 现场 实验 ， 分析 了切 缝 药 包的爆 破机 理 ， 其在 边 坡 开挖 中的应 用 ， 及 并与 光 面
爆破 进行 了比较 分析 。 关键 词 ： 面爆破 ； 光 切缝 药包爆 破 ； 边坡 开挖
＠一
所示 ， 非切 缝 方 向 ， 生 气 体 压 力 均 匀 作 用 在 在 爆 外 壳 内壁 上 ， 当外壳运 动 到孔壁 与孔壁耦 合后 ， 生 爆 气 体压 力均匀 作用 在 孔 壁 上 ， 而 使 得 这个 方 向上 从 的岩石 均匀 受 压 ， 时 切 缝 方 向 的岩 石 均 匀 受 拉 。 同
在无 切缝 外壳 的情 况下 ， 炸气体直 接作用 于孔壁 ， 爆 高 温高压 的爆 炸 气体 容 易 “ 透 ” “ 入 ” 孔壁 渗 和 楔 与
连通 的原 生裂 隙或应 力 波 作用 下 产 生 的微 裂 纹 ， 增 加 了爆破 损伤作 用 。采 用 切缝 外 壳 药包 爆 破 ， 炸 爆 压力 的作用 使外 壳外 壁 与 炮孔 壁 达 到耦 合 ， 套 管 将 与原 岩体 连为一 体 ， 碍 了爆 生 气体 对 孔 壁 的直接 阻
中图分类号 ： Ｄ ３ ． Ｔ ２５４
文献标 识码 ： Ｂ
文 章编号 ：６ ４６ ８ （ ０ ０ ０ －１２０ １７ －０ ２ ２ １ ）９０ ０ －２
保持露 天边坡 的长 期稳定 一直 是矿 山的一个 重
大技 术难题 。国内外不 少露 天矿 山曾发 生过或大 或
小 的滑坡 ， 则影 响 １ 生产 ， 则 造 成矿 毁 人 亡 。 轻 ３常 重
强之 前 ， 由于 冲击波 的 动 态作 用 使 与切 缝 相对 的孔 壁部 位优先 产生 预 裂缝 ； 在爆 生 气体 的准 静 态压 力
作 用 下 ， 裂 缝 扩 展 、 伸 和贯 通 。 与 光 面爆 破 相 预 延 比 ， 缝 药包爆破 更 充 分 有效 地 利用 了炸 药爆 炸 的 切 能量 。 切缝 药包 炸药爆 炸后 ， 爆生 气体运 动如 图 １ ｂ （）
作用， 尤其 是 阻止爆 炸气体 “ 渗透 ” 楔 入 ” 和“ 孔壁 岩
体裂 隙
（ ） 缝 药 包 ａ切
（ ） 缝 药 包 爆 生气 体 运 动 不 意 图 ｂ切
◎
一
图 １ 切 缝药 包 爆 破 装 药 结 构 示 意 图
１孑壁 ； ２外 壳 ； ３切 缝 ； ４炸药 ＿Ｌ － － －
１ ２ 切缝 药包边 坡开 挖爆破 原理 ．
切 缝药 包 爆破 边 坡开 挖 和光 面 爆破 极其 相 似 ，
都 采用不 耦合装 药 ， 同的是 光 面 爆破 的药 卷直 接 不
放 入炮孔 中 ， 图 ２ 见 。切 缝 药 包爆 破 的药 卷 装 入 切 缝 外壳并 用垫 片悬 空 ， 图 ３ 见 。
李显 寅 冯德 润 ： 切缝 药 包爆 破技 术在 露天 边坡 开挖 中的应 用
２１ ０ ０年 ９月第 ９期
包爆 破采 用一个 特制 的悬 空垫 片将药 柱垫 离边坡 壁 面， 目的是让药 柱不 在 局 部 与边 坡 保 留岩 石 方 向 的
，
１０ ｍ。主爆 孔 ：ｍ × ｍ， 续 装 药 ； 冲孔 ：ｍ × ６ｒ ａ ５ ４ 连 缓 ５ 线装 药 密 度 ： 强 段 ５ ２ ｋ／ 不 耦 合 段 １ ２ ｋ／ 加 ．５ ｇｍ， ．５ ｇ
李显寅（ ９４一）男 ， １６ ， 重庆 市人 ， 副教授 ， 主要从 事采矿工 程专
业 的教 学 与 研究 工作 ，２０ ０四川 省 绵 阳市 。 ６１１ １２ ０
不耦合 装药 ， 炸药 爆 炸后 ， 于边 坡 保 留层 ， 当于 对 相
耦 合装 药 ， 损伤 作 用将 是 非 常严 重 的 。切缝 药 其
Ｓ ｐｅ ｂ ｒ２ ０ ｅ ｔｍ ｅ ． ０１
现
代
矿
wenku.baidu.com
业
Ｍ ０ＲＤＥＮ ＮＩ ＭＩ ＮＧ
总 第 ４ ７期 ９ ２ １ 年 ９月 第 ９期 ００
切缝 药 包爆破 技 术在 露 天边坡 开挖 中的应 用
李 显寅 冯 德 润
（ ． 南科 技 大 学环 境 与 资 源 学 院 ；． 川 国 大 水泥 股 份 有 限 公 司） １西 ２四
因此 ， 露天边 坡滑 坡 问题 已引 起许 多 业 内人 士 的高 度重视 。近 ４ ａ来 ， 内外 许 多 专 家 学者 从 不 同角 ０ 国 度对 影响边坡 稳 定 的 因素 进行 了技 术研 究 ， 其 是 尤 开采 爆破对 边坡 的影 响进 行 了深 入 的研 究 ， 积 极 并 将成 果应用 于生 产实 践 ， 不 断提 高 技 术水 平 的 同 在 时 ， 带来 巨大 的经济 效益 。 也 １ 切 缝药 包边坡 开挖 爆破机 理 １ １ 切 缝药 包爆破 机理 ． 切缝药包 爆破 ¨ 是在具 有一 定密 度 和强度 的 炸药 外壳上 开有 不 同角 度 、 同形状 和数 量 的切 缝 不 （ 图 １ ａ ） 利 用 外 壳 和切 缝 控 制 爆 炸 应 力 场 的 见 （） ， 分布 和爆 生气 体 对 （ Ｌ ） 质 的 准静 态 作 用 和 尖 孑壁 介 劈作 用 ， 到控 制所爆 介质 的破碎 程度 和开裂方 向。 达 切缝 药包爆 破使 孔壁形 成定 向裂缝 的过 程分 为两个 阶段 Ｊ爆炸 初 期 在 切 缝 管 内腔 尚未 形 成 均 布 压 ：
图 ２ 边 坡 开 挖 光 面爆 破 装 药 结 构 图
１药柱 ： ２炮 孔 ； ３边 坡 开挖 理 想 断 裂 面 ； 一 － －
４抵抗线 ； ５充填物 ； ６导爆索 ． － －
Ａ边 坡 保 留层 ： Ｂ 光 爆层 一 －
光面爆 破 中 ， 由于药 卷紧 贴边坡 壁面 ， 即为偏心
摘
要 ： － 破 效果和 经济效 益 两个方 面 ， 究 了将光 面爆破 和切缝 药包爆 破技 术 用于边坡 开 ｇ爆 研
挖 。通过模 型试 验和 现场 实验 ， 分析 了切 缝 药 包的爆 破机 理 ， 其在 边 坡 开挖 中的应 用 ， 及 并与 光 面
爆破 进行 了比较 分析 。 关键 词 ： 面爆破 ； 光 切缝 药包爆 破 ； 边坡 开挖
＠一
所示 ， 非切 缝 方 向 ， 生 气 体 压 力 均 匀 作 用 在 在 爆 外 壳 内壁 上 ， 当外壳运 动 到孔壁 与孔壁耦 合后 ， 生 爆 气 体压 力均匀 作用 在 孔 壁 上 ， 而 使 得 这个 方 向上 从 的岩石 均匀 受 压 ， 时 切 缝 方 向 的岩 石 均 匀 受 拉 。 同
在无 切缝 外壳 的情 况下 ， 炸气体直 接作用 于孔壁 ， 爆 高 温高压 的爆 炸 气体 容 易 “ 透 ” “ 入 ” 孔壁 渗 和 楔 与
连通 的原 生裂 隙或应 力 波 作用 下 产 生 的微 裂 纹 ， 增 加 了爆破 损伤作 用 。采 用 切缝 外 壳 药包 爆 破 ， 炸 爆 压力 的作用 使外 壳外 壁 与 炮孔 壁 达 到耦 合 ， 套 管 将 与原 岩体 连为一 体 ， 碍 了爆 生 气体 对 孔 壁 的直接 阻
中图分类号 ： Ｄ ３ ． Ｔ ２５４
文献标 识码 ： Ｂ
文 章编号 ：６ ４６ ８ （ ０ ０ ０ －１２０ １７ －０ ２ ２ １ ）９０ ０ －２
保持露 天边坡 的长 期稳定 一直 是矿 山的一个 重
大技 术难题 。国内外不 少露 天矿 山曾发 生过或大 或
小 的滑坡 ， 则影 响 １ 生产 ， 则 造 成矿 毁 人 亡 。 轻 ３常 重
强之 前 ， 由于 冲击波 的 动 态作 用 使 与切 缝 相对 的孔 壁部 位优先 产生 预 裂缝 ； 在爆 生 气体 的准 静 态压 力
作 用 下 ， 裂 缝 扩 展 、 伸 和贯 通 。 与 光 面爆 破 相 预 延 比 ， 缝 药包爆破 更 充 分 有效 地 利用 了炸 药爆 炸 的 切 能量 。 切缝 药包 炸药爆 炸后 ， 爆生 气体运 动如 图 １ ｂ （）
作用， 尤其 是 阻止爆 炸气体 “ 渗透 ” 楔 入 ” 和“ 孔壁 岩
体裂 隙
（ ） 缝 药 包 ａ切
（ ） 缝 药 包 爆 生气 体 运 动 不 意 图 ｂ切
◎
一
图 １ 切 缝药 包 爆 破 装 药 结 构 示 意 图
１孑壁 ； ２外 壳 ； ３切 缝 ； ４炸药 ＿Ｌ － － －
１ ２ 切缝 药包边 坡开 挖爆破 原理 ．
切 缝药 包 爆破 边 坡开 挖 和光 面 爆破 极其 相 似 ，
都 采用不 耦合装 药 ， 同的是 光 面 爆破 的药 卷直 接 不
放 入炮孔 中 ， 图 ２ 见 。切 缝 药 包爆 破 的药 卷 装 入 切 缝 外壳并 用垫 片悬 空 ， 图 ３ 见 。
李显 寅 冯德 润 ： 切缝 药 包爆 破技 术在 露天 边坡 开挖 中的应 用
２１ ０ ０年 ９月第 ９期
包爆 破采 用一个 特制 的悬 空垫 片将药 柱垫 离边坡 壁 面， 目的是让药 柱不 在 局 部 与边 坡 保 留岩 石 方 向 的
，
１０ ｍ。主爆 孔 ：ｍ × ｍ， 续 装 药 ； 冲孔 ：ｍ × ６ｒ ａ ５ ４ 连 缓 ５ 线装 药 密 度 ： 强 段 ５ ２ ｋ／ 不 耦 合 段 １ ２ ｋ／ 加 ．５ ｇｍ， ．５ ｇ
李显寅（ ９４一）男 ， １６ ， 重庆 市人 ， 副教授 ， 主要从 事采矿工 程专
业 的教 学 与 研究 工作 ，２０ ０四川 省 绵 阳市 。 ６１１ １２ ０
不耦合 装药 ， 炸药 爆 炸后 ， 于边 坡 保 留层 ， 当于 对 相
耦 合装 药 ， 损伤 作 用将 是 非 常严 重 的 。切缝 药 其