第七章 深孔爆破

第二节
台阶爆 破
露天深孔台阶爆破
（bench blasting） ：
台阶爆破是工作面以台阶形式推进的爆破方法。 台阶爆破是工作面以台阶形式推进的爆破方法。 是工作面以台阶形式推进的爆破方法 孔深大于5m的钻孔称为深孔。反之，则称为浅孔 的钻孔称为深孔 浅孔。 孔深大于 的钻孔称为深孔。反之，则称为浅孔。
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（3）单耗q 单耗q q值由f、炸药性能、采幅宽而定。q值对爆 值由f 炸药性能、采幅宽而定。 而定 破块度和经济效果有严重影响。 值过小， 破块度和经济效果有严重影响。q值过小，增加 二次破碎用药量和工作量；块度过大， 二次破碎用药量和工作量；块度过大，严重影响 装、运、提工作效率。所以q值不能过低。对中 提工作效率。所以q值不能过低。 硬岩，一般q=0.6~1.6kg/m3。 硬岩，一般q=0.6~1.6kg/m
式中：d——炮孔直径，dm； Δ——装药密度，kg/dm3； τ——装药长度系数， 当H＜10m时，τ＝0.6；当H＝10～15m时，τ＝0.5； H=15～20m时，τ＝0.4；H>20m时，τ＝0.35；
3) 按台阶高度确定：
岩石坚硬，系数取小值，反之，系数取大值。
W 1 = ( 0 .6 ~ 0 .9 ) H
孔底密集系数是孔底距与最小抵抗线的比值； 孔底密集系数是孔底距与最小抵抗线的比值； 是孔底距与最小抵抗线的比值
扇形孔装药处的孔口及 孔底距离
孔口密集系数是孔口装药处垂直距离与最小 孔口密集系数是孔口装药处垂直距离与最小 抵抗线的比值。 抵抗线的比值。 1—间柱；2—采区天井；3—凿岩硐室； 间柱； 采区天井； 凿岩硐室； 间柱 采区天井 凿岩硐室 4—炮孔未装药部分；5—炮孔装药部分；6—矿房 炮孔未装药部分； 炮孔装药部分； 炮孔未装药部分 炮孔装药部分 矿房
扇形布孔种类
水 平 扇 形 布 孔 1 深 孔 垂 直 扇 形 布 孔 2 凿 岩 天 井 3 电 耙 道
三种 方式
倾 斜 扇 形 布 孔
二、主要爆破参数
（1）孔径d 孔径d 主要由凿岩设备、矿石性质决定，一般d有 凿岩设备、 加大的趋势。d 大，每米深孔崩矿量λ增加， 大块率β也增加。 一般接杆（中深孔）d=60~70mm ；潜孔 d=90~110mm；牙轮钻d=165~200mm，最近已研制出 120mm牙轮钻。
平行炮孔的密集系数m=0.8~1.1；以0.9~1.1居多；扇形炮孔孔底距密集系数 ； 居多； 平行炮孔的密集系数 居多 m=1.0~2.0.
2）经验法
坚硬岩w/d=25~30； 坚硬岩w/d=25~30； w/d=25~30 中硬岩w/d=30~35； 中硬岩w/d=30~35； w/d=30~35 软岩w/d=35~45。 软岩w/d=35~45。 w/d=35~45
VCR 法
VCR 法
（Vertical Crater Retreat method） ） VCR法是垂直深孔球状药包后退式崩矿方法的简称。 法是垂直深孔球状药包后退式崩矿方法的简称。
典型采矿示意图 1—凿岩巷道；2—大孔径深孔；3—拉底空间；4—充填台阶； 凿岩巷道； 大孔径深孔； 拉底空间； 充填台阶； 凿岩巷道 大孔径深孔 拉底空间 充填台阶 5—装矿巷道；6—运输巷道 装矿巷道； 装矿巷道 运输巷道
水平、向上和向下深孔 水平、 主要由采矿方法而定。 主要由采矿方法而定。 1）阶段强制崩落法用水平扇形孔 2）无底柱采矿法中多用上向扇形孔 3）下向孔用的较少，因排粉困难，（天井 下向孔用的较少，因排粉困难，（天井 ，（
掘进中用向下，因掘进的需要）最近VCR VCR法 掘进中用向下，因掘进的需要）最近VCR法、高 风压潜孔、牙轮大孔中多用下向。 风压潜孔、牙轮大孔中多用下向。
（不同的顺序，实际的a值不同） 逐排起爆 简单。但在工作线长时，同段药量大， 对抵抗线反向的地震作用强，容易造成爆 破危害，用得少。
（2）起爆顺序
斜线起爆 有利于横向挤压，多用于端部，多与 V形起爆配用。
波浪起爆 实质是V形起爆的变形，要求雷管段 数少。
提高爆破质量的措施
露天矿良好的爆破质量 a：大块率低； b：爆堆集中度合适； c：无后冲（W值不可过大），不留根 底（超深不能太少）。 可通过使用多排孔微差爆破，留渣挤 压爆破和宽孔距爆破，改善合理装药结构 等措施，提高爆破质量。
钻孔形式
露天深孔布置 H—台阶高度；h—超深； Wd—底盘抵抗线； 台阶高度； 超深； 底盘抵抗线； 台阶高度 超深 底盘抵抗线 ld—堵塞长度；b—排距 堵塞长度； 堵塞长度 排距
与垂直孔相比，倾斜孔的优缺点 与垂直孔相比， 优点： 优点： 倾斜孔的底盘抵抗线小，且装药均匀，不易留根底， 1 倾斜孔的底盘抵抗线小，且装药均匀，不易留根底，矿岩 破碎好，而垂直孔底盘抵抗线大，爆破大块率高。 破碎好，而垂直孔底盘抵抗线大，爆破大块率高。 易于控制爆堆高度，有利于提高采装效率， 2 易于控制爆堆高度，有利于提高采装效率，斜孔的爆破参 数易于控制， 数易于控制，而垂直孔的底盘抵抗线计算不准可能造成飞石 或者根底。 或者根底。 易于控制台阶坡面角和坡面的平整， 3 易于控制台阶坡面角和坡面的平整，减少突悬部分和裂缝 ，斜坡自身就有稳定性，可以达到少后裂或者不后裂，而垂 斜坡自身就有稳定性，可以达到少后裂或者不后裂， 直孔的后裂现象严重。 直孔的后裂现象严重。 4 穿孔设备与台阶坡顶线距离较远，设备安全。 穿孔设备与台阶坡顶线距离较远，设备安全。 缺点： 缺点： 斜孔施工困难，进尺慢，炮孔长度长，装药也困难。 斜孔施工困难，进尺慢，炮孔长度长，装药也困难。
∵m=a/W （m—深孔密集系数） 深孔密集系数）
W = d ⋅ 7.85 ⋅ ∆/(mq τ )
密集系 数
密集系数是孔间距 孔底距 密集系数是孔间距(孔底距 是孔间距 孔底距) 与最小抵抗线的比值。 与最小抵抗线的比值。
a 即：m= W
常用孔底密集系数和孔口密集系数表示： 常用孔底密集系数和孔口密集系数表示：
扇形深孔具有凿岩巷道掘进量少，深孔 扇形深孔具有凿岩巷道掘进量少， 布置灵活，设备移动次数少（ 布置灵活，设备移动次数少（打完一层才移 动一次），故应用极广。但存在块度不均， 动一次），故应用极广。但存在块度不均， ），故应用极广 深孔利用率低的缺点。平行深孔使用较少 。 深孔利用率低的缺点。
Hale Waihona Puke Baidu
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第七章 深孔爆破
主要内容
6.1 井下深孔爆破
6.2 露天深孔台阶爆破
第一节
井下深孔爆破
深孔比浅眼崩矿具有生产效率高的特 点（用重型设备凿岩，因采用大直径药卷， 所以炸药爆轰稳定、反应完全），故在中 厚以上的矿体开采中广泛使用。
一、深孔布置方式
1平行深孔与扇形深孔
深 孔 布 置 a—平行布孔；b—扇形布孔 平行布孔； 平行布孔 扇形布孔
深孔爆破参数
（1）孔径D
D取决于钻机，潜孔D=150~250mm，牙 轮D=250~310mm。
（2）孔深
由台阶高度H和超深h（对斜孔指垂直深 度），H=12~14m，多为12m。h指炮孔超出台 阶底盘标高以下那段深度。其作用是降低装药中 心，以有效克服底部阻力，减少根底。一般h= （0.15~0.35）·W底
5）孔方位 无论垂直、水平孔，与相邻的排之间的孔位 无论垂直、水平孔， 相互错开布置。 相互错开布置。 6）孔倾角 对于水平孔考虑排粉,向上倾3 ~7° 对于水平孔考虑排粉,向上倾3°~7°。 最后在各排炮孔图上标明孔号、方位、孔深、 最后在各排炮孔图上标明孔号、方位、孔深、 倾角、药量等参数， 倾角、药量等参数，作为施工依据 。
（3）底盘抵抗线W底(第一排装药孔中心到台阶坡脚
的最短距离。)
1）对垂直孔按安全作业条件 W底≥H·ctgα+B B-钻机作业安全距离，2.5~3.0m H-台阶高。 α-坡面角，60~75°
2) 按照体积法（即药包重量与爆落岩石成正 比）反推计算
7.85∆ ⋅τ ⋅ L W1 = d m⋅q⋅H
（1）间隔装药
孔内装药不连续，用空气或炮泥隔开， 一般分成2~3段，孔底部分占总装药量 50~70%，上部也装适量的药，改善炮孔 上部、中部的块度 。
（2）孔内微差
在间隔装药基础上，使用微差时间间 隔，起爆孔内各段炸药，可获得间隔装药 和微差爆破的双重效果。一般先下后上效 先下后上效 果好，可减少超深h和后冲现象。间隔时 果好 间不可过长。可用导爆索-继爆管或电爆 导爆索 网路实现微差控制 微差控制。 网路 微差控制
（2）W值确定 取决于f 取决于f 值、d值和炸药性能，W值大，块度大。 值和炸药性能， 值大，块度大。 1）计算法 根据一个孔深为L 根据一个孔深为L的深孔所能装入的药量应等于 所需装入的药量：（对平行孔） ：（对平行孔 所需装入的药量：（对平行孔）
一个炮孔的装药量： /4· 一个炮孔的装药量：π·d2/4·L·τ·Δ 一个炮孔能爆下的岩石所需炸药量： 一个炮孔能爆下的岩石所需炸药量：W·a·L·q ∆：装药密度 τ：装药系数 a：孔距
采用逐排起爆时，b=W底。
（5） 阻塞长度L
L过小，岩块 飞散，气体过早冲 击，能量损失；L 过大，孔口附近出 现大块。通常取： L=（16~32）D。
深孔排列方式与起爆顺序
（1）排列
根据a、b值的不同，深孔排列方式， 有三角形、矩形和方形 。
图6-2
深孔布置图
三角形； 梅花形
一字形； 方格形；
桃林矿（f=8~10）： 70年，取q=0.81kg/m3，二次破碎 q′=1.48kg/m3，q总=2.29kg/m3 80年，取q=1.12kg/m3，二次破碎 q′=0.55kg/m3，q总=1.67kg/m3
所以在适当范围内提高q值，经济效 果反而更好。 果反而更好。
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4）孔深 a：考虑凿岩效率，接杆不超过12m，潜孔不 考虑凿岩效率，接杆不超过12m 12m， 超过25m 25m； 超过25m； b：孔底不穿透采空区，硐室应留0.8~1.2m 孔底不穿透采空区，硐室应留0.8~1.2m 厚度； 厚度； c：对于难爆矿石，应超深0.4~0.6m，以减少 对于难爆矿石，应超深0.4~0.6m 0.4~0.6m， 矿石损失 d：相错孔超深0.5m； 相错孔超深0.5m 0.5m；
在大块上钻凿炮孔，眼深为 大块的一半，效果好，用药少， 但费工。用于较大的大块。
（2）覆土法
将药置于大块凹陷部位，用两倍于药包 厚度的粘性泥土覆盖，起爆即可。简便易行， 费时少。但药耗大，空气冲击波、飞石严重。 用于较小的大块。
（3）成型药包
带有集中穴的高猛度炸药的药包--聚能破碎弹，用药少，效果较好，正推广 使用。
台阶要 素
W1为前排钻孔的底盘抵抗线。 为前排钻孔的底盘抵抗线。 是自炮孔中心至坡底线的最短距离； 是自炮孔中心至坡底线的最短距离； L为钻孔深度 为钻孔深度
lc为装药长度 ld为堵塞长度； 为堵塞长度；
h为超深 为超深
B为在台阶面上从钻孔中心至坡顶线的安全距离。 为在台阶面上从钻孔中心至坡顶线的安全距离。 为在台阶面上从钻孔中心至坡顶线的安全距离
（3）混合装药
针对爆破抵抗线（对垂直孔）和夹制 作用下大上小的情况，下部装入高威力高 密度炸药，上部装一般低密度硝铵炸药。 或在极端情况下，下部用药壶（将孔扩 成），成了下部球状药包、上部柱状的装 药结构。
二次破碎
可用重锤、高压水射流、液压碎石机、 高能碎石机等进行二次破碎，但运用最广 的还是爆破法进行二次破碎。主要有三种 方法： （1）炮眼法
4) 按钻孔直径确定：
W1 = kd
k——日本取k=40,国内铁路上建议取k=32～38; d——孔径，mm。
（4）孔距a与排距b
a=m·W底
m-炮孔密集系数，m=1.4~3.0。 甚至更大些，在保证a·W底不变时， 适当增加a，减少W，可改善爆破 效果，一般a=5~8m（潜孔时）
排距b指相邻两排孔之间距离，