露天鉆孔爆破(x培訓(xùn))課件

1、第7章 露 天 爆 破 爆破的部位在露天，相對(duì)于地下開(kāi)挖與開(kāi)采 有效的爆破基本方法：按照藥室形狀分為鉆孔爆破和硐室爆破兩大類(lèi)。 爆破方法的選用取決于工程規(guī)模、開(kāi)挖強(qiáng)度和施工條件。 一些概念的回顧 爆破-一種極其重要的工程手段在冶金、鐵道、交通、化工、煤炭、建材、石油、水利水電等行業(yè)的應(yīng)用。 對(duì)加速人類(lèi)文明進(jìn)程起到了的巨大的不可替代的作用 國(guó)內(nèi)每年需消耗約300500萬(wàn)噸炸藥、50億發(fā)雷管！ 需要在地球表層開(kāi)采（挖）多少堅(jiān)硬的石頭啊！ 利用炸藥的爆炸能量對(duì)周?chē)膸r石、混凝土或土等介質(zhì) 進(jìn)行破碎、拋擲或壓縮，達(dá)到預(yù)定開(kāi)挖（采）、填筑或處理等工程目的的技術(shù)。如（1）空間開(kāi)挖 （2）石（礦）料的開(kāi)采

2、3、 建（構(gòu)）物拆除 起爆器材關(guān)于炸藥與爆炸、爆破炸藥：一類(lèi)能夠產(chǎn)生爆炸反應(yīng)的化學(xué)物品爆炸：化學(xué)反應(yīng)的三個(gè)特征 （1）反應(yīng)高速度 （2）放熱反應(yīng) （3）產(chǎn)生大量的氣體 有高溫高壓的特征：數(shù)千0C，上萬(wàn)Mpa爆破：高溫高壓氣體劇烈作用于周?chē)橘|(zhì)，產(chǎn)生破碎、壓縮、拋擲等力學(xué)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)工程目的； 爆破荷載的特點(diǎn)與介質(zhì)受力變形破壞的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)無(wú)限介質(zhì)中爆破破壞的三個(gè)基本區(qū)（圈）：粉碎區(qū)、破碎（裂隙）區(qū)和震動(dòng)區(qū) 半無(wú)限介質(zhì)，若藥包的爆破作用具有使部分破碎介質(zhì)具有拋向臨空面的能量時(shí)，形成倒立圓錐形的爆破坑，形如漏斗-爆破漏斗 爆破漏斗的幾何特征參數(shù)：（1）藥包中心至臨空面的最短距離- 最小抵抗線(xiàn)長(zhǎng)度W，（

3、2）爆破漏斗底半徑r，（3）爆破破壞半徑R，（4）可見(jiàn)漏斗深度P，（5）拋擲距離L。 爆破漏斗的幾何特征反映了藥包重量和埋深的關(guān)系，反映了爆破作用的影響范圍。 爆破作用指數(shù)n（=r/w）: 反映爆破漏斗的幾何特征，它是爆破設(shè)計(jì)中最重要的參數(shù)。 根據(jù)n值大小對(duì)工程應(yīng)用中的爆破分類(lèi) （1）當(dāng)n1即r=W時(shí)，稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破； （2）當(dāng)n1即rW時(shí)，稱(chēng)為加強(qiáng)拋擲爆破； （3）當(dāng) 0.75n1時(shí)，稱(chēng)為減弱拋擲爆破； （4）當(dāng)n0.75時(shí)，稱(chēng)為松動(dòng)爆破。裝藥量的體積公式原理爆破的體積（方量）與用藥量成線(xiàn)性正比單位耗藥量概念（kg/m3） 單個(gè)集中藥包，其裝藥量計(jì)算Q=KW3f(n)K規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)拋擲

4、爆破的單位耗藥量；W最小抵抗線(xiàn)長(zhǎng)度，m；f（n）爆破作用指數(shù)函數(shù)。 標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破：f（n）=1； 加強(qiáng)拋擲爆破：f（n）=0.40.6n3； 減弱拋擲爆破：f（n）= 松動(dòng)爆破：f（n）=n3。 延長(zhǎng)藥包-鉆孔裝藥條件下的裝藥量計(jì)算方法 鉆孔爆破-爆破開(kāi)挖與開(kāi)采的主流 鉆孔設(shè)備 露天鉆孔爆破：深孔與淺孔的區(qū)別 淺孔爆破：孔徑小于75mm，孔深小于5m 深孔爆破：孔徑大于75mm，孔深超過(guò)5m 在開(kāi)挖輪廓線(xiàn)上，為了獲得平整的輪廓面、控制超欠挖和減少爆破對(duì)保留巖體的損傷，采用預(yù)裂和光面爆破等技術(shù)，即巖石輪廓控制爆破技術(shù) 淺孔爆破: 有利于控制開(kāi)挖面的形狀和規(guī)格，使用的鉆孔機(jī)具較簡(jiǎn)單，操作方便；缺點(diǎn)

5、是勞動(dòng)生產(chǎn)率較低，無(wú)法適應(yīng)大規(guī)模爆破的需要。淺孔爆破大量應(yīng)用于地下工程開(kāi)挖、露天工程的中小型料場(chǎng)開(kāi)采、小型路塹、基礎(chǔ)分層開(kāi)挖以及城市建筑物的控制爆破。 深孔爆破: 適用料場(chǎng)和基坑邊坡路塹的大規(guī)模、高強(qiáng)度開(kāi)挖。 為了取得較好的爆破效率，多數(shù)情況下，鉆孔爆破以臺(tái)階或梯段形式出現(xiàn)，充分利用天然臨空面或創(chuàng)造更多的臨空面。在有至少兩個(gè)臨空面的臺(tái)階上以合理布置炮孔深孔臺(tái)階爆破與淺孔臺(tái)階爆破 工程爆破需達(dá)到的目的：（1）有效的破碎 （2）設(shè)計(jì)的開(kāi)挖輪廓 （3）有害效應(yīng)的控制7.1 露天深孔臺(tái)階爆破 一、臺(tái)階要素 綜合地質(zhì)與巖性、開(kāi)挖強(qiáng)度、鉆孔、裝碴和運(yùn)輸設(shè)備性能及合理配套等條件確定。一般為616m，以812

6、 m居多。二、鉆孔型式 垂直深孔與傾斜深孔，比較其優(yōu)缺點(diǎn)鉆孔分為垂直孔和傾斜孔。見(jiàn)p225.表7-1 傾斜孔的優(yōu)點(diǎn)是由于炮孔與臨空面平行，使得爆破過(guò)程全孔所受的抗力均勻，爆后巖塊均勻，底部殘埂少，爆堆形狀易于控制，有利于提高出碴裝載機(jī)的效率；同時(shí)保持一定的臺(tái)階坡面角，也有利于保持坡面的穩(wěn)定。其缺點(diǎn)是傾斜孔鉆孔技術(shù)要求高，鉆孔效率低，裝藥過(guò)程易堵孔。 三、布孔方式: 有單排與多排；多排分方形、矩形、三角形。形成孔網(wǎng)參數(shù)，三角形更有利于爆破能量均勻分布。見(jiàn)圖7-3 深孔臺(tái)階爆破鉆爆參數(shù)1）鉆孔直徑d 鉆機(jī)類(lèi)型、臺(tái)階高度及巖石性質(zhì)。 國(guó)內(nèi)規(guī)格：水工基礎(chǔ)，一般不超過(guò)150 mm；在臨近建基面、設(shè)計(jì)邊坡

7、輪廓處，孔徑一般不大于110 mm。大型金屬礦達(dá)到300mm.2）孔深L與超鉆深度h 超鉆的作用在于克服底盤(pán)阻力，避免殘埂，獲得符合設(shè)計(jì)標(biāo)高且較平整的底盤(pán)。 考慮鉆孔傾斜角3）底盤(pán)抵抗線(xiàn)W1 指炮孔中心線(xiàn)至臺(tái)階坡腳的水平距離按安全作業(yè)條件：W1Hcot+B; 按臺(tái)階高度與孔徑；按每孔裝藥條件（巴隆公式）；W1=HDd/150, D巖石硬度系數(shù)（0.460.56）， 高度影響系數(shù)（10.42）,10m =1， 15m =0.74, 20m =0.64）孔距a和排距b 孔網(wǎng)參數(shù),同排 a=m W1 ,m密集系數(shù) 多排，b,合理的炮孔負(fù)擔(dān)面積S。 孔網(wǎng)參數(shù)的重要性: 反映鉆孔經(jīng)濟(jì)合理性和爆破破碎效果

8、（塊度）的控制性因素(見(jiàn)論文) 寬孔距小抵抗線(xiàn)布孔5）堵塞長(zhǎng)度L1 堵塞長(zhǎng)度與質(zhì)量， 確保爆破能量在鉆孔內(nèi)的充分作用 不良堵塞的安全危害， L1=(0.71)W L1=（2030）d L1=（0.20.4）L6) 單位耗藥量 標(biāo)準(zhǔn)單耗K，松動(dòng)爆破q-kg/m37) 單孔藥量Q Q=qxV =? V =axb(或w1) xH q深孔臺(tái)階爆破單耗， q的大體范圍為：軟巖0.150.3kg/m3,中硬巖0.30.45kg/m3,硬巖0.450.6kg/m3 藥量平衡原理：每個(gè)炮孔爆除其所承擔(dān)的一定體積巖石所需的藥量必須與最佳堵塞條件下孔內(nèi)所裝入的藥量相等。 Q=d2L0e /4 , L0_滿(mǎn)足堵塞長(zhǎng)

9、度后的裝藥長(zhǎng)度 一個(gè)鉆孔允許的最多裝藥量，可以通過(guò)調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)來(lái)平衡。8）裝藥結(jié)構(gòu) 鉆孔內(nèi)炸藥的分布特點(diǎn)，有連續(xù)、分段、孔底間隔、空氣間隔，混合結(jié)構(gòu)等，作用機(jī)理的不同9）起爆順序（P232） 1）排間順序； 2）排間奇偶式 3）波浪式，大小波浪；4）V形順序； 5）梯形順序 6）對(duì)角線(xiàn)順序 7）徑向順序； 8）組合 通過(guò)孔間的毫秒延期起爆，實(shí)現(xiàn)自由面的增加，并產(chǎn)生巖塊的碰撞，有利于巖石的進(jìn)一步破碎。也有利于爆堆集中。 減震的基本措施起爆網(wǎng)路的設(shè)計(jì)微差起爆網(wǎng)路的基本作用：（1）為后續(xù)炮孔形成臨空面（2）按允許的單響藥量起爆，實(shí)現(xiàn)爆破振動(dòng)的控制起爆方式微差間隔時(shí)間T： 在時(shí)序上確保臨空面的形成和避

10、免爆破振動(dòng)波的疊加，深孔臺(tái)階爆破最好控制在50ms;高精度等間隔雷管和電子數(shù)碼雷管形成的起爆網(wǎng)路的應(yīng)用微差延期的方式：孔內(nèi)延期、孔外延期、內(nèi)外組合延期，接力起爆網(wǎng)路的設(shè)計(jì)網(wǎng)路的超前破壞預(yù)防：飛石、空氣沖擊波和爆破震動(dòng)對(duì)網(wǎng)路的影響改善深孔爆破效果的技術(shù)措施 爆破要求：巖塊均勻，大塊率低；形成的臺(tái)階面平整，不留殘?。惠^高的鉆孔延米爆落量和較低的炸藥單耗。改善深孔爆破效果的主要措施 l）合理利用或創(chuàng)造人工自由面 實(shí)踐證明，充分利用多面臨空的地形，或人工創(chuàng)造多面臨空的自由面，有利于降低爆破單位耗藥量。適當(dāng)增加梯段高度或采用斜孔爆破，均有利于提高爆破效率。斜孔爆破后邊坡穩(wěn)定，塊度均勻，還有利于提高裝碴效

11、率。 2）改善裝藥結(jié)構(gòu) 單一的連續(xù)裝藥，藥包往往處于底部、孔口不裝藥段較長(zhǎng)，導(dǎo)致大塊的產(chǎn)生。采用分段裝藥可有效降低大塊率；采用混合裝藥方式，即在孔底裝高威力炸藥、上部裝普通炸藥，有利于減少超鉆深度；在國(guó)內(nèi)外礦山部門(mén)采用的空氣間隔裝藥爆破技術(shù)也證明是一種改善爆破破碎效果、提高爆炸能量利用率的有效方法 。 3）優(yōu)化起爆網(wǎng)路 優(yōu)化起爆網(wǎng)路對(duì)提高爆破效果，減輕爆破震動(dòng)危害起著十分重要的作用。選擇合理的起爆順序和微差間隔時(shí)間對(duì)于增加藥包爆破自由面，促使爆破巖塊相互撞擊以減小塊度，防止爆破公害具有十分重要的作用。 4）采用微差擠壓爆破 微差擠壓爆破是指爆破工作面前留有碴堆的微差爆破。由于留有碴堆，從而促使

12、爆巖在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相互碰撞，前后擠壓，獲得進(jìn)一步破碎，改善了爆破效果。微差擠壓爆破可用于料場(chǎng)開(kāi)挖及工作面小，開(kāi)挖區(qū)狹長(zhǎng)的如溢洪道、渠道開(kāi)挖等。它可以使鉆孔和出碴作業(yè)互不干擾，平行連續(xù)作業(yè)，從而提高工作效率。 5） 保證堵塞長(zhǎng)度和堵塞質(zhì)量 實(shí)踐證明，當(dāng)其它條件相同時(shí)，堵塞良好的爆破效果及能量利用率較堵塞不良的場(chǎng)合可以大幅提高。深孔臺(tái)階爆破施工工藝 按工藝流程1）施工準(zhǔn)備：覆蓋層、道路、臺(tái)階；2）鉆孔：平臺(tái)與方法、炮孔質(zhì)量；3）裝藥方法4）填塞5）起爆網(wǎng)路連接6）起爆7）爆后檢查技術(shù)發(fā)展大區(qū)多排孔毫秒延期爆破技術(shù)寬孔距小抵抗線(xiàn)毫秒延期爆破技術(shù)露天礦高臺(tái)階拋擲爆破大壩石料開(kāi)挖爆破試驗(yàn)參數(shù)試驗(yàn)序號(hào)123

13、4布孔方式三角形三角形三角形三角形排數(shù)6855抵抗線(xiàn)(m)22.542.5孔距(m)4.5566排距(m)2222.5孔深(m)9999裝藥結(jié)構(gòu)分層分層連續(xù)連續(xù)堵塞長(zhǎng)度(m)3.52.53.5433.5起爆方式排間微差排間微差排間微差排間微差雷管段別4151861028炸藥單耗(kg/m3)0.850.750.6060.645試驗(yàn)結(jié)果炸藥單耗(kg/m3)0.850.750.6060.645延米爆破方量(m3)9.1410.1212.0615.77超徑率(%)6.03.86.42.1設(shè)計(jì)作業(yè)： 沿海某大型熱電廠(chǎng)目前正在實(shí)施電廠(chǎng)擴(kuò)建工程（2660MW級(jí)）的施工，其中設(shè)計(jì)布置的粉煤灰?guī)觳课挥幸煌怀?/p>

14、地面的小山包，需采用爆破方法將其開(kāi)挖平整，以便作為粉煤灰?guī)斓幕A(chǔ)。該小山包大體呈不規(guī)則的長(zhǎng)方形（見(jiàn)圖1），其高程在5.715.4m，需開(kāi)挖的巖石體最大高差約10m，最大長(zhǎng)度70m，最大寬度45m，爆破開(kāi)挖的巖石方量約2.6萬(wàn)m3。 該山包巖體為中微風(fēng)化及微風(fēng)化的花崗巖，普氏系數(shù)f約為810。爆破區(qū)鄰近正在運(yùn)行的電廠(chǎng)相關(guān)建筑物及重要設(shè)施，其中距脫硫集控樓僅80m，有較嚴(yán)格的振動(dòng)安全控制要求。在爆破試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)要求控制的最大單響藥量為70kg，并要求在開(kāi)挖邊緣（見(jiàn)圖示）進(jìn)行預(yù)裂爆破，以實(shí)現(xiàn)降低爆破振動(dòng)和取得平整開(kāi)挖邊界的目的。 采用深孔臺(tái)階法，（1）確定爆破施工方案和開(kāi)挖程序；（2）以典型臺(tái)階（長(zhǎng)20m寬8m高10m）為例，進(jìn)行深孔臺(tái)階主爆孔設(shè)計(jì)（包括孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥參數(shù)及裝藥結(jié)構(gòu)）；（3）在開(kāi)挖邊界進(jìn)行預(yù)裂孔及緩沖孔的鉆爆設(shè)計(jì)（包括孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥參數(shù)及裝藥結(jié)構(gòu)）；（3）微差起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)。7.2 露天淺孔臺(tái)階爆破 宜分成數(shù)級(jí)臺(tái)階施工。沿寬度布置3-4排。平面上采用矩形或梅花形布置；