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1、1第第5 5章章 爆破方法爆破方法第一节第一节 浅孔爆破法浅孔爆破法1 1 规格：规格：孔深4m，孔径 75mm；2 2 使用条件：使用条件：小型露天矿山、大块的二次破碎、拉底处理；3 3 设备：设备：手持风动凿岩机；4 4 作业方式：作业方式：垂直孔、倾斜孔和混合炮孔。垂直垂直孔孔适用于台阶坡面角大或钻孔设备不宜钻凿倾斜孔条件。倾斜孔倾斜孔适用于台阶坡面角小的条件。优点：优点：药柱的抵抗线沿钻孔长度几乎相等，爆破后能产生较均匀的块度。缺点：缺点：相同条件下炮孔深度大。混合孔混合孔台阶高度大于钻孔设备的有效钻孔深度时使用。25 5 爆破参数：爆破参数：最小抵抗线最小抵抗线W W：装药中心至台阶
2、坡面的最小距离。底盘抵抗线底盘抵抗线WpWp：台阶坡底线至炮孔中心的水平距离。孔深、超深：孔深、超深：孔深h=台阶高度H+超深e（克服根底）孔网密集参数孔网密集参数m mpamW式中：a孔距；Wp底盘抵抗线(或行距b)。3第二节第二节 深孔爆破深孔爆破1 1 规格：规格：孔深一般在815m，孔径150300mm2 2 技术要求：技术要求：合理的爆堆形状。不超高、不埋道、不留“根底”、不出现“伞岩”和硬帮；块度均匀,大块率低；爆破地震效应低，无飞石。3 3 爆破参数与浅孔爆破法相同爆破参数与浅孔爆破法相同包括：最小抵抗线、底盘抵抗线、孔深、超深、孔网密集系数等。4 4 影响爆破效果的因素影响爆破
3、效果的因素(3(3种种)4 a a.炸药的爆炸猛度越大,爆破效果越好。即爆轰速度快,冲击波能量越大,爆破效果好。实现手段：实现手段：加大装药直径,加大装药密度,加大起爆能。b b.炸药的爆力越大，爆破效果越好。即炸药的爆容、爆压、爆温、爆热越大,爆破效果越好。实现手段：实现手段：封闭炮孔,避免能量损失。c.c.装药与岩体间的偶合性越好,爆破效果越好。即炸药与岩体的接触越紧密,爆破效果越好。原因：原因：接触不紧密,存在空气,造成能量损失。实现手段：实现手段：在炮孔内尽可能采用散装药(不要用袋装药或包装药)。炸药爆炸能量对爆破效果的影响(3种)5岩体构造对爆破作用的影响(4种情况)a.a.台阶的坡
4、面与岩层倾向相反台阶的坡面与岩层倾向相反 爆破效果：爆破效果：岩体位移小,爆堆高度大,台阶底部阻力大,易产生“根底”。宜加大超深。b.b.台阶坡面与岩层倾向一致台阶坡面与岩层倾向一致 爆破效果：爆破效果：爆堆较低，不易产生“根底”。c.c.岩层走向与台阶坡面斜交岩层走向与台阶坡面斜交爆破效果：爆破效果：沿台阶坡面的岩层面多,若各岩层的力学性质差别大,则容易产生不等的后冲,台阶坡面易出现不规则的凸凹现象,造成硬帮。应采用不均匀的疏密孔(硬度大,孔密)。d.d.近水平岩层面近水平岩层面 爆破效果爆破效果:块度均匀,不易产生“根底”,钻孔超深小。6爆破技术对爆破效果的影响爆破技术除爆破技术除集中装药
5、、分段装药；齐发爆破、微差爆破；自由面爆破、压碴爆破；垂直孔，倾斜孔等之外，还有：a.a.孔网参数：孔网参数：孔距a、行距b、联网参数等；如图，可将成排直线联网，改为斜线联网。abbaaabbmm孔网密集系数大好，可将调整为b.b.起爆顺序：起爆顺序：掏槽爆破等。c.c.起爆位置：起爆位置：上、中、下部。d.d.控制爆破：控制爆破：预裂爆破等。75 5 深孔爆破参数的确定深孔爆破参数的确定 炸药单耗和装药量a.a.炸药单耗指爆破每炸药单耗指爆破每m m3 3矿岩所需的炸药量。矿岩所需的炸药量。i 根据矿岩情况确定：矿岩硬度大,单耗高；裂隙多，单耗高；iii 根据孔位情况确定：采用多排深孔爆破时
6、,由于后排炮孔岩石受夹制,其单位药耗量要比第一排孔单位药耗量增加1020%。ii 根据采掘设备情况确定：采运设备规格尺寸大,允许的块度大,单耗小；b.b.炮孔装药量炮孔装药量 i 根据单耗确定装药量：根据单耗确定装药量：,kgpQkHW a，后排b，m。式中：H台阶高度，m；a孔距，m；pW底盘抵抗，前排用pW式中：Q装药量,Kg；k待爆岩体单位药耗量,Kg/m3；V待爆岩石体积,m3。,kgQkVHWpbb ii 根据装药高度确定装药量：根据装药高度确定装药量：2,kg4cQd L装药高度,m；式中：d孔径，m；cL装药密度，Kg/m3。89 底盘抵抗线Wp确定 a.a.保证台阶钻孔作业安全
7、保证台阶钻孔作业安全WpCHctg式中：C炮孔中心距台阶坡顶线的安全距离,2.53.0m；台阶坡面角。b.b.满足炮孔装药条件满足炮孔装药条件(将装药量两式联立，得)20.785cd LWpkaH c.c.考虑一定直径药包所能克服的最大抵抗线的确定考虑一定直径药包所能克服的最大抵抗线的确定WpKd式中：K比例系数,2245,岩石致密,坚硬时取下限;d潜孔钻,一为150250mm;牙轮钻一般为250300mm。Iii 装药高度确定：装药高度确定：24,mcQLd10 排距、孔距及炮孔邻近系数a.a.排距排距b b一般取：pbW b.b.孔距孔距a a及邻近系数及邻近系数m mpamW式中：m炮孔
8、邻近系数（密集系数）,一般取28。炮孔邻近系数炮孔邻近系数m m与大块率之间的关系如下图与大块率之间的关系如下图。ab11 填塞长度Ls和超深e填塞长度小,易造成能量损失,产生飞石事故。a.a.填塞作用：填塞作用：防止爆轰产物损失,保证炸药反应安全。填塞长度大,易出现大块。(20 25)sLd0.7spLWb.b.超深作用超深作用:克服底盘抵抗,防止产生根底。台阶高度越大,台阶坡面角越小,岩石越坚硬,底盘抵抗越大,则超深越大。(0.15 0.5)peW 时间参数排间时间差(微差爆破用)pTKW(K为时间系数，27ms/m)或填塞长度填塞长度L Ls s的检验的检验：Ls=h-Lc或(0.05
9、0.25)(8 12)eHed或126 6 装药结构与起爆位置的选择装药结构与起爆位置的选择 装药结构的选择 a.a.连续装药连续装药特点：钻孔及装药简单，克服底盘抵抗效果好。缺点：容易出现大块及伞岩。b.b.分段装药分段装药特点：炸药在炮孔内均匀分布，岩石破碎均匀。缺点：工艺复杂，不便控制，应用较少。起爆位置a.a.正向起爆正向起爆 起爆药包位于孔口,起爆后爆轰波自孔口向孔底传播。特点特点 当药柱较长时,由于爆轰尚未传至孔底,而孔口由先爆炸产生的反射应力波作用而形成裂隙,使炮孔内的爆生气体过早泄出,使得破碎下部岩石困难,从而降低炮孔利用率(出岩少),岩石块度大。b.b.反向起爆反向起爆 起爆
10、药包位于孔底,起爆后爆轰波自孔底向孔口传播。特点特点 孔底周围岩体经受爆轰压作用时间长,能提高炸药的能量利用率,改善爆破质量。只适用于电雷管起爆或导爆管起爆。13 c.c.正反向起爆正反向起爆:两个相邻炮孔,一个炮孔采用正向起爆,另一个炮孔采用反向起爆。特点：特点：可以改善柱状药包的应力波形,使应力分布更均匀,达到改善破碎质量的目的。在前苏联曾做过类似实验,大块率由10%降到1%左右,电铲效率提高30%左右。147 7 起爆方案与起爆顺序的选择起爆方案与起爆顺序的选择排顺序起爆、V形起爆、直线掏槽起爆 按排顺序起爆。炮孔按排联线,逐排起爆。特点：特点：工艺操作简单,爆破前推力大,能克服较大的底
11、盘抵抗线，爆破崩落线明显(台阶边缘明显)。缺点：缺点：后冲大(对台阶坡面破坏大),地震效应大,爆堆平坦。图（b）的连线方式比图（a）的连线方式好。在端部位置，图（b）的端孔自由面大，爆破效果好，块度均匀。对平行于台阶坡面炮孔按排连线，逐排起爆。在台阶坡面较缓，底盘抵抗线较大，大区域微差爆破时采用。V形(斜线)起爆：炮孔联线形成“V”形顺序起爆(图)。炮孔连线呈V形(斜线),在不改变钻孔参数的条件下增大炮孔的邻近系数，改变破碎后岩石的运动方向，增加岩石在破碎过程中的碰撞概率；增加爆破自由面。提高爆破质量。特点：特点：块度均匀,爆堆形状规整。能够充分利用自由面反射冲击波及爆堆间的相互挤压作用。原则
12、：原则：创造自由面,利用自由面。有效联网参数设置：有效联网参数设置：1)1)合适的炮孔邻近系数合适的炮孔邻近系数 图(b),(d)的爆破效果好；三角形布孔比正方形布孔爆破效果好。原因是：图(a),(c)后排孔自由面小，炮孔岩体受夹持。一般使m=35最好，炮孔出岩率高。3)3)合适的爆堆位移合适的爆堆位移 爆堆位移方向和位移量受两相邻炮孔之间的距离a和连线交角影响。相邻炮孔间的距离a越小爆堆位移量越大；连线交角越大爆堆位移量越大。一般连线交角=90160较好。有两个自由面条件下（电铲工作面的端头），穿孔采用三角形布孔，爆破采用斜线连线爆破效果最好。块度均匀，平盘爆堆伸出量少。16侧面后面图 a2
13、.001:190中等中等图 b5.002:3127中等少量图 c1.252:353最小多图 d3.256:7113少量少量临界台阶面的破裂程度V V形起爆炮孔特性及有关参数形起爆炮孔特性及有关参数正方形三角形a/b炮孔交错排列平衡度V/Wm 2)2)合适的炮孔交错排列平衡度合适的炮孔交错排列平衡度 同时起爆的两相邻炮孔之间的径向裂隙不宜过早地相互贯通，以便保证后排孔爆轰气体不过早地外泄；炮孔交错排列平衡度V/W接近1最好，爆破后岩石块度均匀(见表)。直线掏槽起爆:用于掘沟工程 。原则原则：将爆破区域内的炮孔沿纵向分成若干段（减震）；首先在炮孔区域中间部位沿一条直线布置较密集炮孔，并首先起爆，以
14、便为后续起爆的炮孔创造自由面，两侧炮孔按时间差顺序起爆。块度均匀，爆堆沿纵向轴线集堆。缺点：缺点：穿孔工作量大，延米爆破量低，炸药单耗高，对两侧沟边边坡冲击破坏大。若考虑沟边边坡永久保留，则宜考虑辅助预裂爆破。17国内外露天矿深孔爆破参数和有关指标见表5-5 表5-6208 8 二次破碎二次破碎 二次破碎：二次破碎：钻孔爆破后会产生一部分超限大块，导致挖掘机不能采装，此部分大块需进行再破碎，称为二次破碎二次破碎。1 1）块度对采装设备效率及露天矿生产成本的影响：）块度对采装设备效率及露天矿生产成本的影响：大块率与挖掘机生产能力关系 平均块度与挖掘机生产能力关系斗容：4-20m3;3-12.5m
15、3;2-8m3;1-4.6m3 炸药单耗与矿岩块度关系矿岩块度与作业费用关系 炸药单耗与采矿成本关系21归纳：归纳：矿岩平均块度越大，大块率越大，呈线性关系；矿岩平均块度越大，挖掘机生产能力越小；炸药单耗越大，矿岩平均块度越小，大块率越小；矿岩块度与露天矿生产成本之间存在最佳关系。块度适度可降低炸药消耗、提高挖掘机生产能力和破碎机生产能力。2 2）矿岩合理块度：）矿岩合理块度：对采装设备：式中：L超限大块的最大边长，m3;V挖掘机斗容，m3。对破碎机：30.8 VL超限0.85BL超限式中：B破碎机受料仓最小边长，m3。浅眼爆破法裸露爆破法机械松碎法(用吊车碎石锤)高能燃烧剂及静态膨胀剂破碎法
16、 3 3）二次破碎方法：）二次破碎方法：2223b b：高能燃烧剂的工艺和参数：高能燃烧剂的工艺和参数装药量：装药量：一般为浅眼爆破法体积用药量的5倍。眼距：眼距：0.8Wp眼深：眼深：23b填塞：填塞：长度0.3倍的眼深 点燃方式：点燃方式：导火索,800w电阻丝或高效能发爆器点燃。c c：静态膨胀剂破碎法：静态膨胀剂破碎法以CaO为主要膨胀源,加水,产生化学反应。反应方程式：22()64.9/aC OH OCa OHKJ mol体积增大1.5倍,并放出热,最后导致岩石解体,破裂。工艺操作不易控制,应用不多。a a：高能燃烧剂的成分、配比和性能：高能燃烧剂的成分、配比和性能成分：金属氧化剂CuO、MnO、Fe2O3和金属还原剂Al组成反应方程式：232331145AlCuOAl OCuKJ2343231658.8AlMnOAl OMnKJ配比(按重量比)：氧化剂7080%，还原剂2030%。性能：粒度越细,混合越均匀,反应速度越快。249 9 控制爆破控制爆破内容：i 控制爆破作用的破坏范围和块度；ii 控制岩石的抛掷方向和堆砌范围；iii 控制爆破地震效应,飞石,空气冲击波和噪音。
