露天深孔爆破培训课件

第一节露天深孔爆破法深孔：孔径在50mm以上、深度在5m以上的钻孔。一般是在台阶上或事先经过平整的场地上进行钻孔作业，并在深孔中装入延长药包进行爆破。全面改善爆破质量：一要破碎质量好，破碎块度符合工程要求，基本上无不合规格的大块，无根底，爆堆集中和具有一定松散度，能满足铲装设备高效率装载的要求；二要降低爆破的有害效应，减少后冲、后裂和侧裂、降低爆破地震、噪声、冲击波和飞石的危害。改善爆破技术经济指标：提高每延米爆破量，降低炸药单耗，并在改善破碎质量的前提下，使钻孔、装载、运输和机械破碎等后续工序发挥高效率，使其工程的综合成本达到最低。一、台阶要素、钻孔形式与布孔方式（一）台阶要素深孔爆破的台阶要素如图8—1所示。（二）钻孔形式深孔爆破钻孔形式一般分为垂直钻孔和倾斜钻孔两种，如图8—2所示。也有个别情况采用水平钻孔。垂直深孔和倾斜深孔的使用条件和优缺点列于表8—1。斜孔比垂直孔具有更多优点，但由于钻凿斜孔的技术操作比较复杂，孔的长度相应比垂直孔长，而且装药过程中易发生堵孔，所以仍然比较广泛采用垂直深孔。（三）布孔方式布孔方式有单排布孔及多排布孔两种。多排布孔又分方型、矩形及三角形（或称梅花形）三种。见图8—3。目前为了增加一次爆破量，广泛推广大区多排孔微差爆破技术，不仅可以改善爆破质量而且可以增大爆破规模以满足大规模开挖的需要。二、露天深孔爆破参数（一）孔径和孔深孔径主要取决于钻机类型、台阶高度和岩石性质。当采用潜孔钻机时，孔径通常为100~200mm，牙轮钻机或钢绳冲击式钻机，孔径为250~310mm，也有达500mm的大直径钻孔。一般来说钻机选型确定后，其钻孔直径已固定下来，国内采用的深孔孔径有76~115、150、170、200、250、310mm几种。孔深由台阶高度和超深确定。（二）台阶高度和超深台阶高度主要考虑为钻孔、爆破和铲装创造安全和高效率的作业条件，一般按铲装设备选型和矿岩开挖技术条件来确定。多采用l0~12m的台阶高度，也有采用15~20m的高台阶。有人认为经济的台阶高度为12～18m。超深是指钻孔超出台阶底盘标高的那一段孔深，其作用是用来克服台阶底盘岩石的夹制作用，使爆破后不残留根底，而形成平整的底部平盘。（三）底盘抵抗线在设计中可以用类似条件下的经验公式来计算，然后在实践中不断加以调整，以达到最佳效果。1．根据钻孔作业的安全条件W1≤Hctgα+B2．按台阶高度W1=(0.6～0.9)H3．H.B.迈利尼科夫公式按每孔装药条件（巴隆公式）式中d—炮孔直径，m；△—装药密度，kg/m3；—装药系数，=0.35～0.65；L—钻孔深度，m；q—单位炸药消耗量，kg/m3；m—炮孔密集系数（即孔距与排距之比），一般m＝0.8～1.2；H—台阶高度，m。除了要考虑上述因素外，控制坡面角也是调整底盘抵抗线的一个有效方法。qmHLdW785.01（四）孔距与排距孔距：指同一排深孔中相邻两钻孔中心线间的距离。孔距按下式求得：（8—6）密集系数m值通常大于1.0，在宽孔距爆破中则为3～4或更大。但是第一排孔往往由于底盘抵抗线过大，应选用较小的密集系数，以克服底盘的阻力。排距是指多排孔爆破时，相邻两排钻孔间的距离，也即是第一排孔以后各排孔的底盘抵抗线值。因此确定排距的方法应按确定最小抵抗线的原则考虑，在采用正三角形布孔时，排距与孔距的关系为：1mWaaab866.060sin多排孔爆破时，孔距与排距是一个相关的参数。因为在炸药性能一定时对各种矿岩有一个合理的炸药单耗，因此在给定的孔径条件下每个孔有一个适宜的负担面积，即：上式表明，当已知合理的钻孔负担面积S和钻孔邻近系数m值，便可以确定排距。排距的大小对爆破质量影响较大，后排孔由于岩石夹制作用，排距应适当减小，也可按经验公出式计算：baS10.1~6.0Wb（五）台阶坡面角在台阶爆破中，坡面角α为前一次爆破时形成的自然坡度，它通常与岩石性质以及钻孔排数和爆破方法有关。如岩石坚硬，采用单排爆破或多排分段起爆的，则坡度大；若岩石松软，多排孔同时起爆时，则坡度要缓一些。如坡角太大(＞70。时)或上部岩石坚硬则易出大块，如果坡角太小或下部岩石坚硬则易留根坎。要求坡面角最好在60～75。之间。（六）堵塞长度堵塞长度过长将会降低延米爆破量，增加钻孔费用，并造成台阶上部岩石破碎不佳；堵塞长度过短，则炸药能量损失大，将产生较强的空气冲击波、噪声和个别飞石的危害，并影响钻孔下部破碎效果。一般堵塞长度不小于底盘抵抗线的0.75倍，或取20～40倍孔径，最好不小于20倍孔径。（七）单位炸药消耗量影响单位炸药消耗量的主要因素有岩石的可爆性、炸药特性、自由面条件、起爆方式和岩石块度要求。因此，选取合理的单位炸药消耗量q往往需要通过多次现场试验或长期的生产实践来验证。在设计中可以参照类似岩石条件下的实际单耗值选取，也可以按表选取。该表数据以2号岩石铵梯炸药为标淮，如果采用其他种类炸药，需要进行炸药能量换算，确定实际单位炸药消耗量。（八）每孔装药量单排孔爆破或多排孔爆破的第一排孔的每孔装药量按下式计算：式中q—单位炸药消耗量，kg/m3；a—孔距，m;H—台阶高度，m；W1—底盘抵抗线，m。多排孔爆破时，从第二排孔起，以后各排孔的每孔装药量按下式计算：式中k—考虑受前面各排孔的矿岩阻力作用的增加系数，k=l.l～l.2；b—排距，m。其余符号含义同前。HWaqQ1HbaqkQ（九）布孔方式图3-2深孔布置方式a-单排布孔；b-矩形布孔；c-方形布孔；d-梅花布孔（a）（b）（c）（d）三、微差爆破微差爆破又称毫秒爆破。它是在深孔孔间、深孔排间或深孔孔内以毫秒级的时间间隔，按一定顺序起爆的一种起爆方法。这种方法具有降低爆破地震效应、改善破碎质量、降低炸药单耗、减小后冲、爆堆比较集中等明显优点。微差间隔时间过长则可能造成先爆孔破坏后爆孔的起爆网路，过短则后爆孔可能因先爆孔未形成新自由面而影响爆破质量。图8-6几种常用的起爆方案1，2，…，为起爆顺序2、起爆顺序尽管深孔台阶爆破布孔方式只有方形、矩形和三角形，但是起爆顺序因爆破器材选择、地形地势变化和爆破技术人员的习惯不同而丰富多样、变化无穷。归纳起来其基本形式有以下几种：（1）逐排起爆顺序逐排起爆就是依照炮孔布置以一个临空自由面为首排，依次按照爆破网路设计的起爆时差各排顺序爆破。主要优点：设计、施工简便，爆堆比较均匀、整齐，是最基本的一种起爆顺序形式。V字形起爆顺序在多排炮孔中，以台阶临空面中部为首段起爆，尔后按照V字形顺序设计起爆时差顺序起爆的方式，称为V字形顺序起爆（如图3-7所示）。该种起爆方式，先从爆区中部爆出一个的空间，改变后面起爆炮孔的最小抵抗线，为后段炮孔的爆破创造自由面。优点：岩石向中间崩落，加强了碰撞和挤压，有利于改善破碎质量，也是最基本的一种起爆顺序。以前面两种起爆顺序为基础，可以演变或衍生出其它的起爆顺序，如梯形起爆顺序、波浪式起爆顺序和对角线起爆顺序等。3）梯形起爆顺序该种起爆顺序实质是V字形起爆顺序的变化，只是在首段起爆的炮孔数由一个变化成多个而已（如图3-8所示）。该起爆顺序具备V字形起爆顺序的优点，适用于路堑拉槽爆破。4）波浪式起爆顺序波浪式起爆顺序实质是逐排起爆顺序与V字形起爆顺序的结合，是在临空面有多个小V字形按照逐排起爆的顺序向后延伸，其爆破顺序犹如波浪。其中相临两排孔对角相连，称之为小波浪式；多排孔对角相连，称之为大波浪式四、露天深孔爆破安全设计（一）爆破振动控制设计序号保护对象类别安全允许质点振动速度υ/(cm/s)f≤10Hz10Hz≤f≤50Hzf＞50Hz1土窑洞土坯房毛石房屋0.15～0.450.45～0.90.9～1.52一般民用建筑物1.5～2.02.0～2.52.5～3.03工业和商业建筑物2.5～3.53.5～4.54.2～5.04一般古建筑与古迹0.1～0.20.2～0.30.3～0.510新浇大体积混凝土(C20)：龄期：初凝～3天1.5～2.02.0～2.52.5～3.0（二）爆破飞石控制设计爆破飞石(个别飞散物)距离尚无理论计算分析公式，要求按下表确定为了保证爆破不产生飞石及冲击波的破坏，需要防止爆破飞石、冲击波以及炮烟，爆破过程中应该严格遵守安全操作细则，填塞材料必须是粘土，禁止夹石块，堵塞紧密、清理炮孔碎石块，并进行严密的覆盖措施：爆破类型和方法最小安全允许距离／m露天岩土爆破浅孔爆破法破大块300浅孔台阶爆破200(复杂地质条件下或未形成台阶工作面时不小于300)深孔台阶爆破按设计，但不大于200（三）爆破警戒范围确定及警戒图露天深孔台阶爆破警戒距离不小于200m。由于各个爆破点周围环境状况各异，爆破安全警戒必须由爆破施工负责人明确，在每个爆破施工点的周围路口设置安全警戒人员和警示标牌，按照下述要求做好爆破安全警戒。爆破时公路必须封路禁行。警戒信号：预警信号起爆信号解除信号警戒图(必须有)五、民用爆破物品安全管理规定国家对民用爆炸物品的生产、销售、购买、运输和爆破作业实行许可证制度。未经许可，任何单位或者个人不得生产、销售、购买、运输民用爆炸物品，不得从事爆破作业。严禁转让、出借、转借、抵押、赠送、私藏或者非法持有民用爆炸物品。（一）、运输民爆器材经由道路运输民用爆炸物品的，应当遵守下列规定：民用爆破物品安全管理规定（一）携带《民用爆炸物品运输许可证》；（二）民用爆炸物品的装载符合国家有关标准和规范，车厢内不得载人；（三）运输车辆安全技术状况应当符合国家有关安全技术标准的要求，并按照规定悬挂或者安装符合国家标准的易燃易爆危险物品警示标志；（四）运输民用爆炸物品的车辆应当保持安全车速；（五）按照规定的路线行驶，途中经停应当有专人看守，并远离建筑设施和人口稠密的地方，不得在许可以外的地点经停；（六）按照安全操作规程装卸民用爆炸物品，并在装卸现场设置警戒，禁止无关人员进入；（七）出现危险情况立即采取必要的应急处置措施，并报告当地公安机关。（二）爆破作业环境露天和水下爆破装药前，应与当地气象、水文部门联系，及时掌握气象、水文资料，遇以下恶劣气候和水文情况时，应停止爆破作业，所有人员应立即撤到安全地点：——热带风暴或台风即将来临时；——雷电、暴雨雪来临时；——大雾天或沙尘暴，能见度不超过100m时；——现场风力超过8级、浪高大于1.0m时或水位暴涨暴落时。（三）装药装药前应对作业场地、爆破器材堆放场地进行清理，装药人员应对准备装药的全部炮孔、药室进行检查从炸药运入现场开始，应划定装药警戒区，警戒区内禁止烟火，并不得携带火柴、打火机等火源进入警戒区域；采用普通电雷管起爆时，不得携带手机或其他移动式通讯设备进入警戒区。炸药运入警戒区后，应迅速分发到各装药孔口或装药硐口，不应在警戒区临时集中堆放大量炸药，不得将起爆器材、起爆药包和炸药混合堆放。搬运爆破器材应轻拿轻放，装药时不应冲撞起爆药包。炎热天气不应将爆破器材在强烈日光下暴晒。炮孔装药应使用木质或竹制炮棍。在装药过程中，不得拔出或硬拉起爆药包中的导爆管、导爆索和电雷管引出线（四）警戒信号预警信号：该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作。起爆信号：起爆信号应在确认人员全部撤离爆破警戒区，所有警戒人员到位，具备安全起爆条件时发出。起爆信号发出后现场指挥应再次确认达到安全起爆条件，然后下令起爆。解除信号：安全等待时间过后，检查人员进入爆破警戒范围内检查、确认安全后，报请现场指挥同意，方可发出解除警戒信号。在此之前，岗哨不得撤离，不允许非检查人员进入爆破警戒范围。（五）爆后检查露天浅孔、深孔、特种爆破，爆后应超过5min方准许检查人员进入爆破作业地点。露天爆破经检查确认爆破点安全后，经当班爆破指挥同意，方准许作业人员进入爆区。