第七章_深孔爆破

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。第一节井下深孔爆破一、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—扇形布孔扇形深孔具有凿岩巷道掘进量少，深孔布置灵活，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，深孔利用率低的缺点。平行深孔使用较少。2水平、向上和向下深孔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。扇形布孔种类倾斜扇形布孔1深孔2凿岩天井3电耙道垂直扇形布孔水平扇形布孔三种方式二、主要爆破参数（1）孔径d主要由凿岩设备、矿石性质决定，一般d有加大的趋势。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。（2）W值确定取决于f值、d值和炸药性能，W值大，块度大。1）计算法根据一个孔深为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）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：W·a·L·q∵m=a/W（m—深孔密集系数）)/(85.7mqdWΔ：装药密度τ：装药系数a：孔距扇形孔装药处的孔口及孔底距离1—间柱；2—采区天井；3—凿岩硐室；4—炮孔未装药部分；5—炮孔装药部分；6—矿房密集系数密集系数是孔间距(孔底距)与最小抵抗线的比值。amW即：孔底密集系数是孔底距与最小抵抗线的比值；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。常用孔底密集系数和孔口密集系数表示：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m=1.0~2.0.102）经验法坚硬岩w/d=25~30；中硬岩w/d=30~35；软岩w/d=35~45。（3）单耗qq值由f、炸药性能、采幅宽而定。q值对爆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，严重影响装、运、提工作效率。所以q值不能过低。对中硬岩，一般q=0.6~1.6kg/m3。12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/m380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。4）孔深a：考虑凿岩效率，接杆不超过12m，潜孔不超过25m；b：孔底不穿透采空区，硐室应留0.8~1.2m厚度；c：对于难爆矿石，应超深0.4~0.6m，以减少矿石损失d：相错孔超深0.5m；5）孔方位无论垂直、水平孔，与相邻的排之间的孔位相互错开布置。6）孔倾角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、倾角、药量等参数，作为施工依据。VCR法VCR法是垂直深孔球状药包后退式崩矿方法的简称。VCR法（VerticalCraterRetreatmethod）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；5—装矿巷道；6—运输巷道第二节露天深孔台阶爆破（benchblasting）：台阶爆破是工作面以台阶形式推进的爆破方法。台阶爆破孔深大于5m的钻孔称为深孔。反之，则称为浅孔。台阶要素W1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；L为钻孔深度lc为装药长度ld为堵塞长度；h为超深B为在台阶面上从钻孔中心至坡顶线的安全距离。钻孔形式露天深孔布置H—台阶高度；h—超深；Wd—底盘抵抗线；ld—堵塞长度；b—排距与垂直孔相比，倾斜孔的优缺点优点：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。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，而垂直孔的底盘抵抗线计算不准可能造成飞石或者根底。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。缺点：斜孔施工困难，进尺慢，炮孔长度长，装药也困难。深孔爆破参数（1）孔径DD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（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+BB-钻机作业安全距离，2.5~3.0mH-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；H20m时，τ＝0.35；HqmLdW85.713)按台阶高度确定：岩石坚硬，系数取小值，反之，系数取大值。4)按钻孔直径确定：k——日本取k=40,国内铁路上建议取k=32～38;d——孔径，mm。HW)9.0~6.0(1kdW1（4）孔距a与排距ba=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，采用逐排起爆时，b=W底。（5）阻塞长度LL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深孔布置图一字形；三角形；方格形；梅花形（2）起爆顺序（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。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。（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。一般先下后上效果好，可减少超深h和后冲现象。间隔时间不可过长。可用导爆索-继爆管或电爆网路实现微差控制。（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。