第七章 露天工程爆破課件

第七章露天工程爆破

第一節(jié)露天淺孔爆破第二節(jié)露天臺階爆破第三節(jié)硐室爆破第七章露天工程爆破第二節(jié)露天臺階爆破一、概述（定義、分類）二、露天臺階深孔爆破

1臺階要素、2鉆孔形式、3布孔方式、

4露天深孔爆破參數、5爆破施工工藝第七章露天工程爆破

（benchblasting）：

臺階爆破是工作面以臺階形式推進的爆破方法。臺階爆破孔深大于5m的鉆孔稱為深孔。反之，則稱為淺孔。

臺階要素

W1為前排鉆孔的底盤抵抗線。

是自炮孔中心至坡底線的最短距離；

L為鉆孔深度

lc為裝藥長度

ld為堵塞長度；

h為超深

a為間距；

B為在臺階面上從鉆孔中心至坡頂線的安全距離。b為排距；

H－臺階高度α－臺階坡面角第七章露天工程爆破一、概述——分類、特點◆臺階爆破也稱梯段爆破。通常在一個是先修好的臺階上進行，每個臺階有水平和傾斜兩個自由面，在水平面上鉆孔進行、裝藥等爆破作業(yè)，爆破巖石是朝著傾斜自由面的方向崩落，形成新的傾斜自由面。◆臺階爆破分類：深孔臺階爆破：孔徑大于50mm，孔深大于5m;

淺孔臺階爆破：孔徑小于50mm，孔深小于5m?！羯羁着_階爆破的特點：鉆孔機械化，孔徑可達300~400mm，孔深可達10～30m；施工速度快；工程質量高；對基巖和邊坡的破壞影響小；爆破危害性小。第七章露天工程爆破

二、露天深孔臺階爆破

1、臺階要素H－臺階高度；h

－超深；W1－前排鉆孔的底盤抵抗線；

l－鉆孔深度；l1－裝藥長度；

l2－堵塞長度；b－排距；α－臺階坡面角；

W－炮孔的最小抵抗線；B－臺階上邊緣線至前排孔口的距離。為達到良好的爆破效果，必須正確確定上述各項臺階要素。炸藥第七章露天工程爆破深孔爆破鉆孔形式一般分為垂直鉆孔和傾斜鉆孔兩種：a—垂直鉆孔；b—傾斜鉆孔2、鉆孔形式第七章露天工程爆破鉆孔形式露天深孔布置H—臺階高度；h—超深；Wd—底盤抵抗線；ld—堵塞長度；b—排距第七章露天工程爆破2鉆孔形式——垂直鉆孔與傾斜鉆孔比較第七章露天工程爆破3、布孔方式

布孔方式有單排布孔及多排布孔兩種。多排布孔又分方型、矩形及三角形（或稱梅花形）三種。從能量均勻分布的觀點看，以等邊三角形布孔最為理想，所以許多礦山多采用三角形布孔，而方形或矩形布孔多用于挖溝爆破。目前為了增加一次爆破量廣泛推廣大區(qū)多排孔微差爆破技術，不僅可以改善爆破質量而且可以增大爆破規(guī)模以滿足大規(guī)模開挖的需要。第七章露天工程爆破a—單排布孔；b—方型布孔；c—矩形布孔；d—三角形布孔3、布孔方式第七章露天工程爆破布孔方式（1）深孔布置方式a—單排布孔；b—方形布孔；c—矩形布孔；d—三角形布孔布孔方式有單排布孔和多排布孔兩種。多排布孔又分為方形、矩形及三角形（梅花形）三種。

半壁路塹布孔a—傾斜孔；b—垂直孔；c—分層布孔一、深孔臺階平面布孔方式第七章露天工程爆破布孔方式（2）復線擴建路塹開挖法

單線全路塹分層開挖法二、全路塹開挖布孔方式

第七章露天工程爆破爆破參數(1).

孔徑(6).

單位炸藥消耗量(2).孔深與超深(3).

底盤抵抗線(5).

堵塞長度(4).孔距和排距爆破參數1）根據鉆孔作業(yè)的安全條件2）按臺階高度和孔徑計算3）按每孔裝藥條件第七章露天工程爆破4、露天深孔爆破參數——孔徑

孔徑主要取決于鉆機類型、臺階高度和巖石性質。當采用潛孔鉆機時，孔徑通常為100~200mm，牙輪鉆機或鋼繩沖擊式鉆機，孔徑為250~310mm，也有達400mm的大直徑鉆孔。一般來說鉆機選型確定后，其鉆孔直徑已固定下來，國內采用深孔孔徑有80、90、100、150、170、200、250、310mm幾種。第七章露天工程爆破4、露天深孔爆破參數——臺階高度

臺階高度主要考慮為鉆孔、爆破和鏟裝創(chuàng)造安全和高效率的作業(yè)條件，一般按鏟裝設備選型和礦巖開挖技術條件來確定。多采用10~12m的臺階高度，也有采用15~20m的高臺階。有人認為經濟的臺階高度為12~18m。第七章露天工程爆破4、露天深孔爆破參數——超深和孔深超深：是指鉆孔超過臺階底盤水平的深度。若超深過小，起不到爆除根底的作用，而超深過大，將造成鉆孔和炸藥的浪費，同時還將增加爆破震動強度和對底盤的破壞。根據實踐經驗，超深可按下式確定：式中：WD為底盤抵抗線，m。第七章露天工程爆破4、露天深孔爆破參數——超深和孔深關于超深的討論：

a）當巖石松軟時取小值，巖石堅硬時取大值，如果采用組合裝藥，底部使用高威力炸藥時可以適當降低超深。

b）國內也有的礦山按孔徑的倍數確定超深值，一般取8~12倍的炮孔直徑。

c）礦山的超深值一般波動在0.5~3.6m之間。

d）在某些情況下，如底盤有天然分離面或底盤巖石需要保護，則可不留超深或留下一定厚度的保護層?？咨睿嚎咨钣膳_階高度和超深相加確定。第七章露天工程爆破4、露天深孔爆破參數——底盤抵抗線◎底盤抵抗線是影響爆破效果的一個重要參數。過大的底盤抵抗線會造成根底多、大塊率高、后沖作用大；過小則不僅浪費炸藥、增大鉆孔工作量而且?guī)r塊易拋散和產生飛石危害。底盤抵抗線的大小同炸藥威力、巖石爆破性、巖石破碎要求以及鉆孔直徑、臺階高度和坡面角等因素有關。第七章露天工程爆破底盤抵抗線WD設計計算

1）根據鉆孔作業(yè)的安全條件：式中：H－臺階高度，m；

a－臺階坡面角，一般a＝600~750；

B－從鉆孔中心至坡頂線的安全距離，對大型鉆孔B>2.5~3.0m2）按臺階高度確定：

3）按炮孔直徑確定我國露天礦山深孔爆破的底盤抵抗線一般為孔徑的20~50倍。即：第七章露天工程爆破4、露天深孔爆破參數——孔距與排距

孔距a

是指同一排深孔中相鄰兩鉆孔中心線間的距離。孔距按下式求得：式中的密集系數m值通常大于1.0，在寬孔距爆破中則為3~4或更大。但是第一排孔往往由于底盤抵抗線過大，應選用較小的密集系數，以克服底盤的阻力。第七章露天工程爆破4、露天深孔爆破參數——孔距與排距

排距b是指多排孔爆破時，相鄰兩排鉆孔間的距離，即是第一排孔以后各排孔的底盤抵抗線值。因此確定排距的方法應按確定最小抵抗線的原則考慮，在采用正三角形布孔時，排距與孔距的關系為后排炮孔由于巖石夾制作用，排距應適當減小。第七章露天工程爆破4、露天深孔爆破參數——堵塞長度

堵塞長度是指裝藥后剩余炮孔作為填塞物充填的長度。

合理的堵塞長度和良好的堵塞質量，對改善爆破效果和提高炸藥能量利用率具有重要作用。要求堵塞長度應能降低爆炸氣體能量損失和盡可能增加鉆孔裝藥量。堵塞過長將會降低延米爆破量，增加鉆孔費用，并造成臺階上部巖石破碎不佳；堵塞過短，則炸藥能量損失大，將產生較強的空氣沖擊波、噪聲和飛石危害，并影響鉆孔下部破碎效果。爆破安全規(guī)程中規(guī)定禁止無堵塞爆破。一般堵塞長度不小于底盤抵抗線的0.75倍，或取20~40倍孔徑，最好不小于20倍孔徑。即：第七章露天工程爆破4、露天深孔爆破參數——單位炸藥消耗量（炸藥單耗）

影響單位炸藥消耗量的因素很多，主要有巖石性質、炸藥性能、自由面條件、起爆方式和破碎塊度要求等。因此，選取合理的單位炸藥消耗量，值往往需要通過試驗或長期生產實踐來驗證。也可以按下表選取單位炸藥消耗量。第七章露天工程爆破4、露天深孔爆破參數——單孔裝藥量單排孔爆破或多排孔爆破的第一排孔的每孔裝藥量按下式計算：多排孔爆破時，從第二排孔起，以后各排孔的每孔裝藥量按下式計算：式中：K為考慮受前面各排孔的礦巖阻力作用的增加系數，一般取K

＝1.1~1.2；第七章露天工程爆破5、露天深孔爆破施工技術——布孔和鉆孔施工工藝：布孔和鉆孔、裝藥、堵塞、敷設網路與起爆

布孔和鉆孔：嚴格按設計孔位、深度、傾角鉆孔。鉆孔時要隨時將孔口的巖渣和碎石清除干凈并平整，防止掉入孔內，結束后及時將巖粉吹干凈，并封好孔。鉆孔誤差不大于孔深的1%。鉆孔完畢，注意封口。從安全角度考慮，孔位要避免布在巖石震動松動圈內及節(jié)理發(fā)育或巖性變化較大的地方。鉆孔時，還應注意地面標高的變化，要調整炮孔深度以使下部平臺的標高基本相同。第七章露天工程爆破5、露天深孔爆破施工技術——裝藥1）裝藥前的準備：炮眼裝藥前應認真做好準備工作。首先要對炮眼參數進行檢查驗收，測量炮眼位置、炮眼深度是否符合設計要求。然后對鉆好的炮眼進行清碴和排水。

2）裝藥：裝藥方法有人工裝藥和機械裝藥，提倡采用后者。裝藥時一定要嚴格按照預先計算好的每個炮眼裝藥量裝填。在干燥的炮眼內可采用耦合散裝藥，在放入起爆藥包之前，用木制炮棍壓緊、以增加炮眼的裝藥密度。在有水或潮濕的炮眼中，應采取防水措施或改用防水性能好的炸藥。第七章露天工程爆破5、露天深孔爆破施工技術——裝藥（續(xù)）3）起爆藥包位置：起爆藥包位置有三種形式，其一是孔口起爆，即起爆藥包放置在孔口正向起爆；其二是孔底起爆，即起爆藥包放在孔底反向起爆；其三是將起爆藥包放在炮孔裝藥部位中間。注意：放入起爆藥包后，不可用猛力去沖搗起爆藥包。

4）裝藥結構：一般采用單一連續(xù)的裝藥結構，即孔內連續(xù)裝入同一品種和密度的炸藥。當底盤夾制作用較大時，則宜采用組合裝藥結構，即孔底采用威力較高的炸藥，而上部采用威力較低的普通炸藥第七章露天工程爆破裝藥結構分段裝藥孔底間隔裝藥混合裝藥連續(xù)裝藥

1－堵塞

2－炸藥

3－空氣

分段裝藥孔底間隔裝藥

1－堵塞

2－炸藥

3－空氣

裝藥結構第七章露天工程爆破5、露天深孔爆破施工技術——堵塞

炮眼裝藥后眼口未裝藥部分應該用堵塞物進行堵塞。良好的堵塞可以提高炸藥的爆轟性能，使炮眼內的炸藥反應完全而產生較高的爆轟壓力，還能阻止爆轟氣體產物過早地從炮眼口沖出，提高爆炸能量的利用率。常用的堵塞材料有砂子、粘土、巖粉等。小直徑炮眼則常用炮泥堵塞。炮泥是用砂子和粘土混合配制而成的，其重量比為3∶1再加上20%的水?；旌暇鶆蚝笤偃喑芍睆缴孕∮谂谘壑睆降呐谀喽巍６氯麜r要注意保護和雷管腳線和起爆藥包。間隔裝藥時還應注意間隔堵塞長度。第七章露天工程爆破5、露天深孔爆破施工技術——起爆網路

一般采用的起爆網路有：電爆網路、非電導爆管起爆網路、或復式起爆網路等。具體連接方式和注意要求已在起爆器材和起爆技術章節(jié)中講述。一定要保證網路的可靠性。連接過程中隨時檢查，電爆網路更應注意網路電阻檢測。

第七章露天工程爆破5、露天深孔爆破施工技術——起爆和爆后檢查

起爆前后的警戒工作很重要：

1）按指定的時間到達警戒位置，進行警戒。

2）按指定的警戒范圍，嚴禁人、車等進入警戒區(qū)。

3）警戒人員要注意自身安全。

4）確認安全后，鳴笛起爆。

5）爆破后經檢查確認安全后，方可解除警戒。爆后檢查內容：

1）是否有拒爆（瞎炮）。

2）爆破對周圍設備和建筑物的影響。

3）爆堆的形狀及安全狀況。第七章露天工程爆破導爆管基本起爆網路

簇聯網路串聯網路

并串聯網路第七章露天工程爆破導爆管基本起爆網路

并串串網路并串并網路對稱式并串串網路復式并串聯網路第七章露天工程爆破

起爆順序起爆順序和方式有：（1）排間順序起爆（2）排間奇偶式順序起爆（3）波浪式順序起爆（4）V字形順序起爆（5）梯形順序起爆（6）對角線順序起爆（7）徑向順序起爆（8）組合式順序起爆露天臺階爆破的一個重要特征是采用毫秒延期起爆技術合理起爆順序和毫秒延遲時間可以（1）使相鄰炮孔的應力波疊加，增強巖石的破碎效果（2）先爆炮孔為后爆炮孔創(chuàng)造新的自由面，增強自由面作用（3）改變爆破時的最小抵抗線和炮孔密集系數（4）爆落巖塊間相互碰撞，增強破碎作用（5）減小爆破振動效應第七章露天工程爆破

起爆順序『1』（1）排間順序起爆利用自由面原理，依次順序起爆，網絡簡單。

排間順序起爆a—排間全區(qū)順序起爆；b—排間分區(qū)順序起爆

第七章露天工程爆破

起爆順序『2』排間奇偶式順序起爆

（2）排間奇偶式順序起爆增大自由面，改變抵抗線方向，增強破碎第七章露天工程爆破

起爆順序『3』波浪式順序起爆a—小波浪式；b—大波浪式（3）波浪式順序起爆增加孔間或排間深孔爆破的相互作用，達到加強巖塊碰撞擠壓、改善破碎效果，同時還可以減小爆堆寬度，但操作較復雜。第七章露天工程爆破

起爆順序『4』

V字形順序起爆

（4）V字形順序起爆兩側對稱起爆，加強了巖塊的碰撞和擠壓，破碎質量較好，爆堆寬度小，高度大，地震效應低，第七章露天工程爆破

起爆順序『5』梯形順序起爆（5）U形順序起爆特點類似于V型起爆，雙壁路塹爆破或溝槽爆破常采用第七章露天工程爆破

起爆順序『6』

對角線順序起爆（6）對角線順序起爆如同扭轉的孔間起爆，改變了最小抵抗線方向意即改變爆破作用方向和巖石移動拋擲方向，塊度好，振動小第七章露天工程爆破

起爆順序『7』徑向順序起爆（7）徑向順序起爆破碎效果好，但操作復雜，不常用。第七章露天工程爆破

起爆順序『8』組合式順序起爆（8）組合式順序起爆組合原各種起爆順序的特點，一般特殊地形采用。第七章露天工程爆破深孔臺階爆破逐孔起爆技術

☆逐孔起爆是指每個炮孔單獨一段，所有炮孔均按一定的間隔延期順序接力起爆。

使用不同時間間隔的地表雷管連接網路（孔外延期）。逐孔起爆具有良好的爆破效果，地震效應小，綜合經濟效益顯著。逐孔起爆延期時間較短，對雷管延期精度要求較高。是目前較好的一種起爆技術。第七章露天工程爆破

降低大塊產出率和根底率措施

大塊的標準主要取決于鏟裝設備和初始破碎設備的型號和尺寸，因此，其標準的制定是因地、因時而異的。降低大塊率，根底率的措施a.

正確的設計b.

嚴格的施工c.

科學的管理第七章露天工程爆破

大區(qū)多排孔毫秒爆破技術

毫秒爆破是指相鄰炮孔或排間孔以及深孔內以毫秒級的時間間隔順序起爆的一種爆破技術。

毫秒爆破A增強輔助破碎作用。B炮孔間應力迭加作用減弱。C防止爆炸氣體過早泄氣，提高炸藥能量利用率。D增大爆破漏斗角，形成弧形自由面，為巖石受拉伸破壞創(chuàng)造有利條件.寬孔距、小抵抗線爆破機理第七章露天工程爆破第四節(jié)邊坡控制爆破——預裂爆破

一、預裂爆破的概念和特點二、預裂爆破成縫機理（自學）三、預裂爆破參數設計四、預裂爆破的質量標準第七章露天工程爆破一、預裂爆破的概念和特點

預裂爆破也是一種控制爆破技術。在設計開挖輪廓線上鉆鑿一排孔距合適（小孔距）的平行炮孔（預裂孔），減少裝藥量，采用不耦合裝藥結構（或間隔裝藥結構），在開挖區(qū)主爆炮孔爆破之前，同時起爆預裂孔內的裝藥，形成一條貫通預裂炮孔的裂縫——預裂縫。預裂縫形成后，再起爆主爆炮孔，此預裂縫能在一定范圍內減輕主爆炮孔爆破時對邊坡（保護巖體）的爆破破壞（反射爆炸應力波和地震波）。預裂爆破具有光面爆破的優(yōu)點，且由于預裂縫的存在，可適當放寬對主爆炮孔藥量和爆破規(guī)模的限制。第七章露天工程爆破二、預裂爆破成縫機理

預裂爆破的成縫機理同光面爆破（具體見相關章節(jié)）同學們自學。第七章露天工程爆破三、預裂爆破參數

預裂爆破的主要參數是不耦合系數、裝藥集中度、炮孔布置參數等，可參照光面爆破參數選定。這兒再介紹一些國內深孔預裂爆破時的經驗確定方法。

1、炮孔直徑：60mm～120mm。

2、不耦合系數：2～5。

3、炮孔間距：8～12倍的炮孔直徑。

4、炮孔深度：超通常超深0.5～1.0m。

5、裝藥集中度：可根據教材介紹的公式進行計算，也可應用工程類比法確定。第七章露天工程爆破四、預裂爆破的質量標準

1、在預裂面（即炮孔連心線）形成貫通裂縫，寬度大于10mm。

2、預裂面上留下孔痕（通常硬巖不小于80％，軟巖不小于50％），炮孔附近不出現明顯的爆破裂隙。

3、預裂面應較為平整，不平整度小于150mm。

4、要有明顯的減震效應，減震效果要達到設計要求。

第七章露天工程爆破第四節(jié)微差爆破微差爆破優(yōu)點微差爆破作用原理微差時間的確定實現微差爆破的方法第七章露天工程爆破一、微差爆破定義及優(yōu)點微差爆破的定義：微差爆破又稱為毫秒爆破，是以毫秒時間間隔依次順序起爆多個炮孔或多排炮孔。第七章露天工程爆破一、微差爆破定義及優(yōu)點微差爆破的優(yōu)點：

1）提高爆破質量，改善爆破效果，如大塊率低、爆堆集中、根底減少、后沖減少等；

2）可擴大孔網參數，降低炸藥單耗，提高爆破效率；

3）一次爆破量大，故可減少爆破次數，裝、運工作效率提高；

4）可降低地震效應，減少爆破對圍巖的危害；

5）在有瓦斯煤塵的工作面，可實現全斷面一次爆破。第七章露天工程爆破二、微差爆破作用原理微差爆破作用原理大致有如下幾種觀點：

1、應力波疊加作用

2、增加自由面作用

3、增加巖塊相互碰撞作用

4、減小爆破地震作用第七章露天工程爆破1、應力波疊加作用

若相鄰輛裝藥間隔若干毫秒爆炸，先起爆的裝藥在巖體內形成的應力場尚未消失，而后起爆裝藥又立即起爆，使兩者所產生的應力波相互疊加和干涉，加強了巖石中的拉應力，從而增強了巖石的破碎效果。第七章露天工程爆破2、增加自由面作用

在先爆炮眼破裂漏斗形成后，它對后爆炮眼來說相當于新增加的自由面，如圖所示。后起爆孔的最小抵抗線和爆破作用方向都有所改變，增多了入射壓力波和反射拉伸波在自由面方向的破碎巖石作用，并減少夾制作用。圖中：1第一組起爆；2第二組起爆第七章露天工程爆破3、增加巖塊相互碰撞作用

當第一響炮孔爆破時，爆破漏斗內的破碎巖石起飛尚未回落時，相鄰第二響炮孔已經起爆，此時破碎的巖石也朝剛形成的補充自由面方向飛散，二者相互碰撞。在密集的“巖塊幕中”后爆藥包的爆生氣體不易逸散到大氣中，從而又增加了補充破碎機會。接著后排第三響又起爆，在微差適當的時間內，與第一、二響破碎的巖石可能再次碰撞，形成第三次破碎。在碰撞破碎過程中，巖石中的動能降低，導致拋距減小，爆堆相對集中。第七章露天工程爆破4、減小爆破地震作用

由于微差爆破顯著地減小了單次起爆的裝藥量，即將原來同時齊爆藥量在時間上得以分散。因此，爆破地震能量也在時間上和空間上加以分散，使地震強度大大降低。如果微差時間選得適當，兩組地震波的波峰和波谷還可