露天台阶深孔控制爆破分析报告.ppt

通常将直径大于50mm、深度超过5m的钻孔称为深孔。 露天深孔一般在台阶（梯段）上或事先平整的场地上进行作业，按开挖形式分为开沟（拉槽）深孔爆破和台阶深孔爆破两种。 开沟爆破时，爆破只有一个向上的自由面；台阶爆破时，有两个或两个以上的自由面，因此可得到较好的爆破效果。 按炮孔方向可分为垂直深孔、倾斜深孔和水平深孔，倾斜深孔和垂直深孔广泛用于台阶爆破，水平深孔仅在爆破厚度和高度不大、场地条件受限制的路堑爆破、整平场地的爆破中使用。 一、台阶深孔爆破的原则 露天台阶深孔爆破必须在满足各种开挖工程技术要求的同时，提高爆破质量，改善爆破的技术经济指标，降低工程的总成本。 提高爆破质量就是一方面要破碎充分，便于高效率铲装； 另一方面要最大限度地降低爆破危害，减少后冲、后裂和侧裂。 改善爆破的技术经济指标，提高延米爆破量，降低炸药单耗，在保证爆破质量的前提下，使铲装、运输、机械破碎以及边坡支护等后续工序发挥高效率，降低工程的综合成本。 （一）台阶构成要素 主要有：台阶高度H、前排钻孔的底盘抵抗线W1、台阶坡面角α、孔边距b、钻孔超深h、排距W2、孔距a、孔深（H＋h）、炮孔倾角、堵塞长度等。 图1 台阶深孔爆破 通常分为：单排布孔和多排布孔两种。当开挖工作面较长或较多、台阶高度较大、单排孔爆破能确保有一定的方量且满足装运要求时，在安全允许的条件下可采用单排布孔。 在工作面少、台阶高度较低、单排孔爆破的爆落方量不能满足挖掘要求时，多采用多排布孔形式。 多排布孔又分为矩形和三角形（或称梅花形）两种形式，如图8—2所示。从能量均匀分布的观点看，以等边三角形布孔最为理想，所以矿山多采用三角形布孔，而矩形布孔多用于开沟爆破。 图8—2 多排孔布置形式 为了增加一次爆破量，广泛推广大区多排孔微差爆破技术， 无论采用哪种布孔形式，均应以孔距相等为原则。 铁路与公路路堑爆破因受地形条件变化的影响，在布孔方法上与露天矿的正规台阶爆破有所不同。 其布孔条件较为复杂，通常有半路堑开挖布孔和全路堑开挖布孔两种方式。 半路堑开挖多采用纵向台阶布孔法，即沿平行于线路方向布孔，如图8—3所示。对于高边坡半壁路堑，应采用分层布孔。 图8—3 半路堑布孔形式 图8—4 全路堑分层开挖布 开挖断面小，爆破易影响边坡的稳定性。 最好采用纵向浅层开挖，每层深约6~8m。 上层顺边坡用倾斜孔进行预裂爆破，下层靠边坡的垂直孔深度应控制在边坡线以内， 如图8—4所示。 在露天矿基建初期的剥离、工业场地平整以及站场开挖等工程中，由于地形变化较大，其炮孔布置应随地形变化作适当调整。 台阶深孔爆破的控制目标主要有：岩体破碎程度及其范围、爆破的后冲作用、爆破地震对基岩或边坡的动力作用、爆破飞石危害、爆堆形状和推移距离、爆堆块度（工程上常称为“级配”）等。 对于前四个目标的控制，在台阶深孔爆破的实际应用中，可以通过优化选取爆破作用指数、炸药单耗、孔网参数（最小抵抗线、孔距、排距、孔深）、微差间隔时间、装药结构和起爆方案以及采用缓冲爆破、预裂爆破和挤压爆破等措施来实现。 然而，对于爆堆形状和块度级配的控制问题目前涉及的并不多，并且由于其复杂性，实现起来尚有一定的困难。 爆堆块度的控制正日益受到工程爆破界的重视。除了矿山生产中需要控制大块率和达到适合的块度组成外，在应用台阶爆破法开采石料构筑堆石坝的水利电力工程中，爆堆的块度组成或级配对构筑的坝体质量起着决定性的影响，不论大块度级或小块度级岩块的含量过高，都将影响坝体的稳定性和渗透性。 块度级配就是将不同块度级（尺寸）的岩石碎块按照一定的配比混合在一起。 爆破块度控制是一项较为复杂的研究课题。尽管国内外研究者已进行了大量的调查与实验工作，其难点在于爆破碎块的形成受岩体内宏观节理、裂隙、断层等地质结构（构造）和爆破参数的双重控制。 实际调查结果发现，爆破岩块沿岩体的原生地质弱面（节理、裂隙、层理等）形成的比例超过80%。 爆破块度在很大程度上受岩体节理裂隙分布特征的控制，受节理裂隙的间距分布状态的控制。 若岩体内的节理裂隙呈多向发育，平均间距小于0.5 m，那么，当采用爆破法开采石料时，要获得含0.5m以上块度的级配石料是相当困难的。 与此相反，若节理裂隙不发育，岩体完整且均质，那么，通过选取不同的爆破参数、布孔形式和起爆顺序，就可能获得多种不同的级配石料（爆堆）。 一般要求块度小时，应采用小孔径爆破；反之，采用大孔径爆破。需要指出的是，在富含各种结构弱面的岩体中爆破时，为了达到控制块度的目的，必要时可以不满足孔距相等的布孔原则，尤其在含有地质断层的情况