CN106895751A - 一种中深孔爆破计算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中深孔爆破计算法，包括以下步骤：S1、炸药单耗的计算；S2、炮孔直径的计算；S3、钻孔深度的计算；S4、钻孔超深Δh的计算；S5、底盘抵抗线W底的计算；S6、孔距a和排距b的计算；S7、堵塞长度的计算；S8、单孔装药量Q的计算。按照本发明提供的计算法，根据理论计算和实地情况相结合，可有效的对岩石进行爆破，降低施工成本、安全性高，采用孔内分段间隔装药结构，并实行孔内、孔外毫秒延时爆破，很好的控制爆破破岩效果和爆破震动危害。

Description

一种中深孔爆破计算法

技术领域

本发明涉及爆破技术领域，具体为一种中深孔爆破计算法。

背景技术

中深孔爆破技术是目前国内广泛采用的用于矿山剥离、采矿、水利工程及铁路开挖等工程的主要爆破方式。在中小型露天矿山开采中推广应用该技术是将中深孔爆破技术、有关的开采技术和凿岩穿孔等设备应用于中小型露天矿山，以改善中小型露天矿山安全生产条件，减少生产事故。该技术针对不同的露天矿山地形地貌、生产规模和资金投入等条件，分别采用正规台阶、轻型浅孔钻台阶和中深孔简易台阶等方式进行开采，爆破技术采用以非电起爆系统为主的多段微差爆破。不同模式的中深孔爆破开采技术，给各种条件的露天矿山安全技术改造提供有效的技术途径和手段，具有安全保障程度高，作业条件好，开采能力大，生产效率高，爆破周期长、飞石少，爆破器材配送管理方便，综合效益明显提高，但是，因为不同的地方其该地块的岩石土壤坚硬程度不同，现在的中深孔爆破技术，始终没有相应的规定计算方法，为此，我们提出一种中深孔爆破计算法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中深孔爆破计算法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种中深孔爆破计算法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、炸药单耗的计算：根据岩石的性质、爆破自由面数目、炸药种类、炮孔直径确定炸药单耗q值；

S2、炮孔直径的计算：采用潜孔钻孔时，炮孔直径由与潜孔钻配套的钻头直径确定；

S3、钻孔深度的计算：一次爆破达到设计深度，钻孔深度由需要爆破岩层的厚度h和设计钻孔超深Δh决定；

S4、钻孔超深Δh的计算：按照抵抗线W大小，钻孔超深一般有如下规律：

Δh＝(0.15～0.35)W或Δh＝(0.2～0.3)W底；

S5、底盘抵抗线W底的计算：按台阶高度和孔径计算；

S6、孔距a和排距b的计算：孔距a按式a＝mW底求得，排距b，采用多排孔爆破时，b为相邻两排钻孔间的距离，也即各排孔的底盘抵抗线值，采用三角形布孔时，b＝a·sin600＝0.886a；

S7、堵塞长度的计算：堵塞长度取最大抵抗线的0.7-0.8倍；

S8、单孔装药量Q的计算：单排孔爆破或多排孔爆破的第一排孔的装药量按下式计算：

Q＝qaWH；

多排孔爆破时从第二排孔起，每孔装药量按下式计算：

Q＝KqabH；

式中：K为考虑受前排的岩石阻力作用的增加系数，一般取1.1～1.2。

优选的，所述步骤S8中单孔装药量，为了控制爆破效果，对路堑中间部分炮孔底部采用耦合装药，上部采用不耦合装药，沿孔深方向采用连续或分段装药结构；两侧炮孔采用分段装药结构。

优选的，所述步骤S8中多排孔爆破，为了避免抵抗线指向需要保护的建筑物、输电线路灯，段间微差时间选用50ms以上，每3～4排，加入一段延时，延时时间在50～75ms，以保证后续炮孔爆破破岩效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本中深孔爆破计算法，正确选择预裂爆破参数是爆破成功的关键，合理的爆破参数不但能满足工程的实际要求，而且可使爆破效果最佳，技术经济指标最优。爆破施工时，采取理论计算结合现场试验的方法综合确定爆破参数。合理的堵塞长度能阻止爆炸气体过早地冲出孔外，不但能充分利用炸药的爆炸能量使岩石破碎更加充分，而且能减少爆破有害效应的产生，按照本发明提供的计算法，根据理论计算和实地情况相结合，可有效的对岩石进行爆破，降低施工成本、安全性高，采用孔内分段间隔装药结构，并实行孔内、孔外毫秒延时爆破，很好的控制爆破破岩效果和爆破震动危害。

附图说明

图1为本发明中深孔爆破设计单孔装药量、堵塞参数示意图；

图2为本发明半路堑开挖炮孔横断面布置图；

图3为本发明半路堑开挖炮孔布置俯视图；

图4为本发明半路堑开挖路段路基爆破起爆网路图；

图5为本发明全路堑开挖炮孔横断面布置图；

图6为本发明全路堑开挖炮孔布置俯视图；

图7为本发明全路堑开挖路段路基爆破起爆网路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：

一种中深孔爆破计算法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、炸药单耗的计算：根据岩石的性质、爆破自由面数目、炸药种类、炮孔直径确定炸药单耗q值；爆破设计取炸药单耗q＝0.4～0.7kg/m3，岩石比较完整且坚硬时可取0.7kg/m3，岩石风化严重时可取0.4kg/m3，实际爆破中根据爆区环境、地质条件等，试验确定炸药单耗q的大小，为控制爆破危害，可采用减弱松动爆破或加强松动爆破。

根据岩石坚固性系数f值的大小，对于深孔爆破，参考下表选择炸药单耗q，具体取值需根据现场岩石决定。

炸药单耗q(单位：kg/m3)

f	0.8～2.0	3～4	5	6	8	10	12	14	16
										q	0.4	0.43	0.46	0.5	0.53	0.56	0.6	0.64	0.67

S2、炮孔直径的计算：采用潜孔钻孔时，炮孔直径由与潜孔钻配套的钻头直径确定；使用钻头，炮孔直径φ约90mm。

S3、钻孔深度的计算：一次爆破达到设计深度，钻孔深度由需要爆破岩层的厚度h和设计钻孔超深Δh决定；

S4、钻孔超深Δh的计算：按照抵抗线W大小，钻孔超深一般有如下规律：

Δh＝(0.15～0.35)W或Δh＝(0.2～0.3)W底 (1)；

式中：W底为底盘抵抗线，当W＝2m时，钻孔超深一般Δh＝0.3～0.7m。

S5、底盘抵抗线W底的计算：按台阶高度和孔径计算；

按台阶高度和孔径计算：

W底＝(0.6～0.9)H；

式中：H为台阶高度，单位为m；为钻孔直径，单位为mm。

S6、孔距a和排距b的计算：孔距a按式a＝mW底求得，炮孔密集系数m通常大于1，一般取1.2～1.3，在宽孔距爆破中可取3～4，但第一排炮孔由于底盘抵抗线过大，选用较小的密集系数，以克服底盘的阻力，排距b，采用多排孔爆破时，b为相邻两排钻孔间的距离，也即各排孔的底盘抵抗线值，采用三角形布孔时，b＝a·sin600＝0.886a；

S7、堵塞长度的计算：合理的堵塞长度应能阻止爆炸气体过早地冲出孔外，使岩石破碎更加充分。采用连续柱状装药，堵塞长度取最大抵抗线的0.7-0.8倍，当堵塞长度等于抵抗线大小时，可严格控制爆破飞石；但过大的堵塞，容易在表面产生大块。所以，根据具体岩石性质和周围环境，合理进行堵塞长度选择，一般控制在(0.7～1.0)W，必要时可采取在炮孔口压沙袋的办法，加强堵塞效果，控制飞石。设计取堵塞长度为0.7W；在居民区和有地下或空中管线的特殊地段，取堵塞长度为1.0W；

S8、单孔装药量Q的计算：单排孔爆破或多排孔爆破的第一排孔的装药量按下式计算：

Q＝qaWH (3)；

多排孔爆破时从第二排孔起，每孔装药量按下式计算：

Q＝KqabH (4)；

式中：K为考虑受前排的岩石阻力作用的增加系数，一般取1.1～1.2。

路堑石方爆破，为了控制爆破效果，对装药结构进行合理设计。原则上，对路堑中间部分炮孔底部采用耦合装药，上部采用不耦合装药，沿孔深方向采用连续或分段装药结构；两侧炮孔采用分段装药结构。当采用分段装药结构时，设计上部装药段Q上＝0.4Q，下部装药段Q下＝0.6Q；两侧炮孔采用不耦合装药，药量适量减少，以控制爆破对路堑边坡稳定性的影响。具体施工时，可根据试爆对单耗和钻孔参数进行调整，以保证岩石破碎效果，便于清运；同时，控制爆破对路堑边坡成型的影响，中深孔爆破设计单孔装药量、堵塞参数参考说明书附图1所示。

一般主炮孔采用连续装药结构，靠近边坡采用间隔装药结构。当炮孔较深(L>＝8m)，且为全路堑开挖时，为了控制爆破破岩效果和爆破震动危害，可采用孔内分段间隔装药结构，并实行孔内、孔外毫秒延期爆破。

起爆顺序根据岩石具有的天然临空面情况和周围环境确定，避免抵抗线指向需要保护的建筑物、输电线路等。段间微差时间选用50ms以上；每3～4排，加入一段延时，延时时间在50～75ms，以保证后续炮孔爆破破岩效果。

在周边环境良好的地段爆破，起爆顺序采取首先起爆中间炮孔(全挖路堑)，然后起爆两侧炮孔，排间微差时间选取50ms左右；对半挖路堑，可首先起爆外侧炮孔，然后依次起爆；一次起爆炮孔数和最大段别药量根据周边条件确定。

起爆网络设计：

采用孔内毫秒延期控制爆破，非电导爆管网路，起爆网路采用每排一个段位、排间延期的方式，先用导爆管将相邻两排的炮孔串联，最后用导爆管将串联相邻排炮孔的导爆管进行串联，组成闭合回路，为确保起爆网路的可靠性，在爆区内部拉设数条导爆管将串联相邻排炮孔的导爆管进行串联，最后用电雷管起爆。

半路堑开挖路段路基爆破和全路堑开挖路段路基爆破使用不同的爆破方式。

半路堑开挖路段路基爆破：

对于半路堑开挖路段，采用两次分台阶松动爆破，第一个台阶平均高度为14m，第二个台阶高度为9.2m。底盘抵抗线W1＝k×d＝2.5m，式中k-系数(一般取25～45)，d-炮孔直径；孔距a＝m×W1＝3m，式中m-炮孔密集系数，m值通常大于1.0，在这里m取1.5；排间垂直距离b＝a×sin60°＝2.598，在这里b取2.5m；超深△h＝8～12d，式中d为炮孔直径，这里超深取1m；炮孔堵塞长度l1＝(20～30)d，式中d为炮孔直径，这里堵塞长度取3m，由于该爆区岩石坚固性系数f＝4～6，炸药单耗取q＝0.4kg/m3，单孔装药量Q＝q×a×W1，炮孔布置如说明书附图2和3所示。

半路堑开挖路段路基爆破网路各排按照由外向内的顺序起爆，靠近边坡临空面的外排先起爆，然后由外向内逐排起爆，起爆网路如说明书附图4所示。

全路堑开挖路段路基爆破：

对于全路堑开挖路段，采用一次松动爆破，台阶平均高度为8m，底盘抵抗线W1＝k×d＝2.5m，式中k-系数(一般取25～45)，d-炮孔直径；孔距a＝m×W1＝3m，式中m-炮孔密集系数，m值通常大于1.0，在这里m取1.5；孔距b＝a×sin60°＝2.598，在这里b取2.5m；超深△h＝0.1～0.15H，这里超深取1m；炮孔深度l＝H+△h；炮孔堵塞长度l1＝(20～30)d，式中d为炮孔直径，这里堵塞长度取3m，由于该爆区岩石坚固性系数f＝4～6，炸药单耗取q＝0.4kg/m3，单孔装药量Q＝q×a×W1×l，炮孔布置如说明书附图5和6所示。

全路堑开挖路段路基爆破网路中间排先起爆，为后排起爆创造自由面，然后由中间向两边逐排起爆，起爆网路如说明书附图7所示。

起爆网路连接时除遵守有关安全规定外，并应注意以下事项：

①、非电导爆雷管运至工地开箱前，首先要检查批号、段数、脚线长是否与来料通知单相符。

②、在孔孔范围内禁止使用有接头的塑料导爆管。送到工作场地的雷管，必须保存雷管的段数标记，否则应按报废处理。

③、导爆管不能打结和拉细；各炮孔雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端15cm以上处，网络联好后，要有专人负责检查，看联结是否正确，每个炮孔的起爆药卷是否连好。

本中深孔爆破计算法，正确选择预裂爆破参数是爆破成功的关键，合理的爆破参数不但能满足工程的实际要求，而且可使爆破效果最佳，技术经济指标最优。爆破施工时，采取理论计算结合现场试验的方法综合确定爆破参数。合理的堵塞长度能阻止爆炸气体过早地冲出孔外，不但能充分利用炸药的爆炸能量使岩石破碎更加充分，而且能减少爆破有害效应的产生，按照本发明提供的计算法，根据理论计算和实地情况相结合，可有效的对岩石进行爆破，降低施工成本、安全性高，采用孔内分段间隔装药结构，并实行孔内、孔外毫秒延时爆破，很好的控制爆破破岩效果和爆破震动危害。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种中深孔爆破计算法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、炸药单耗的计算：根据岩石的性质、爆破自由面数目、炸药种类、炮孔直径确定炸药单耗q值；

S2、炮孔直径的计算：采用潜孔钻孔时，炮孔直径由与潜孔钻配套的钻头直径确定；

S3、钻孔深度的计算：一次爆破达到设计深度，钻孔深度由需要爆破岩层的厚度h和设计钻孔超深Δh决定；

S4、钻孔超深Δh的计算：按照抵抗线W大小，钻孔超深一般有如下规律：

Δh＝(0.15～0.35)W或Δh＝(0.2～0.3)W底；

S5、底盘抵抗线W底的计算：按台阶高度和孔径计算；

S6、孔距a和排距b的计算：孔距a按式a＝mW底求得，排距b，采用多排孔爆破时，b为相邻两排钻孔间的距离，也即各排孔的底盘抵抗线值，采用三角形布孔时，b＝a·sin600＝0.886a；

S7、堵塞长度的计算：堵塞长度取最大抵抗线的0.7-0.8倍；

S8、单孔装药量Q的计算：单排孔爆破或多排孔爆破的第一排孔的装药量按下式计算：

Q＝qaWH；

多排孔爆破时从第二排孔起，每孔装药量按下式计算：

Q＝KqabH；

式中：K为考虑受前排的岩石阻力作用的增加系数，一般取1.1～1.2。

2.根据权利要求1所述的一种中深孔爆破计算法，其特征在于：所述步骤S8中单孔装药量，为了控制爆破效果，对路堑中间部分炮孔底部采用耦合装药，上部采用不耦合装药，沿孔深方向采用连续或分段装药结构；两侧炮孔采用分段装药结构。

3.根据权利要求1所述的一种中深孔爆破计算法，其特征在于：所述步骤S8中多排孔爆破，为了避免抵抗线指向需要保护的建筑物、输电线路灯，段间微差时间选用50ms以上，每3～4排，加入一段延时，延时时间在50～75ms，以保证后续炮孔爆破破岩效果。