CN109238055A - 一种中深孔分段爆破方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及爆破工艺技术领域,尤其涉及一种中深孔分段爆破方法及装置,该方法包括:确定实际孔网面积S分的范围:0.7S≤S分≤0.9S;基于单孔装药量和炮孔的最大单段装药量,确定分段装药爆破的分段装药段数,根据分段装药段数,确定分段装药爆破由邻近地表开始由上至下的第一填塞段长度L1、第一层装药段长度h1以及其下的第i填塞段长度Li和第i层装药段长度hi,按照上述参数布置孔网的炮孔装药量和填塞固体填塞料的量,设置相邻炮孔同一水平分段水平排间微差间隔起爆时间、水平向孔间微差间隔起爆时间、根据同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间的计算值,设置同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间的实际值为该计算值的1.2~1.3倍,进而提高了爆破质量。
Description
技术领域
本发明涉及爆破工艺技术领域,尤其涉及一种中深孔分段爆破方法及装置。
背景技术
现有露天矿山或岩土工程采用的爆破工艺中,由于现场采用的设备设施多,周围环境也比较复杂,控制爆破难度也相对较大。
在采用直径约10cm岩块做推落试验10次,测得落在胶带上的概率为50%,这样胶带无正常防护措施,安全质量控制困难,爆破难度大。
为了实施控制爆破,要求爆破无前冲和塌落、无爆破飞石,无振动落石,在邻近胶带一侧采用3~5m小段高分层爆破法。虽然能够实现上述目的,但是,需要穿孔爆破和电铲采装的分层数多,作业效率低,不经济。而且附近区域为降低爆破振动,被迫采用缩小孔网参数、用小孔径钻机穿孔、分层爆破等措施,不仅作业效率低、不经济,且爆破后大块多,质量差。
因此,如何提高爆破质量的同时降低最大一段装药量来降低爆破振动是亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题,提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的中深孔分段爆破方法及装置。
本发明实施例提供一种中深孔分段爆破方法,包括:
基于待爆破岩土的物理力学性质和地质地形条件,结合爆破理论和爆破设计标准,计算获得分段装药爆破的计算孔网面积S;
根据所述计算网孔面积S,确定实际孔网面积S分的范围:0.7S≤S分≤0.9S;
基于单孔装药量和炮孔的最大单段装药量,确定所述分段装药爆破的分段装药段数n,n为正整数;
根据所述分段装药段数n,确定所述分段装药爆破由邻近地表开始由上至下的第一填塞段长度L1、第一层装药段长度h1以及其下的第i填塞段长度Li和第i层装药段长度hi,2≤i≤n,使得第一填塞长度L1和第一层装药段长度h1满足:h1<L1,且L1>1.2w1,其中,w1为邻近地表的第一层装药段的最小抵抗线;第i填塞段长度Li的初始长度Li0和第i层装药段长度hi满足:hi<Li0,且Li0>1.2wi,且将所述第i填塞段长度Li的初始长度Li0经预设核减值核减之后得到实际的第i填塞长度Li,其中,wi为第i层装药段的最小抵抗线;
按照所述实际孔网面积S分、分段装药爆破的分段装药段数n以及每段填塞段长度Li和每层装药段长度hi,布置孔网的炮孔装药量和填塞固体填塞料的量;
在分段装药爆破的孔网布置之后,设置相邻炮孔同一水平分段水平排间微差间隔起爆时间△T水平范围在(6ms/m~8ms/m)w1之内;设置水平向孔间微差间隔起爆时间△T孔间范围大于或等于(3ms/m~4ms/m)w1;根据同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间的计算值△T垂直:△T垂直=(6ms/m~8ms/m)Li,设置所述同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间的实际值为所述计算值△T垂直的1.2~1.3倍。
优选的,在布置孔网的炮孔装药量和填塞固体填塞料的量之后,在确定的分段装药爆破的每层装药段内均布置起爆体,每个起爆体均连接起爆导爆管雷管并引出炮孔外;
优选的,所述第i填塞段长度Li的初始长度Li0经预设核减值核减之后得到实际的第i填塞长度Li,具体为:
实际的第i填塞长度Li的计算式满足:
Li=Li0-0.2BY,且,Li≥20%hi
其中,BY=(1.15~1.2)HY,BY为上部已爆破的压渣厚度,HY为已爆破的爆破前段高度。
优选的,所述基于单孔装药量和最大单段装药量,确定所述分段装药爆破的分段装药段数n的计算式满足:
n=Q/Qmax
其中,Q=q╳L╳S分,q为爆破炸药单耗,Q为单孔装药量,L为炮孔深度,Qmax为根据安全允许质点振速确定的最大单段装药量。
优选的,在分段装药爆破的孔网中按照逐孔段起爆顺序,且靠近地表的分层段在远离地表的分层段之前起爆。
优选的,当炮孔内无水时,所述固体填塞物料为岩碴、建筑用砂或直径小于10mm的碎石;当炮孔内有水时,所述固体填塞物料为透水性碎石,且所述透水性碎石的直径小于10mm。
优选的,所述炮孔直径大于50mm,所述炮孔深度大于5m。
本发明还提供了一种中深孔分段爆破装置,包括:
计算模块,用于基于待爆破岩土的物理力学性质和地质地形条件,结合爆破理论和爆破设计标准,计算获得分段装药爆破的计算孔网面积S;
孔网面积确定模块,用于根据所述计算网孔面积S,确定实际孔网面积S分的范围:0.7S≤S分≤0.9S;
分段装药段数确定模块,用于基于单孔装药量和炮孔的最大单段装药量,确定所述分段装药爆破的分段装药段数n,n为正整数;
填塞段和装药段确定模块,用于根据所述分段装药段数n,确定所述分段装药爆破由邻近地表开始由上至下的第一填塞段长度L1、第一层装药段长度h1以及其下的第i填塞段长度Li和第i层装药段长度hi,2≤i≤n,使得第一填塞长度L1和第一层装药段长度h1满足:h1<L1,且L1>1.2w1,其中,w1为邻近地表的第一层装药段的最小抵抗线;第i填塞段长度Li的初始长度Li0和第i层装药段长度hi满足:hi<Li0,且Li0>1.2wi,且将所述第i填塞段长度Li的初始长度Li0经预设核减值核减之后得到实际的第i填塞长度Li,其中,wi为第i层装药段的最小抵抗线;
布置模块,用于按照所述实际孔网面积S分、分段装药爆破的分段装药段数n以及每段填塞段长度Li和每层装药段长度hi,布置孔网的炮孔装药量和填塞固体填塞料的量,在确定的分段装药爆破的每层装药段内均布置起爆体,每个起爆体均连接起爆导爆管雷管并引出炮孔外;
起爆时间设置模块,用于在分段装药爆破的孔网布置之后,设置相邻炮孔同一水平分段水平排间微差间隔起爆时间△T水平范围在(6ms/m~8ms/m)w1之内;设置水平向孔间微差间隔起爆时间△T孔间范围大于或等于(3ms/m~4ms/m)w1;根据同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间的计算值△T垂直:△T垂直=(6ms/m~8ms/m)Li,设置所述同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间的实际值为所述计算值△T垂直的1.2~1.3倍。
优选的,所述分段装药段数确定模块具体包括:
单孔装药量确定单元,用于根据实际孔网面积S分、炮孔深度L、爆破炸药单耗q,确定单孔装药量Q,Q=q╳L╳S分;
最大单段装药量确定单元,用于根据安全允许质点振速确定最大单段装药量Qmax;
分段装药段确定单元,用于根据单孔装药量和最大单段装药量的比值,确定所述分段装药爆破的分段装药段数n,n=Q/Qmax。
优选的,还包括:孔网爆破顺序控制模块,用于在分段爆破的孔网中按照逐孔起爆顺序,且靠近地表的分层段在远离地表的分层段之前起爆。
本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本发明提供一种中深孔分段爆破方法,通过考虑爆破岩土对象的物理力学性质和地址地形条件,确定出实际的孔网面积,然后根据单孔装药量和最大单段装药量,确定分段装药爆破的分段装药段数,再确定分段装药爆破的填塞段长度和装药段长度,根据确定的这些值布置孔网中的装药量和填塞固体填塞料的量,在引爆时设置相邻炮孔同一水平分段水平排间微差间隔起爆时间、水平向孔间微差间隔起爆时间以及同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间,进而增加单个炮孔装药总量,使得爆破质量提高,又能降低最大一段装药量,降低爆破振动。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中:
图1示出了本发明实施例中的中深孔分段爆破方法的步骤流程示意图;
图2示出了本发明实施例中的分段爆破的炮孔的分段结构示意图;
图3示出了本发明实施例中的中深孔分段爆破装置的模块示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供一种中深孔分段爆破方法,如图1所示,包括:
S101,获得分段装药爆破的计算孔网面积S。
具体地,该计算孔网面积S是基于待爆破岩土的物理力学性质和地质地形条件,结合爆破理论和爆破设计标准来获得的。
可以是根据如下计算式获得:
其中,Q是单个炮孔装药量,Q=ql×L,ql为线装药密度,线装药密度与孔径和装药结构有关;n为单个工程或一次爆破炮孔总数量;k为多排孔爆破时,后排孔考虑前面各排孔的岩石阻力作用的增加系数,k=1.1~1.2;H为台阶爆破阶段高度;q为单位炸药消耗量,其值与岩石坚固系数f有关,具体如下表:
岩石坚固系数f | 2 | 3 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 20 |
q/(kg/m<sup>3</sup>) | 0.4 | 0.43 | 0.46 | 0.50 | 0.53 | 0.56 | 0.6 | 0.64 | 0.67 | 0.7 |
S102,根据该计算孔网面积S,确定实际孔网面积S分的范围:0.7S≤S分≤0.9S。
其中,为了保障爆破安全和质量,因此选取[0.7S,0.9S]范围内的孔网面积,采用这个范围的孔网面积,有利于最大一段装药量小于允许的装药量,同时,由于爆破孔网的缩小,使得减少后的一段装药量满足爆破该段炮孔所需要的能量要求。
该范围中的S的系数为爆破网孔的缩小系数,该缩小系数的取值根据水厂铁矿的实验结果,其中,根据岩石节理裂缝发育进行取值,该爆破网孔的缩小系数与岩石节理裂缝发育情况关系表如下:
岩石节理裂缝发育情况 | 发育 | 中等发育 | 不发育 |
缩小系数的取值 | 0.7 | 0.8 | 0.9 |
岩石的硬度系数与缩小系数有关,岩石的普氏硬度系数f的选取范围:6≤f≤18,具体的该岩石的硬度系数与缩小系数的关系表如下:
f | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 |
缩小系数的取值 | 0.9 | 0.85 | 0.8 | 0.78 | 0.76 | 0.74 | 0.7 |
接下来,为了验证该孔网面积S分是否能够满足分段装药总和∑Q值担负的爆破岩体所需要的炸药能量,通过如下方法来确定:
首先,基于预设爆炸岩体所需的分段装药总和∑Q,计算获得所需的网孔面积:
即:∑Q=q×S分×H×γ,
得到,S分=∑Q/(q×H×γ)
其中,q为根据爆破岩石的性质选取的爆破炸药单耗,H为爆破段高,γ为爆破岩石比重,
验算该分段装药孔网面积S分是否小于S,且满足0.7S≤S分≤0.9S,如果满足该条件,确定所选取的分段装药爆破孔网面积S分过大,需要调整重新计算,直至获得的S分满足上述条件。
还可以根据该各分段所需要的爆炸能量是否满足要求,从而验证各分段高度,即以分三段装药为例,各分段段高确定如下:
第2分段段高H2=L2+h2;
第3分段段高H3=L3+h3;
第1分段段高H1=H-H2-H3,以此类推。
S103,基于单孔装药量和炮孔最大单段装药量,确定分段装药爆破的分段装药段数n,n为正整数。
具体的,该分段装药段数n的计算式满足:
n=Q/Qmax
其中,Q=q╳L╳S分,Q为单孔装药量,L为炮孔深度,Qmax为根据安全允许质点振速确定的炮孔最大单段装药量,如果获得的n的值有余数,若余数大于等于0.1则将该余数进位,然后取整数。
其中,最大分段装药量Qmax的计算如下:
根据中华人民共和国《爆破安全规程》中有关计算公式和爆破所需保护对象的爆破安全指点振动速度,确定各分段装药量的最大值。
由安全允许质点振速
其中,R是爆破振动安全允许距离,Qmax为最大单段药量,V为保护对象所在地安全允许质点振速,可参照下表选取:
K、α分别是与爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数,均应通过现场试验确定,在无试验数据的条件下,可参考下表所示:
岩性 | K | α |
坚硬岩石 | 50~150 | 1.3~1.5 |
中硬岩石 | 150~250 | 1.5~1.8 |
软岩石 | 250~350 | 1.8~2.0 |
在确定了炮孔最大单段装药量Qmax之后,便可确定分段装药段数n。
S104,根据该分段装药段数n,确定分段装药爆破由邻近地表开始由上至下的第一填塞段长度L1、第一层装药段长度h1以及其下的第i填塞段长度Li和第i层装药段长度hi,2≤i≤n。
在具体的确定过程中,该第一填塞段长度L1、第一层装药段长度h1满足:h1<L1,且L1>1.2w1,其中,w1为邻近地表的第一层装药段的最小抵抗线。
第i填塞段长度Li的初始长度Li0和第i层装药段长度hi满足:hi<Li0,且Li0>1.2wi,且将第i填塞段长度Li的初始长度Li0经预设核减值核减之后得到实际的第i填塞长度Li,其中,wi为第i层装药段的最小抵抗线。
按照上述的规律,使得剩余的填塞段长度和装药段长度满足这样的规律直到第n填塞段长度Ln和第n层装药段长度hn的确定。
其中,在第一填塞段长度L1和第一层装药段长度h1之下的其他填塞段和装药段中,第i填塞段长度Li的初始长度Li0经预设核减值核减之后得到实际的第i填塞长度Li,该实际填塞段长度Li的计算式:
Li=Li0-0.2BY,且,Li≥20%hi
其中,BY=(1.15~1.2)HY,这里的15%~20%为爆破后岩体的松散系数,BY为上部已爆破的压渣厚度,HY为已爆破的爆破前段高度。
具体的实施方式中,比如第二填塞段长度L2,第二层装药段长度h2满足如下条件:
h2<L20,且L20>1.2w2,其中,该w2为第2层装药段的最小抵抗线。
接下来,实际的第二填塞段长度L2=L20-0.2BY,且L2≥20%h2。
其中,BY=(1.15~1.2)HY,BY为上部已爆破的压渣厚度,HY为已爆破的爆破前段高度,即HY=L1+h1。
具体如图2所示,以n为3为例,为单炮孔的分段装药结构示意。
以分3段装药为例,先装孔底部一段药柱206,高度不超过h3,起爆用雷管207牢固装配到起爆体208上,放置在药柱206的中间位置,起爆用雷管线207引出炮孔外,长度要满足爆破连线需求,用固体物料填实填塞段205,该填塞段205高度等于L3,再装药柱204,高度不超过h2,起爆用雷管207牢固装配在起爆体208上,放置在药柱204的中间位置,起爆用雷管线207引出炮孔外,长度满足爆破连线需求,然后用固体物料填实填塞段203,填塞段高度高度等于L2,最后装药柱202,高度不超过h1,起爆用雷管207牢固装配到起爆体208上,放置在药柱202的中间位置,起爆用雷管线207引出炮孔外,长度满足爆破连线需求,然后用固体物料填实填塞段201,该填塞段高度等于L1。按照爆破设计的起爆网络图进行连线,确保不误连漏连。
具体的,在炮孔的填塞段内填塞的固体填塞料按照炮孔内是否有水,选择不同的填塞料。当炮孔内无水时,该固体填塞物料为岩碴、建筑用砂或直径小于10mm的碎石;当炮孔内有水时,该固体填塞物料为透水性碎石,且该透水性碎石的直径小于10mm。
具体的,该炮孔直径大于50mm,该炮孔的深度大于5m,满足中深孔的需求。
在上述确定了实际孔网面积S分,分段装药爆破的分段装药段数n以及每段填塞段长度Li和每层装药段长度hi,布置孔网的炮孔装药量和填塞固体填塞料的量,进而形成爆破用的孔网结构。
具体的引爆规律如下:
逐孔引爆,并且靠近地表的分层段的起爆在远离地表的分层段的起爆之前。也就是说,该起爆方法的设计要兼顾水平和垂直向两个方向的立体构思。
具体的起爆时间控制如下:
第一,设置相邻炮孔同一水平排间微差间隔起爆时间△T水平范围在(6ms/m~8ms/m)w1之内;第二,设置水平向空间微差间隔起爆时间△T孔间范围大于或等于(3ms/m~4ms/m)w1;第三,根据同一炮孔分段垂直向微差间隔起爆时间的计算值△T垂直:△T垂直=(6ms/m~8ms/m)Li,设置该同一炮孔分段垂直向微差间隔起爆时间的实际值为计算值△T垂直的1.2~1.3倍。
具体的实施方式中,相邻炮孔同一水平分段间水平向排间微差间隔起爆时间,具体是第一排第一个炮孔爆炸之后,第二排第一个炮孔马上顺序爆破,这里的时间间隔就是相邻炮孔同一水平排间微差间隔起爆时间,这两个炮孔分段装药爆破时,这两个炮孔的关系为“相邻炮孔排间”的关系。
在第一排任意两个相邻炮孔或第N排任意相邻两个炮孔均存在孔间关系,爆破时两个同排炮孔存在微差间隔起爆时间。
在本发明中,根据层间垂直向微差间隔起爆时间按照炮孔的填塞段长度L确定,具体根据填塞段是第几填塞段确定。水平向微差间隔起爆时间按照最小抵抗线原则确定。
由于考虑到顶部分段爆破之后,爆破能量会对相邻下部分段在一定时间内形成瞬间的“冲击压缩”,因此,垂直向微差间隔起爆时间可以较计算值增加20%~30%,比如,两段间垂直向间隔堵塞长度为3m,正常计算获得微差间隔起爆时间△T垂直=(6~8ms/m)×3m=18~24ms,由于存在冲击压缩的影响,因此,可以设置该垂直向的微差间隔起爆时间△T垂直=(18~24ms)×(1.2~1.3)=22~32ms,因此,对于脆性岩取最小值,对于塑性岩取最大值。
本发明实施例还提供一种中深孔分段爆破装置,如图3所示,包括:
第一计算模块301,用于基于待爆破岩土的物理力学性质和地质地形条件,结合爆破理论和爆破设计标准,计算获得分段装药爆破的计算孔网面积S;
孔网面积确定模块302,用于根据所述计算网孔面积S,确定实际孔网面积S分的范围:0.7S≤S分≤0.9S;
分段装药段数确定模块303,用于基于单孔装药量和炮孔的最大单段装药量,确定所述分段装药爆破的分段装药段数n,n为正整数;
填塞段和装药段确定模块304,用于根据所述分段装药段数n,确定所述分段装药爆破由邻近地表开始由上至下的第一填塞段长度L1、第一层装药段长度h1以及其下的第i填塞段长度Li和第i层装药段长度hi,2≤i≤n,使得第一填塞长度L1和第一层装药段长度h1满足:h1<L1,且L1>1.2w1,其中,w1为邻近地表的第一层装药段的最小抵抗线;第i填塞段长度Li的初始长度Li0和第i层装药段长度hi满足:hi<Li0,且Li0>1.2wi,且所述第i填塞段长度Li的初始长度Li0经预设核减值核减之后得到实际的第i填塞长度Li,其中,wi为第i层装药段的最小抵抗线;
布置模块305,用于按照所述实际孔网面积S分、分段装药爆破的分段装药段数n以及每段填塞段长度Li和每层装药段长度hi,布置孔网的炮孔装药量和填塞固体填塞料的量,在确定的分段装药爆破的每层装药段内均布置起爆体,每个起爆体均连接起爆导爆管雷管并引出炮孔外;
起爆时间设置模块306,用于在分段装药爆破的孔网布置之后,设置相邻炮孔同一水平分段水平排间微差间隔起爆时间△T水平范围在(6ms/m~8ms/m)w1之内;设置水平向孔间微差间隔起爆时间△T孔间范围≥(3ms/m~4ms/m)w1;根据同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间的计算值△T垂直:△T垂直=(6ms/m~8ms/m)Li,设置所述同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间的实际值为所述计算值△T垂直的1.2~1.3倍。
在一种优选的实施方式中,所述分段装药段数确定模块303具体包括:
单孔装药量确定单元,用于根据实际孔网面积S分、炮孔深度L、爆破炸药单耗q,确定单孔装药量Q,Q=q╳L╳S分;
最大单段装药量确定单元,用于根据安全允许质点振速确定最大单段装药量Qmax;
分段装药段确定单元,用于根据单孔装药量和最大单段装药量的比值,确定所述分段装药爆破的分段装药段数n,n=Q/Qmax。
在一种优选的实施方式中,还包括:孔网爆破顺序控制模块,用于在分段爆破的孔网中按照逐孔起爆顺序,且靠近地表的分层段在远离地表的分层段之前起爆。
本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
1、首先,采用本发明的技术方案确定分段层数,一方面可以减少爆破分层数,增加了爆破阶段的高度,大幅度提高了钻机穿孔作业和采掘设备作业效率,也可以有效增加穿孔孔径,降低了穿孔爆破消耗,降低了采掘运输的消耗。
2、在分n段装药爆破的情况下,可以提高每个单孔装药量,这样,分段装药爆破就可以增加爆破漏斗作用半径,提升了爆破效果,从而降低爆破大块产出率,一般在5%以上。
3、由于本发明的技术方案在确定分段装药段数时,根据最大单段装药量来确定,同时结合安全允许质点振速进行确定的,而且在单孔装药量比原来的装药量增加,各分段干扰降振,爆破振动会比原来有所降低,因此,采用这样装药分段的方式,大幅度降低爆破的振动,确保了爆破保护对象的安全。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种中深孔分段爆破方法,其特征在于,包括:
获得分段装药爆破的计算孔网面积S;
根据所述计算网孔面积S,确定实际孔网面积S分的范围:0.7S≤S分≤0.9S;
基于单孔装药量和炮孔的最大单段装药量,确定所述分段装药爆破的分段装药段数n,n为正整数;
根据所述分段装药段数n,确定所述分段装药爆破由邻近地表开始由上至下的第一填塞段长度L1、第一层装药段长度h1以及其下的第i填塞段长度Li和第i层装药段长度hi,2≤i≤n,使得第一填塞长度L1和第一层装药段长度h1满足:h1<L1,且L1>1.2w1,其中,w1为邻近地表的第一层装药段的最小抵抗线;第i填塞段长度Li的初始长度Li0和第i层装药段长度hi满足:hi<Li0,且Li0>1.2wi,且将所述第i填塞段长度Li的初始长度Li0经预设核减值核减之后得到实际的第i填塞长度Li,其中,wi为第i层装药段的最小抵抗线;
按照所述实际孔网面积S分、分段装药爆破的分段装药段数n以及每段填塞段长度Li和每层装药段长度hi,布置孔网的炮孔装药量和填塞固体填塞料的量;
在分段装药爆破的孔网布置之后,设置相邻炮孔同一水平分段水平排间微差间隔起爆时间△T水平范围在(6ms/m~8ms/m)w1之内;设置水平向孔间微差间隔起爆时间△T孔间范围大于或等于(3ms/m~4ms/m)w1;根据同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间的计算值△T垂直:△T垂直=(6ms/m~8ms/m)Li,设置所述同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间的实际值为所述计算值△T垂直的1.2~1.3倍。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在布置孔网的炮孔装药量和填塞固体填塞料的量之后,在确定的分段装药爆破的每层装药段内均布置起爆体,每个起爆体连接起爆导爆管雷管并引出炮孔外。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第i填塞段长度Li的初始长度Li0经预设核减值核减之后得到实际的第i填塞长度Li,具体为:
实际的第i填塞长度Li的计算式满足:
Li=Li0-0.2BY,且,Li≥20%hi
其中,BY=(1.15~1.2)HY,BY为上部已爆破的压渣厚度,HY为已爆破的爆破前段高度。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于单孔装药量和最大单段装药量,确定所述分段装药爆破的分段装药段数n的计算式满足:
n=Q/Qmax
其中,Q=q╳L╳S分,q为爆破炸药单耗,Q为单孔装药量,L为炮孔深度,Qmax为根据安全允许质点振速确定的最大单段装药量。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在分段装药爆破的孔网中按照逐孔段起爆顺序,且靠近地表的分层段在远离地表的分层段之前起爆。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,当炮孔内无水时,所述固体填塞物料为岩碴、建筑用砂或直径小于10mm的碎石;当炮孔内有水时,所述固体填塞物料为透水性碎石,且所述透水性碎石的直径小于10mm。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述炮孔直径大于50mm,所述炮孔深度大于5m。
8.一种中深孔分段爆破装置,其特征在于,包括:
获得模块,用于获得分段装药爆破的计算孔网面积S;
孔网面积确定模块,用于根据所述计算网孔面积S,确定实际孔网面积S分的范围:0.7S≤S分≤0.9S;
分段装药段数确定模块,用于基于单孔装药量和炮孔的最大单段装药量,确定所述分段装药爆破的分段装药段数n,n为正整数;
填塞段和装药段确定模块,用于根据所述分段装药段数n,确定所述分段装药爆破由邻近地表开始由上至下的第一填塞段长度L1、第一层装药段长度h1以及其下的第i填塞段长度Li和第i层装药段长度hi,2≤i≤n,使得第一填塞长度L1和第一层装药段长度h1满足:h1<L1,且L1>1.2w1,其中,w1为邻近地表的第一层装药段的最小抵抗线;第i填塞段长度Li的初始长度Li0和第i层装药段长度hi满足:hi<Li0,且Li0>1.2wi,且将所述第i填塞段长度Li的初始长度Li0经预设核减值核减之后得到实际的第i填塞长度Li,其中,wi为第i层装药段的最小抵抗线;
布置模块,用于按照所述实际孔网面积S分、分段装药爆破的分段装药段数n以及每段填塞段长度Li和每层装药段长度hi,布置孔网的炮孔装药量和填塞固体填塞料的量,在确定的分段装药爆破的每层装药段内均布置起爆体,每个起爆体均连接起爆导爆管雷管并引出炮孔外;
起爆时间设置模块,用于在分段装药爆破的孔网布置之后,设置相邻炮孔同一水平分段水平排间微差间隔起爆时间△T水平范围在(6ms/m~8ms/m)w1之内;设置水平向孔间微差间隔起爆时间△T孔间范围大于或等于(3ms/m~4ms/m)w1;根据同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间的计算值△T垂直:△T垂直=(6ms/m~8ms/m)Li,设置所述同一炮孔分段间垂直向微差间隔起爆时间的实际值为所述计算值△T垂直的1.2~1.3倍。
9.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述分段装药段数确定模块具体包括:
单孔装药量确定单元,用于根据实际孔网面积S分、炮孔深度L、爆破炸药单耗q,确定单孔装药量Q,Q=q╳L╳S分;
最大单段装药量确定单元,用于根据安全允许质点振速确定最大单段装药量Qmax;
分段装药段确定单元,用于根据单孔装药量和最大单段装药量的比值,确定所述分段装药爆破的分段装药段数n,n=Q/Qmax。
10.如权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:孔网爆破顺序控制模块,用于在分段爆破的孔网中按照逐孔起爆顺序,且靠近地表的分层段在远离地表的分层段之前起爆。
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