CN113028921B - 一种露天矿边坡预裂爆破方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种露天矿边坡预裂爆破方法，包括清除边坡及主炮区的覆土，测量确定，布孔钻孔，爆破包制作与装药，堵塞与网路连接，布网后点火起爆，在主爆孔与缓冲孔之间设置多道导向缝，导向缝地面到地底的孔径依次缩短，能够破坏主爆孔与缓冲孔之间的岩体结构，使二者之间的岩体在爆破之后能够完全碎裂堆积，清理之后形成稳定的坡面，在后期施工时整个边坡的稳定性更强，且导向缝的上端开口较大，能够在爆炸时将炸药和雷管形成的高压气体往空中排，防止对预裂孔处造成过大的冲击，避免破坏边坡的轮廓面。

Description

一种露天矿边坡预裂爆破方法

技术领域

本发明涉及一种露天矿边坡预裂爆破方法。

背景技术

为了使爆破开挖的边界尽量与设计轮廓线相符合，不出现超挖或欠挖现象，同时使开挖边界上的岩体能尽量保持完整无损，保持其强度和稳定性，降低爆破地震的危害范围和破坏程度。因此在施工永久边坡的露天中深孔爆破中，拟采用预裂爆破的爆破方法。

但是本申请人在实际矿场工作中发现以下问题：

1.主爆区在发生爆炸之后，产生的爆生裂纹容易对预裂区造成进一步的破坏，进而使整个边坡不稳定，且主爆孔与缓冲孔之间的岩区在爆破钱较为的稳定坚固，在爆炸发生之后，最底部的岩体容易会处于较为的不稳定状态，将溃未溃，在施工时容易造成最终边坡岩体滑落，对工人和机械造成较大的威胁。

2.在爆炸后造成的气浪以及飞石的方向具有不定性，虽经过安全距离设计，但是爆炸过程中影响因素颇多，容易有部分飞石冲击到边坡的安全距离以外，对外部人员或机械造成较大的威胁。

3.预裂孔在发生爆炸后，虽炸出一条符合的预裂道，但之间的岩体体积仍较大，在运输时仍需耗费较大的人力物力才可将爆破后的岩体运出，较为的麻烦。

发明内容

本发明提供了一种露天矿边坡预裂爆破方法，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种露天矿边坡预裂爆破方法，包括：

S1，清除边坡及主炮区的覆土，将岩石表面的表土层清除，露出用于钻孔布孔的岩石部分；

S2，测量：根据矿山的坡度及矿深，确定预裂孔的长度及位置；

S3，布孔：根据矿山的岩石特性，及S2的测量数据，确定主爆孔、缓冲孔、导向缝、预裂孔孔网参数并设置控制，其中，所述主爆孔垂直设置，且所述主爆孔往边坡延伸的一端孔深逐渐减少，所述导向缝设置在所述主爆孔靠近边坡的一侧，且最靠近主爆孔的一条所述导向缝缝深大于主爆孔，往边坡方向一侧设置的导向缝缝深逐渐缩短，用石灰粉将测量好的孔位与缝位围起，

S4，钻孔：对主爆孔进行钻孔时，根据对应的孔径和孔深钻孔即可，在对边坡的导向缝及预留孔钻孔时，先利用重锤原理设置竖直方向上的竖直校正杆，再在竖直校正杆上固定水平校正杆，再从二者的直角夹角处引出一坡面杆，采用角度测量仪器调节坡面杆的斜率，坡面杆的另一端固定在地面上，在每一道导向缝及每一排处于同一直线的预裂网上均设置对应的竖直校正杆、水平校正杆、坡面杆，水平校正杆设置在导向缝的两侧及同一直线的两侧的预裂孔上，水平校正杆再通过一横向固定杆连接，横向固定杆保持水平状态且对应导向缝钻孔节点及预裂孔、缓冲孔位置设置对应的坡面杆，使每一导向缝及预裂孔、缓冲孔的平行度与坡面对等，

S5，爆破包制作与装药：在地面上预先将导爆索绑缚在竹片上，然后按设计装药结构和装药量将炸药卷绑缚在竹片上，竹片和炸药卷一同放入预裂孔内，竹片背靠保留岩体一侧，装药量、装药密度、装药长度、雷管可根据预裂孔孔深进行适应性调节；

S6，堵塞：预裂孔孔口先用稻草和编制袋吊装至堵塞段处，再用岩粉充填，以防岩粉落到装药部位，

S7，爆破网路连接：根据爆破网路设计进行网路连接，将预裂孔用导爆索连成一组或者几组，在预裂孔之间凿出多道裂缝，处于每两个预裂孔之间，

S8，布网：根据矿山数据得出最大飞石距离：Rf＝20n2WKf，其中，Rf为最大飞石安全允许距离；n为爆破作用指数；W为最小抵抗线；Kf为安全系数，在面向爆炸侧的最大飞石距离内设置弹性护网，阻挡可能外飞的飞石，

S9，点火起爆：将所有辅助机械撤离后，确认警戒到位，点火起爆。

作为进一步改进的，S7中，所述爆破网路上会覆盖有捕捉网，捕捉网的四个角上均连接有弹绳，弹绳通过爪钩钩在地面上。

作为进一步改进的，S4中，钻孔过程中，会打入一段固定环，待装药机完成装药后，再将固定环取出。

作为进一步改进的，S7中，所述裂缝不与两端的预裂孔相通。

作为进一步改进的，所述弹性护网包括有立柱、遮挡网、钩环，所述立柱的一侧设置有钩环，所述立柱固定在地面上，所述遮挡网以钩环为原点缠绕在立柱上并且连接到下一立柱。

作为进一步改进的，所述主爆孔与缓冲孔之间采用多排孔三角形的布孔方式。

本发明相比于常规的预裂爆破方法具有以下有益效果：

1.在主爆孔与缓冲孔之间设置多道导向缝，导向缝地面到地底的孔径依次缩短，能够破坏主爆孔与缓冲孔之间的岩体结构，使二者之间的岩体在爆破之后能够完全碎裂堆积，清理之后形成稳定的坡面，在后期施工中整个边坡的稳定性更强，且导向缝的上端开口较大，能够在爆炸时将炸药和雷管形成的高压气体往空中排，防止对预裂孔处造成过大的冲击，避免破坏边坡的轮廓面，减少爆破时爆破振动对整个最终边坡的影响，提高最终边坡的稳定性，保障施工安全。

2.在主爆孔、缓冲孔、导向缝、预裂孔孔网的上方布设了捕捉网，能够在爆炸之后挡住部分飞石，防止飞石四溅造成过大的破坏，且在最大飞石距离内设置了弹性护网，且环围起来的遮挡网之间具有极大的弹力，能够阻挡往安全区内飞射的落石，保证安全区内人员和机械的安全，提高爆破过程中的安全系数。

3.在预裂孔之间开设了裂缝，能够让预裂孔之间的炸药在爆炸后，冲击波和高压气体能够将整个预裂道件的岩体粉碎层较小的石块，使整个预裂道之中的岩体在爆破后能够较为轻易的被运出。

4.预裂孔起爆时间超前于主爆孔第一响100ms，既保证了相邻预裂孔之间的应力波及爆炸气体有足够时间相互作用，以使预裂孔贯穿成缝，而且不会因起爆延期过长导致爆破飞石砸断主爆孔和缓冲孔的爆破网路，在提高了爆破效果的同时，还能够降低爆破振动对边坡的影响，让最终边坡在爆破后趋于一种平衡、稳定的状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供一种露天矿边坡预裂爆破方法的预裂爆破图。

图2是本发明实施例提供一种露天矿边坡预裂爆破方法的炮孔布设图。

图3是本发明实施例提供一种露天矿边坡预裂爆破方法中弹性护网围设在边坡上的状态示意图。

图4是本发明实施例提供一种弹性护网的结构示意图。

图5是本发明实施例提供一种捕捉网覆盖在炮孔上方的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1-5所示，一种露天矿边坡预裂爆破方法，包括：

S1，清除边坡5及主炮区的覆土，将岩石表面的表土层清除，露出用于钻孔布孔的岩石部分；

S2，测量：根据矿山的坡度及矿深，确定预裂孔4的长度及位置；

S3，布孔：根据矿山的岩石特性，及S2的测量数据，确定主爆孔1、缓冲孔3、导向缝2、预裂孔4孔网参数并设置控制，其中，所述主爆孔1垂直设置，且所述主爆孔1往边坡5延伸的一端孔深逐渐减少，所述导向缝2设置在所述主爆孔1靠近边坡5的一侧，且最靠近主爆孔1的一条所述导向缝2缝深大于主爆孔1，往边坡5方向一侧设置的导向缝2缝深逐渐缩短，用石灰粉将测量好的孔位与缝位围起，导向缝2不仅能够降低主爆孔1、缓冲孔3之间的岩体强度，且能够通过将高压的气体往高空排放，在保证有足够的爆破强度将需要预裂爆破的位置完全炸开的同时，还能够防止对预裂道造成过大的冲击，保护预裂道的轮廓面，提高后期的施工安全，在一个布孔面上，钻孔偏向误差不超过1°，

S4，钻孔：对主爆孔1进行钻孔时，根据对应的孔径和孔深钻孔即可，在对边坡5的导向缝2及预留孔钻孔时，先利用重锤原理设置竖直方向上的竖直校正杆，再在竖直校正杆上固定水平校正杆，再从二者的直角夹角处引出一坡面杆，采用角度测量仪器调节坡面杆的斜率，坡面杆的另一端固定在地面上，在每一道导向缝2及每一排处于同一直线的预裂网上均设置对应的竖直校正杆、水平校正杆、坡面杆，水平校正杆设置在导向缝2的两侧及同一直线的两侧的预裂孔4上，水平校正杆再通过一横向固定杆连接，横向固定杆保持水平状态且对应导向缝2钻孔节点及预裂孔4、缓冲孔3位置设置对应的坡面杆，使每一导向缝2及预裂孔4、缓冲孔3的平行度与坡面对等，采用重锤定位的方式，与水平方向上水平仪的校正方式，保证两个方向上的垂直度与水平度，就能够保证坡面杆的倾斜准确度，进而提升主爆孔1、缓冲孔3、导向缝2、预裂孔4的倾斜度，提高钻孔的质量，进而提高爆破的质量，

S5，爆破包制作与装药：在地面上预先将导爆索绑缚在竹片上，然后按设计装药结构和装药量将炸药卷绑缚在竹片上，竹片和炸药卷一同放入预裂孔4内，竹片背靠保留岩体一侧，装药量、装药密度、装药长度、雷管可根据预裂孔4孔深进行适应性调节；

S6，堵塞：预裂孔4孔口先用稻草和编制袋吊装至堵塞段处，再用岩粉充填，以防岩粉落到装药部位，

S7，爆破网路连接：根据爆破网路设计进行网路连接，将预裂孔4用导爆索连成一组或者几组，在预裂孔4之间凿出多道裂缝，处于每两个预裂孔4之间，

S8，布网：根据矿山数据得出最大飞石距离：Rf＝20n2WKf，其中，Rf为最大飞石安全允许距离；n为爆破作用指数；W为最小抵抗线；Kf为安全系数，在面向爆炸侧的最大飞石距离内设置弹性护网6，阻挡可能外飞的飞石，

S9，点火起爆：将所有辅助机械撤离后，确认警戒到位，点火起爆。

进一步地，S7中，所述爆破网路上会覆盖有捕捉网7，捕捉网7的四个角上均连接有弹绳，弹绳通过爪钩71钩在地面上，能够将起爆后的部分石块盖住，防止石块四溅，使用后能将破碎的网布及爪钩71回收再利用。

进一步地，S4中，钻孔过程中，会打入一段固定环，待装药机完成装药后，再将固定环取出，固定环能够稳固四周的岩壁，防止在装药过程中有或填药过程中有部分岩体掉落，影响装药。

进一步地，所述弹性护网6包括有立柱61、遮挡网62、钩环63，所述立柱61的一侧设置有钩环63，所述立柱61固定在地面上，所述遮挡网62以钩环63为原点缠绕在立柱61上并且连接到下一立柱61，所述遮挡网62通过反向缠绕在立柱61上的方式，提高其弹射幅度，再加上其本身的弹性，能够拦截住往外飞射的飞石，且遮挡网62的辐射范围大于整个爆炸范围，能够将多数的飞石拦截住。

进一步地，所述主爆孔1与缓冲孔3之间采用多排孔三角形的布孔方式。

在S5中，预裂孔4的线装药密度一般为0.1～1.5kg/m，由于孔底岩石夹制作用大，为确保预裂缝贯通到孔底，在孔底0.5～1.5m长度上，应适当增加装药量，当孔深大于10m时，增加3～5倍，详细装药数据如下：

具体随着当地的岩体及岩面数据可作出适应性的调整，这里不再赘述。

在S9中，预裂孔4采用导爆索搭接网路同时起爆，主爆孔1和预裂孔4采用普通导爆管孔内微差逐排起爆。为了减少地震波对边坡5的损伤，预裂孔4起爆时间超前于主爆孔1第一响100ms，既保证了相邻预裂孔4之间的应力波及爆炸气体有足够时间相互作用，以使预裂孔4贯穿成缝，而且不会因起爆延期过长导致爆破飞石砸断主爆孔1和缓冲孔3的爆破网路。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种露天矿边坡预裂爆破方法，其特征在于，包括：

S1，清除边坡及主炮区的覆土，将岩石表面的表土层清除，露出用于钻孔布孔的岩石部分；

S2，测量：根据矿山的坡度及矿深，确定预裂孔的长度及位置；

S3，布孔：根据矿山的岩石特性，及S2的测量数据，确定主爆孔、缓冲孔、导向缝、预裂孔孔网参数并设置控制，其中，所述主爆孔垂直设置，且所述主爆孔往边坡延伸的一端孔深逐渐减少，所述导向缝设置在所述主爆孔靠近边坡的一侧，且最靠近主爆孔的一条所述导向缝缝深大于主爆孔，往边坡方向一侧设置的导向缝缝深逐渐缩短，用石灰粉将测量好的孔位与缝位围起，在主爆孔与缓冲孔之间设置多道导向缝，导向缝地面到地底的孔径依次缩短，能够破坏主爆孔与缓冲孔之间的岩体结构，使二者之间的岩体在爆破之后能够完全碎裂堆积，清理之后形成稳定的坡面，在后期施工中整个边坡的稳定性更强，且导向缝的上端开口较大，能够在爆炸时将炸药和雷管形成的高压气体往空中排，防止对预裂孔处造成过大的冲击，避免破坏边坡的轮廓面，减少爆破时爆破振动对整个最终边坡的影响，提高最终边坡的稳定性，保障施工安全；

S4，钻孔：对主爆孔进行钻孔时，根据对应的孔径和孔深钻孔即可，在对边坡的导向缝及预留孔钻孔时，先利用重锤原理设置竖直方向上的竖直校正杆，再在竖直校正杆上固定水平校正杆，再从二者的直角夹角处引出一坡面杆，采用角度测量仪器调节坡面杆的斜率，坡面杆的另一端固定在地面上，在每一道导向缝及每一排处于同一直线的预裂网上均设置对应的竖直校正杆、水平校正杆、坡面杆，水平校正杆设置在导向缝的两侧及同一直线的两侧的预裂孔上，水平校正杆再通过一横向固定杆连接，横向固定杆保持水平状态且对应导向缝钻孔节点及预裂孔、缓冲孔位置设置对应的坡面杆，使每一导向缝及预裂孔、缓冲孔的平行度与坡面对等，

S5，爆破包制作与装药：在地面上预先将导爆索绑缚在竹片上，然后按设计装药结构和装药量将炸药卷绑缚在竹片上，竹片和炸药卷一同放入预裂孔内，竹片背靠保留岩体一侧，装药量、装药密度、装药长度、雷管可根据预裂孔孔深进行适应性调节；

S6，堵塞：预裂孔孔口先用稻草和编制袋吊装至堵塞段处，再用岩粉充填，以防岩粉落到装药部位，

S7，爆破网路连接：根据爆破网路设计进行网路连接，将预裂孔用导爆索连成一组或者几组，在预裂孔之间凿出多道裂缝，处于每两个预裂孔之间，

S8，布网：根据矿山数据得出最大飞石距离：Rf＝20n2WKf，其中，Rf为最大飞石安全允许距离；n为爆破作用指数；W为最小抵抗线；Kf为安全系数，在面向爆炸侧的最大飞石距离内设置弹性护网，阻挡可能外飞的飞石，

S9，点火起爆：将所有辅助机械撤离后，确认警戒到位，点火起爆。

2.根据权利要求1所述的一种露天矿边坡预裂爆破方法，其特征在于，S7中，所述爆破网路上会覆盖有捕捉网，捕捉网的四个角上均连接有弹绳，弹绳通过爪钩钩在地面上。

3.根据权利要求1所述的一种露天矿边坡预裂爆破方法，其特征在于，S4中，钻孔过程中，会打入一段固定环，待装药机完成装药后，再将固定环取出。

4.根据权利要求1所述的一种露天矿边坡预裂爆破方法，其特征在于，S7中，所述裂缝不与两端的预裂孔相通。

5.根据权利要求1所述的一种露天矿边坡预裂爆破方法，其特征在于，所述弹性护网包括有立柱、遮挡网、钩环，所述立柱的一侧设置有钩环，所述立柱固定在地面上，所述遮挡网以钩环为原点缠绕在立柱上并且连接到下一立柱。

6.根据权利要求1所述的一种露天矿边坡预裂爆破方法，其特征在于，所述主爆孔与缓冲孔之间采用多排孔三角形的布孔方式。

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